Metanol

A.     PENDAHULUAN

1.       Latar Belakang

Alkohol begitu erat hubungannya dengan kehidupan manusia sehari-hari sehingga orang awam pun kenal akan istilah-istilah ini, etanol (alkohol tapi atau cukup “alkohol”) digunakan dalam minuman keras, 2 – propanol (isopropil alkohol atau alkohol gosok) digunakan sebagai zat pembunuh kuman (bakteriosida), metanol (metil alkohol atau alkohol kayu, komponen utama dalam spiritus), digunakan sebagai bahan bakar dan pelarut. Dalam laboratorium dan industri, semua senyawa ini digunakan sebagai pelarut dan reagensia. Semua alkohol bersifat toksik (beracun), tetapi etanol tidak terlalu beracun karena tubuh dapat menguraikannya dengan cepat.

Alkohol memiliki ikatan yang mirip air. Alkohol memiliki rumus C_nH_2n+1OH. Gugus fungsional alkohol adalah gugus hidroksil. Dalam kasus ini, oksigen berada dalam keadaan hibrida –sp³ . Dua orbital sp³ (dari) atom oksigen terikat pada atom lain, dan dua orbital –sp³ lainnya terisi masing-masing dengan sepasang elektron. Alkohol terdiri dari molekul polar (karena memiliki gugus hidroksil). Alkohol termasuk ke dalam asam lemah.

Dalam makalah ini, penulis akan lebih spesifik membahas mengenai methanol (salah satu senyawa alkohol (ROH). Karena metanol termasuk ke dalam senyawa alkohol, maka metanol memiliki titik didih yang tinggi, yaitu 64,5º C. Alkohol berbobot molekul rendah larut dalam air. Kelarutan dalam air ini langsung disebabkan oleh ikatan hidrogen antara alkohol dengan air.

2.      Rumusan Masalah

Adapun yang yang akan dibahas dalam makalah ini, diantaranya:

a.         Bagaimana Sejarah Methanol?

b.         Apa yang dimaksud dengan Methanol?

c.         Bagaimana Cara pembutan Methanol dari Hidrogenasi Katalitik CO₂?

d.         Apa kegunaan Methanol dalam kehidupan sehari-hari?

3.      Tujuan Masalah

a.       Untuk mengetahui sejarah methanol.

b.         Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan methanol.

c.         Untuk mengetahui bagaimana cara pembuatan methanol dari hidrogenasi katalitik CO_2..

d.         Untuk mengetahui apa kegunaan methanol dalam kehidupan sehari-hari

B.     PEMBAHASAN

1.       Sejarah Methanol

Dalam proses pengawetan mayat, orang Mesir kuno menggunakan berbagai macam campuran, termasuk di dalamnya metanol, yang mereka peroleh dari pirolisis kayu. Methanol murni, pertama kali berhasil diisolasi tahun 1661 oleh Robert Boyle, yang menamakannya spirit of box, karena ia menghasilkannya melalui distilasi kotak kayu. Nama itu kemudian lebih dikenal sebagai pyroxylic spirit (spiritus). Pada tahun 1834, ahli kimia Perancis Jean-Baptiste Dumas dan Eugene Peligot menentukan komposisi kimianya. Mereka juga memperkenalkan nama methylene untuk kimia organik, yang diambil dari bahasa Yunani methy = "anggur") + hyle = kayu (bagian dari pohon). Kata itu semula dimaksudkan untuk menyatakan "alkohol dari (bahan) kayu", tetapi mereka melakukan kesalahan.

Kata methyl pada tahun 1840 diambil dari methylene, dan kemudian digunakan untuk mendeskripsikan "metil alkohol". Nama ini kemudian disingkat menjadi "methanol" tahun 1892 oleh International Conference on Chemical Nomenclature. Suffiks [-yl] (indonesia {il}) yang digunakan dalam kimia organik untuk membentuk nama radikal-radikal, diambil dari kata "methyl".

Pada tahun 1923, ahli kimia Jerman, Matthias Pier, yang bekerja untuk BASF mengembangkan cara mengubah gas sintesis (syngas / campuran dari karbon dioksida and hidrogen) menjadi metanol. Proses ini menggunakan katalis zinc chromate (seng kromat), dan memerlukan kondisi ekstrem tekanan sekitar 30–100 MPa (300–1000  atm), dan temperatur sekitar 400 °C. Produksi metanol modern lebih effisien dengan menggunakan katalis tembaga yang mampu beroperasi pada tekanan relatif lebih rendah.

2.      Pengertian Methanol

Methanol adalah salah satu senyawa hidrokarbon dari golongan alkohol (CnH₂n+2O) dengan gugus alkil hidroksil (-OH). Alkohol memiliki keisomeran fungsi dengan eter. Rumus umum methanol adalah CH₄O atau sering ditulis CH₃-OH. Ia merupakan bentuk alkohol paling sederhana. Pada “keadaan atmosfer” ia berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih ringan daripada etanol).

Methanol diproduksi secara alami oleh metabolisme anaerobik oleh bakteri. Hasil proses tersebut adalah uap metanol (dalam jumlah kecil) di udara. Setelah beberapa hari, uap metanol tersebut akan teroksidasi oleh oksigen dengan bantuan sinar matahari menjadi karbon dioksida dan air.

3.      Pembuatan Metanol dari Hidrogenasi Katalitik CO₂

Untuk mengurangi efek CO₂ terhadap lingkungan, dibutuhkan usaha memanfaatkan gas tersebut menjadi produk yang berguna. Salah satu alternatif memanfaatkan CO₂ adalah hidrogenasi katalitik gas CO₂ menjadi metanol.

Metanol dapat dibuat dari hidrogenasi katalitik CO₂, dengan reaksi sebagai berikut :

CO₂ +  3H₂                  CH₃OH  +  H₂O

Melalui reaksi ini, CO₂ dapat dikonversi menjadi metanol. Konversi tersebut dapat ditingkatkan dengan penggunaan katalis yang berperan mempercepat jalannya reaksi dan mengarahkan reaksi sesuai yang diinginkan.

Metanol adalah salah satu produk pemanfaatan CO₂ yang dapat diubah menjadi bahan bakar hidrokarbon cair melalui teknologi konversi yang tersedia pada saat ini. Metanol juga merupakan salah satu produk kimia utama yang dalam jumlah besar digunakan sebagai bahan baku pada berbagai industri seperti formaldehida, klorometana, amina asetat dan juga sebagai alternative energi baru yang ramah lingkungan. Dilihat dari cukup bervariasinya penggunaan metanol, maka perlu dilakukan studi mengenai konversi gas CO₂ menjadi metanol.

Kendala yang dihadapi dalam sintesis metanol melalui reaksi hidrogenasi katalitik CO₂ diantaranya yaitu:

a.     Kondisi operasi tekanan dan temperatur sintesis metanol relatif tinggi. Hal ini menyebabkan tingginya biaya investasi dan operasional.

b.    Konversi CO₂ dan selektivitas yang rendah sehingga membutuhkan investasi besar untuk mendaur ulang umpan CO₂ yang tidak terkonversi.

c.    Belum ditemukannya katalis yang optimal untuk mengkonversi CO₂ dengan selektivitas yang tinggi terhadap metanol.

Untuk mengatasi kendala tersebut, peneliti terfokus pada pengembangan katalis berbasis Cu dan Zn karena kedua komponen tersebut telah dilaporkan aktif dalam sintesis metanol. Usaha untuk meningkatkan aktivitas katalis agar dapat digunakan pada kondisi operasi yang lebih rendah, dilakukan dengan menambahkan aditif seperti Al, Cr, Mn, Pd, Zr dan Ga untuk membentuk katalis multi komponen. Penelitian ini difokuskan untuk mengetahui pengaruh aditif Zr pada kinerja katalis CuO/ZnO/Al₂O_3..

4.      Kegunaan Methanol dalam Kehidupan Sehari-hari

a.      Methanol Sebagai Bahan bakar

Methanol adalah bahan bakar yang ramah lingkungan, pembakaran methanol jika dibakar akan menghasilkan karbon dioksida dan air.

Metanol bisa digunakan sebagai sebuah aditif petrol untuk meningkatkan pembakaran, atau kegunaannya sebagai sebuah bahan bakar independen (sekarang sementara diteliti).

Jika dibandingkan dengan bensin, yang biasanya ditambah zat antiketuk untuk menambah nilai oktan. Salah satu zat antiketuk yang digunakan untuk menambah nilai oktan bensin adalah TEL (Tetra Ethyl Lead). Lead = Timbal / Pumblum (Pb) tidak bereaksi dengan oksigen sehingga emisi pembakaran kendaraan yang menggunakan bensin ber-TEL adalah timbal (Pb), dan efek dari timbal adalah kerusakan permanen pada otak bagi orang yang menghirupnya. Sehingga sekarang TEL dilarang penggunaannya dan diganti dengan bensin super TT (Tanpa Timbal). Pada bensin super TT MTBE (Methyl Tertiary Buthyl Ether).

Methanol dapat digunakan sebagai senyawanya sendiri atau direaksikan dengan minyak seperti triolein (minyak zaitun) menjadi ester (metil oleat) dengan katalis NaOH dan hasil samping gliserol. Sebagai senyawanya sendiri, metanol pada suhu 15 ^oC dapat dicampurkan dengan BBM yang disebut dengan bioalkohol. Bioalkohol mampu menghasilkan panas yang lebih besar daripada BBM.

Kandungan metanol dalam BBM tidaklah dapat melewati 15 % untuk campuran homogen tanpa menggunakan zat-zat tambahan (Fitrayadi, 2008).. Hal ini karena produk alkana bersifat nonpolar sedangkan metanol bersifat polar sehingga kelarutan metanol adalah rendah dalam senyawa alkana (Tim Dosen Kimia Dasar, 2009).. Tetapi pencampuran metanol pada BBM dengan kadar 15 % juga menimbulkan masalah terutama di daerah dingin. Hal ini karena pada suhu 0 ^oC, metanol tidak larut sepenuhnya dan tampak memisah dengan BBM (Fitrayadi, 2008). Semakin rendah suhu, maka kelarutan senyawa akan semakin rendah. Tetapi, metanol 15 % pun jika dibiarkan beberapa menit, ia akan memisah. Hal ini biasanya terjadi selama proses pembakaran .

Metanol merupakan bagian sederhana dari alkohol yang mudah menarik uap air yang terdapat di atmosfer. Oleh karena itu, jika kandungannya pada BBM besar, maka akan menyebabkan korosi besi pada komponen mesin sehingga dapat merusak komponen mesin. Selain itu, karena pembakarannya yang terlalu cepat, maka memperbesar terjadinya knocking pada mesin kendaraan.

Kandungan metanol paling irit dimana bahan bakar menghasilkan karbonmonoksida paling sedikit dengan kandungan air seminimal mungkin adalah pada konsentrasi 5 %. Semakin rendah kadar metanol dalam BBM, maka gas buangan karbonmonoksida semakin besar tetapi kandungan airnya semakin kecil. Sebaliknya, semakin tinggi kadar metanol dalam BBM, maka gas buangan karbonmonoksida semakin kecil tetapi kandungan airnya semakin besar .

Pembakaran semakin sempurna dengan bertambah pendeknya rantai karbon. Dengan mencampurkan metanol ke dalam bahan bakar minyak, maka akan meningkatkan bilangan oktan dari bahan bakar minyak tersebut. Bahan aditif yang dapat ditambahkan dengan metanol agar kelarutannya dalam BBM semakin tinggi antara lain yang terbaik adalah sabun atau detergen (Zenta, 2009).Hal ini karena sabun dan detergen dapat mengikat metanol yang polar pada bagian abu alkalinya sekaligus mengikat senyawa hidrokarbon pada bahan bakar minyak yang nonpolar pada bagian asam lemak atau gliserolnya. Hal ini memungkinkan dibuatnya metanol 20 % atau bahkan lebih. Namun, perlu diingat bahwa semakin banyak kandungan metanol dalam BBM juga mendorong semakin besar terjadinya korosi dan knocking.

Kelarutan suatu senyawa berkurang dengan menurunnya suhu. Akibatnya, pada daerah dingin, kita tidak dapat membuat metanol 15 % dalam BBM. Selain itu, metanol 15 % dapat dengan sendirinya memisah dengan BBM selama proses pembakaran. Hal ini mungkin karena selama proses pembakaran, metanol mengadakan kontak dengan udara yang mengandung uap air. Metanol akan menyerap uap air sehingga metanol semakin dijenuhkan oleh kandungan air. Akibatnya, dalam beberapa menit, metanol akan memisah dari BBM.

Berdasarkan fakta-fakta di atas, baik metanol maupun dalam bentuk metil esternya sebaiknya digunakan dalam konsentrasi 5 % sampai kurang dari 15 % saja untuk menjaga keawetan mesin kendaraan dan untuk menjaga kemungkinan metanol dan BBM tidak akan memisah pada penurunan suhu.

b.      Methanol Sebagai Bahan Dasar Formalin

Formalin, adalah sebutan dari senyawa kimia formaldehida (juga disebut metanal), merupakan aldehida berbentuknya gas dengan rumus kimia H₂CO.

Formaldehida bisa dihasilkan dari pembakaran bahan yang mengandung karbon. Terkandung dalam asap pada kebakaran hutan, knalpot mobil, dan asap tembakau. Dalam atmosfer bumi, formaldehida dihasilkan dari aksi cahaya matahari dan oksigen terhadap metana dan hidrokarbon lain yang ada di atmosfer. Formaldehida dalam kadar kecil sekali juga dihasilkan sebagai metabolit kebanyakan organisme, termasuk manusia.

Secara industri, formaldehida dibuat dari oksidasi katalitik metanol. Katalis yang paling sering dipakai adalah logam perak atau campuran oksida besi dan molibdenum serta vanadium. Dalam sistem oksida besi yang lebih sering dipakai (proses Formox), reaksi metanol dan oksigen terjadi pada 250 °C dan menghasilkan formaldehida, berdasarkan persamaan kimia :

2 CH₃OH + O₂ → 2 H₂CO + 2 H₂O.

Formaldehida dapat digunakan untuk membasmi sebagian besar bakteri, sehingga sering digunakan sebagai disinfektan dan juga sebagai bahan pengawet. Sebagai disinfektan, Formaldehida dikenal dengan nama formalin dan dimanfaatkan sebagai pembersih; lantai, kapal, gudang dan pakaian.

Formaldehida juga dipakai sebagai pengawet dalam vaksinasi. Dalam bidang medis, larutan formaldehida dipakai untuk mengeringkan kulit, misalnya mengangkat kutil. Larutan dari formaldehida sering dipakai dalam membalsem untuk mematikan bakteri serta untuk sementara mengawetkan bangkai.

Dalam industri, formaldehida kebanyakan dipakai dalam produksi polimer dan rupa-rupa bahan kimia. Jika digabungkan dengan fenol, urea, atau melamina, formaldehida menghasilkan resin termoset yang keras. Resin ini dipakai untuk lem permanen, misalnya yang dipakai untuk kayulapis/tripleks atau karpet. Juga dalam bentuk busa-nya sebagai insulasi. Lebih dari 50% produksi formaldehida dihabiskan untuk produksi resin formaldehida.

Untuk mensintesis bahan-bahan kimia, formaldehida dipakai untuk produksi alkohol polifungsional seperti pentaeritritol, yang dipakai untuk membuat cat bahan peledak. Turunan formaldehida yang lain adalah metilena difenil diisosianat, komponen penting dalam cat dan busa poliuretana, serta heksametilena tetramina, yang dipakai dalam resin fenol-formaldehida untuk membuat RDX (bahan peledak).

Sebagai formalin, larutan senyawa kimia ini sering digunakan sebagai insektisida serta bahan baku pabrik-pabrik resin plastik dan bahan peledak.

Secara umum formalin mempunyai kegunaan sebagai berikut;

1)     Pengawet mayat

2)     Pembasmi lalat dan serangga pengganggu lainnya.

3)     Bahan pembuatan sutra sintetis, zat pewarna, cermin, kaca

4)     Pengeras lapisan gelatin dan kertas dalam dunia Fotografi.

5)     Bahan pembuatan pupuk dalam bentuk urea.

6)     Bahan untuk pembuatan produk parfum.

7)     Bahan pengawet produk kosmetika dan pengeras kuku.

8)     Pencegah korosi untuk sumur minyak

9)     Dalam konsentrasi yang sangat kecil (kurang dari 1%), Formalin digunakan sebagai pengawet untuk berbagai barang konsumen seperti pembersih barang rumah tangga, cairan pencuci piring, pelembut kulit, perawatan sepatu, shampoo mobil, lilin, dan pembersih karpet.

c.      Methanol Sebagai Zat Antibeku

Di negara yang bermusim dingin, methanol digunakan sebagai zat antibeku/antifreeze pada radiator mobil. Pada musim dingin jika cairan yang digunakan pada radiator adalah air, maka air tersebut akan membeku dan berdampak pada kerusakan mesin. Untuk mengatasinya digunakan methanol.

C.     PENUTUP

1.       Simpulan

Dari sekian banyak pembahasan, maka capat disimpulkan sebagai berikut:

a.    Orang Mesir kuno menggunakan berbagai macam campuran, termasuk di dalamnya methanol untuk pengawetan mayat yang mereka peroleh dari pirolisis kayu. Methanol murni, pertama kali berhasil diisolasi tahun 1661 oleh Robert Boyle, yang dinamakan spirit of box, karena ia menghasilkannya melalui distilasi kotak kayu.

Kemudian pada tahun 1840 kata methyl diambil dari methylene, yang digunakan untuk mendeskripsikan "metil alkohol". Nama ini kemudian disingkat menjadi "methanol" tahun 1892 oleh International Conference on Chemical Nomenclature. Suffiks [-yl] (indonesia {il}) yang digunakan dalam kimia organik untuk membentuk nama radikal-radikal, diambil dari kata "methyl".

b.    Methanol adalah salah satu senyawa hidrokarbon dari golongan alkohol (CnH₂n+2O) dengan gugus alkil hidroksil (-OH). Alkohol memiliki keisomeran fungsi dengan eter. Rumus umum methanol adalah CH₄O atau sering ditulis CH₃-OH.

c.    Metanol dapat dibuat dari hidrogenasi katalitik CO₂, dengan reaksi sebagai berikut :

CO₂ +  3H₂           CH₃OH  +  H₂O

Melalui reaksi ini, CO₂ dapat dikonversi menjadi metanol. Konversi tersebut dapat ditingkatkan dengan penggunaan katalis yang berperan mempercepat jalannya reaksi dan mengarahkan reaksi sesuai yang diinginkan.

d.    Kegunaan methanol dalam kehidupan sehari-hari, beberapa diantaranya yaitu: sebagai bahan bakar, sebagai bahan dasar formalin dan sebagai zat anti beku.

2.      Saran

Alhamdulillah hirabbil’alamin, hanya kata itu yang bisa penulis ucapkan karena atas karunia-Nya penulis bisa menyelesaikan makalah ini.

Terima kasih juga kepada dosen Pembina mata kuliah Kimia Dasar II yang tek henti-hentinya memberikan pengarahan dalam penyususnan makalah ini. Semoga makalah ini bermanfaat bagi kita semua, khususnya bagi penulis dan umumnya bagi para pembaca.

Dan Penulis memohon kepada Dosen Pembina khususnya, umumnya para pembaca barang kali menemukan kesalahan atau kekurangan dalam makalah ini, baik dari segi bahasa maupun isinya harap maklum. Selain itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pembaca agar makalah selanjutnya lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Fitrayadi, D., 2008, Penggunaan Metanol sebagai Bahan Aditif untuk Meningkatkan Angka Oktan pada Bensin yang Ramah Lingkungan (online), diakses pada tanggal 15 Mei 2011 pukul 11.00 WIB.

Nelly, Fransiska, A., Nyoto, H., dan Utomo, J., 2004, Perancangan Awal Pabrik Biodiesel dari Minyak Jelantah Sawit, Prosiding (online), 10, 101-106, http:// www.google.co.id, diakses pada tanggal 15 Mei 2011 pukul 11.05 WIB.

Tim Dosen Kimia Dasar. 2009. Kimia Organik Dasar. Makassar : UPT MKU Unhas.

Zenta, F. 2009. Teknik Laboratorium Kimia Organik.  Makassar :  Unhas press.

http://ilmukelasberat.wordpress.com/2010/06/23/cara-mengurangi-kadar-formalin-pada-bahan-makanan/, diakses pada tanggal 15 Mei 2011 pukul 14.43 WIB.

http://seno008.blogspot.com/2009/06/manfaat-senyawa-hidrokarbon-alkohol.html, diakses pada tanggal 15 Mei 2011 pukul 10.30 WIB.

http://takdir.blog.com/2011/03/metanol/, diakses pada tangggal 15 Mei 2011 pukul 12.00 WIB.

http://www.chem-istry.org/materi_kimia/sifat_senyawa_organik/alkohol1/_ alkohol/,  diakses pada tanggal 15 Mei 2011 pukul 10.40 WIB.

http://zyzaethanolchemical.wordpress.com/product/metanol/, diakses pada tanggal 15 Mei 2011 pukul 11.30 WIB.

Vanadium

PENDAHULUAN

    1. Latar Belakang

Unsur kimia, atau hanya disebut unsur, adalah zat kimia yang yang tidak dapat dibagi lagi menjadi zat yang lebih kecil, atau tidak dapat diubah menjadi zat kimia lain dengan menggunakan metode kimia biasa. Partikel terkecil dari unsur adalah atom. Sebuah atom terdiri dari atas inti atom (nucleus) dan dikelilingi oleh electron. Inti atom terdiri dari atas sejumlah proton dan neutron. Hingga saat ini deketahui terdapat kurang lebih 117 unsur di dunia.

Hal yang membedakan unsur satu dengan lainnya adalah “jumlah proton” dan jumlah elektron suatu unsur atau ikatan dalam inti atom tersebut. Jumlah proton pada sebuah atom dikenal dengan istilah nomor atom (dilambangkan dengan Z). dan massa atom sebuah unsur (dilambangkan dengan A) adalah massa rata-rata atom suatu unsure pada alam.

Di anatar sekian banyak unsur, salah satu di antaranya adalah unsure Vanadium. Vanadium adalah unsur kimia dalam table bekala yang mempunyai simbol V dan nomor atom 23. 

     2.  Rumusan Makalah 
        a. Bagaimana sifat fisik dari unsur vanadium?
        b. Bagaimana sifat kimia dari unsur vanadium? 
                c. Apa kegunaan unsur vanadium?

   3.  Tujuan Masalah 
        a. Untuk mengetahui sifat fisik dari unsur vanadium
        b. Untuk mengetahui sifat kimia dari unsur vanadium
        c. Untuk mengetahui kegunaan unsur vanadium 


    PEMBAHASAN
    (VANADIUM)

    1. Sejarah

Vanadium pertama kali ditemukan oleh Andres Manuel Del Rio, orang Spanyol yang menjadi ahli pertambangan di Meksiko, pada tahun 1801. Del Rio mengesktrak logam tersebut dari sampel bijih timbale berwarna coklat, yang kemudian dinamakan Vanadinite. Dia menemukan bahwa garam tersebut memperlihatkan bermacam-macam warna, dan karena itu dia menamakan unsure tersebut panchromium (Greek: all colors). Del Rio mengganti nama unsure tersebut menjadi erythonium karena garam berwarna merah saat dipanaskan.

 Sayangnya, pada tahun 1805 seorang ahli kimia Perancis bernama Hippolyte Victor Collet-Descotils, serta teman Del Rio bernama Baron Alexander von Humboldt  menyatakan bahwa unsur baru Del Rio hanyalah krom yang tidak murni. Del Rio pun menerima pernyataan ahli kimia Perancis itu dan menarik kembali pernyataannya.

            Unsure ini akhirnya ditemukan kembali pada tahun 1831 oleh kimiawan Swedia bernama Nils Gabriel Sefstrom, saat bekerja dengan bijih besi. Sefstrom kemudian memilih sebuah nama unsure berawalan huruf V, yang belum digunakan pada unsure lain. Dia menamakannya Vanadium untuk memuliakan Dewi Skandinavia, Vanadis (dewi kecantikan dan kesuburan), karena senyawa logam vanadium memiliki aneka macam warna yang cantik. Pada tahun 1831, seorang geolog bernama George William Featherstonhaugh menyarankan penamaan vanadium diganti dengan “Rionuim”, tetapi sarannya tidak diikuti.

            Isolasi logam vanadium tergolong sulit. Pada tahun 1831, Berzelius melaporkan tentang pengisolasian logam tersebut, tetapi Henry Enfield Roscoe membuktikan bahwa Berzelius mengisolasi Vanadium Nitride (VN). Pada akhirnya, Roscoe berhasil mengisolasi vanadium pada tahun 1867, dengan mereduksi Vanadium (III) Chloride, VCl₃ dengan hydrogen. Vanadium tidak dapat dimurnikan hingga kadar 99.3%-99.8% sampai tahun 1922.

Pada tahun 1927, vanadium murni berhasil diisolasi dengan mereduksi Vanadium Pentoxide dengan calcium.

     2. Sumber

Vanadium ditemukan dalam 65 mineral yang berbeda, di antaranya karnotit, roskolit, vanadit, dan patronit, yang merupakan sumber logam yang sangatn penting. Vanadium juga ditemukan dalam batuan fosfat dan beberapa bijih besi, juga terdapat dalam minyak mentah sebagai senyawa kompleks organic. Vanadium juga ditemukan dalam sedikit dalam batu meteor.

Produksi komersial berasal dari abu minyak bumi dan merupakan sumber vanadium yang sangat penting. Kemurnian yang sangat tinggi diperoleh dengan mereduksi vanadium dengan magnesium atau dengan campuran magnesium-natrium.

Sekarang, kebanyakan logam vanadium dihasilkan dengan mereduksi V₂O₅, dengan kalsium dalam sebuah tabung bertekanan, proes yang dikembangkan oleh McKenie dan Seybair.

     3.  Sifat Fisik

Vanadium adalah logam berwarna putih kelabu yang lembut dan mulur. Ia mempunyai daya tahan kakisan yang baik terhadap al-kali, asid sulfurik dan asid hiroklorik. Ia bersedia untuk teroksida pada kira-kira 933 K. vanadium mempunyai kekuatan struktur yang baik dan keratin rentas belahan neutron yang rendah, menyebabkannya berguna dalam aplikasi nuclear. Walupun ia sejenis logam, vanadium bersama dengan kromium dan mangan mempunyai cirri-ciri oksida valensi yang bersifat asid.

4. Sifat kimia

Sifat kimia vanadium, yaitu yang memiliki konfigursi electron sebagai berikut:

            ₂₃V : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d³

                Vanadium termasuk pada golongan transisi, yaitu golongan V B periode ke-4.

Vanadium(V) oksida sebagai katalis Proses Contact

Reaksi keseluruhan

Selama berlangsungnya proses kontak untuk membuat asam sulfat, belerang dioksida diubah menjadi belerang trioksida. Hal ini dilakukan dengan cara melewatkan belerang dioksida dan oksigen diatas padatan katalis vanadium(V) oksida.

Bagaimana jalannya reaksi

Hal ini merupakan contoh yang baik untuk melihat kemampuan logam transisi dan persenyawaannya untuk digunakan sebagai katalis karena kemampuan yang dimiliki oleh logam transisi dan persenyawaannya untuk mengubah tingkat oksidasinya (bilangan oksidasi).

Belerang dioksida di oksidasi menjadi belerang trioksida dengan vanadium(V) oksida. Pada saat proses berlangsung, vanadium(V) oksida di reduksi menjadi vanadium(IV) oksida.

Vanadium(IV) dioksida kemudian di oksidasi kembali oleh oksigen.

Meskipun katalis berubah-ubah selama proses reaksi berlangsung, pada akhir proses reaksi sifat kimia dari katalis tersebut sama dengan pada awal proses reaksi.

Tingkat oksidasi vanadium

Vanadium memiliki berbagai tingkat oksidasi pada persenyawaannya yang terdiri dari +5, +4, +3, dan +2. Bagian ini menunjukkan perubahannya. Pembahasan dapat dimulai dengan sedikit gambaran, dan kemudian memperhatikan proses reaksi pada saat potensial redoks standar (potensial elektroda standar).

Pengamatan perubahan di laboratorium

Reduksi tingkat vanadium(V) menjadi vanadium(II)

Sumber vanadium yang biasa pada tingkat oksidasi +5 adalah amonium metavanadat, NH₄VO₃. Zat ini sangat tidak larut dalam air dan biasanya larut dengan mudah dalam larutan natrium hidroksida.

Larutan dapat di reduksi dengan menggunakan seng dan asam – baik itu asam klorida maupun asam sulfat, biasanya dengan konsentrasi asam yang sedang.

Keberadaan ion vanadium yang tepat dalam larutan sangatlah rumit, dan berubah-ubah sesuai dengan pH larutan. Reaksi terjadi dalam kondisi asam ketika ion yang paling utama dalam larutan adalah VO²⁺  disebut ion dioksovanadium(V).

Catatan: Ion biasanya ditulis sebagai VO²⁺ tetapi penulisan yang lebih akurat adalah [VO₂(H₂O)₄]⁺.

Re-oksidasi vanadium(II)

Ion vanadium(II) sangat mudah teroksidasi. Jika kamu mencabut kapas mentah dari labu dan menuangkan sebagaian larutan pada tabung reaksi, maka warna akan kembali hijau karena larutan ini bersentuhan dengan oksigen di udara. Larutan kembali teroksidasi menjadi vanadium(III).

Jika larutan dibiarkan untuk jangka waktu yang lama, larutan akan kembali menjadi biru sebagai pengaruh oksidasi udara dan kembali lagi menjadi tingkat vanadium(IV) – ion VO²⁺.

Penambahan asam nitrat (agen pengoksidasi yang sangat kuat) pada larutan vanadium(II) juga dapat menghasilkan ion VO²⁺ yang berwarna biru. Vanadium(II) kembali teroksidasi menjadi vanadium(IV).

Penjelasan perubahan potensial redoks (potensial elektroda)
Penggunaan seng sebagai agen pereduksi

Tingkat pertama dari rangkaian reduksi
Coba perhatikan pada reduksi tingkat pertama – dari VO²⁺ ke VO²⁺. Potensial redoks setengah reaksi untuk vanadium diberikan oleh:

Kesetimbangan yang berkaitan untuk seng adalah:

Prinsip sederhana adalah jika merangkaikan dua setengah reaksi secara bersamaan, salah satu setengah reaksi dengan harga E°yang lebih positif akan bergerak ke kanan; dan satu yang lain dengan harga E°yang negatif (kurang positif) akan bergerak ke kiri.

Tingkat reaksi yang lain
Berikut ini adalah harga-harga Eo untuk seluruh tahap reduksi dari vanadium(V) menjadi vanadium(II):

… dan berikut adalah harga untuk seng:

Harus diingat bahwa reaksi vanadium bergerak ke arah kanan (sesuai dengan yang kita inginkan), harga E_o-nya harus lebih positif apapun yang kamu reaksikan dengannya.

Dengan kata lain, supaya reaksi dapat berlangsung, seng harus selalu memiliki harga lebih negatif – pada kasus ini.

Seng dapat mereduksi vanadium melalui tiap tahap dari tahapan-tahapan tersebut untuk menghasilkan ion vanadium(II).

Penggunaan agen reduksi yang lain

Andaikata kamu menggantikan seng sebagai agen pereduksi dengan timah. Seberapa jauh reduksi berlangsung kali ini?

Berikut adalah beberapa harga E° :

. . . dan berikut harga untuk timah:

Supaya setiap reaksi dapat terjadi, reaksi vanadium harus memiliki harga E^o lebih positif karena kita menginginkannya supaya reaksi tersebut bergeser kearah kanan. Hal ini berarti bahwa timah harus memiliki harga yang lebih negatif.

Pada persamaan vanadium yang pertama (dari +5 ke +4), harga untuk timah lebih negatif. Ini akan bekerja dengan baik.

Pada persamaan vanadium yang kedua (dari +4 ke +3), harga untuk timah lebih negatif juga. Ini juga akan bekerja dengan baik.

Tetapi pada reaksi vanadium yang terakhir (dari +3 ke +2), timah tidak lagi memiliki harga E^o yang lebih negatif. Timah tidak akan mereduksi vanadium(III) manjadi vanadium(II)

Re-oksidasi vanadium(II)

Tingkat oksidasi vanadium(II) lebih mudah teroksidasi kembali menjadi vanadium(III) – atau lebih tinggi.
Oksidasi oleh ion hidrogen

Kamu pasti ingat bahwa reduksi awal yang kita bicarakan adalah mengenai penggunaan seng dan asam pada labu yang disumbat dengan kapas mentah untuk menjaga supaya udara tetap diluar labu. Udara akan mengoksidasi ion vanadium(II) dengan cepat ? tetapi oksidasi juga akan terjadi jika ion hidrigen terdapat dalam larutan!

Larutan vanadium(II) hanya akan tetap stabil selama kamu menjaganya supaya udara tetap diluar dan dengan adanya seng. Seng dibutuhkan untuk menjaga supaya vanadium tereduksi.

Apa yang ajkan terjadi jika seng tidak ada disana? Lihatlah harga E^o berikut:

Reaksi dengan harga E° yang lebih negatif akan bergeser ke kiri; reaksi dengan harga lebih positif (atau kurang negatif) akan bergeser ke kanan.

Hal itu berarti bahwa ion vanadium (II) akan teroksidasi menjadi ion vanadium(III), dan ion hidrogen tereduksi menjadi hidrogen.

Akankah reaksi oksidasi berlanjut – sebagai contoh, ke tingkat vanadium(IV)?

Perhatikan beberapa harga E° dan tentukan:

Supaya kesetimbangan vanadium bergerak ke kiri, maka harus memiliki harga E^o yang lebih negatif. Kesetimbangan di atas tidak memiliki harga E^o yang lebih negatif dan karena itu reaksi tidak akan terjadi.

Oksidasi dengan asam nitrat

Pada arah yang sama, kamu dapat mencoba seberapa jauh asam nitrat akan mengoksidasi vanadium(II).

Berikut adalah tahap pertama:

Reaksi vanadium memiliki harga Eo yang lebih negatif dan jkarena itu reaksi akan bergerak ke kiri; reaksi asam nitrat bergerak ke kanan.

Asam nitrat akan mengoksidasi vanadium(II) menjadi vanadium(III).

Tahap yang kedua meliputi harga E^o:

Asam nitrat lagi-lagi memiliki harga E^o yang lebih positif dan karena itu bergerak ke kanan. Reaksi vanadium yang lebih negatif (kurang positif) bergerak ke kiri.

Asam nitrat tentu saja akan mengoksidasi vanadium(III) menjadi vanadium(IV).

Tidak, itu tidak akan terjadi! Untuk reaksi vanadium supaya bergerak ke kiri untuk membentuk ion dioksovanadium(V), harus memiliki harga Eo yang lebih negatif (kurang positif). Reaksi kesetimbangan di atas tidak memiliki harga yang kurang positif, dan oleh karena itu reaksi tidak akan terjadi.

            5. Kegunaan

Vanadium digunakan dalam memproduksi logam tahan karat dan peralatan yang digunakan dalam kecepatan tinggi. Vanadium karibida sangat penting dalam pembuatan baja.

Sekitar 80% vanadium yang sekarang dihasilkan, digunakan sebagai ferro vanadium atau sebagai bahan tambahan baja. Foil vanadium digunakan sebagai zat pengikat dalam melapisi titanium pada baja. Vanadium petoksida digunakan dalam pembuatan keramik dan sebagai katalis.

Vanadium juga digunakan untuk menghasilkan magnet superkonduktif dengan medan magnet sebesar 175000 Gauss.

Pengguanaan utama dalam paduan vanadium, terutama dengan baja. Sejumlah kecil vanadium menambah kekuatan, ketangguhan, dan tahan panas. Hal ini biasanya ditambahkan dalam bentuk ferrovanadium, sebuah paduan besi vanadium. Vanadium baja paduan digunakan dalam gigi.

                        Titanium-alumunium-vanadium paduan vanadium digunakan dalam mesin jet dan untuk pesawat berkecepatan tinggi. Vanadium foil digunakan dalam cladding titanium untuk baja. Vanadium-rekaman gallium digunakan dalam superkonduksi. Vanadium pentoxide digunakan dalam keramik dan sebagai katalis.
Vanadium (V) oksida adalah sebuah katalis dalam proses Kontak untuk memproduksi asam sulfat . Kimia vanadium dicatat untuk aksesibilitas dari empat berdekatan oksidasi. Umum oksidasi vanadium adalah 2 (ungu), 3 (hijau), 4 (biru) dan 5 (kuning). Vanadium (II) senyawa reduktor, dan vanadium (V) senyawa agen oksidasi. Vanadium (IV) senyawa sering ada sebagai vanadyl derivatif yang berisi VO 2 + pusat.
Konstanta disosiasi asam untuk vanadium dan seri fosfor sangat mirip. Dalam banyak solusi yang lebih terkonsentrasi polyvanadates terbentuk. Rantai, cincin dan cluster yang melibatkan tetrahedral vanadium, analog dengan polyphosphates, diketahui. Selain itu, cluster seperti decavanadates V 10 O 4-28 dan H V 10 O 3 - 28, yang mendominasi pada pH 4-6, dibentuk di mana senyawa oktahedral tentang vanadium.
Vanadium juga membentuk berbagai peroxo-kompleks ketika diobati dengan hidrogen peroksida. Misalnya, kuning oxovanadium (V) ion VO + 2 dalam larutan asam peroksida hidrogen membentuk bata merah peroxovanadium (V) ion, VO (O 2)2 +.
Kimia organologam vanadium dikembangkan dengan baik, tetapi senyawa organologam dari signifikansi nilai komersial kecil. Vanadocene dichloride adalah serbaguna reagen dan bahkan mulai menemukan aplikasi kecil dalam kimia organik. Vanadium karbonil, V (CO) 6, adalah contoh yang langka sebuah karbonil logam yang mengandung elektron tidak berpasangan, tetapi yang ada tanpa dimerization. Penambahan elektron menghasilkan V (CO) - 6 (isoelektrik dengan Cr (CO)6) yang dapat lebih diperkecil dengan natrium dalam amonia cair menghasilkan V (CO) 3 - 6 (isoelektrik dengan Fe (CO)5).
Logam vanadium tidak ditemukan di alam, namun diketahui ada di sekitar 65 berbeda mineral. Contoh yang signifikan secara ekonomi termasuk patronite (VS 4), vanadinite (Pb 5 (VO 4) 3 Cl), dan carnotite (K 2 (uo 2) 2 (VO 4) 2 • 3H 2 O). Banyak dunia produksi vanadium bersumber dari vanadium-bantalan magnetit ditemukan ultramafic gabbro tubuh. Vanadium ditambang sebagian besar di Afrika Selatan, barat laut Cina, dan timur Rusia. Pada tahun 2007 tiga negara tersebut ditambang lebih dari 95% dari 58.600 ton yang diproduksi vanadium.

Vanadium juga hadir dalam bauksit dan bahan bakar fosil deposito seperti minyak mentah, batubara, serpih minyak dan tar pasir. Dalam minyak mentah, konsentrasi sampai 1200 ppm telah dilaporkan. Ketika produk-produk minyak seperti dibakar, jejak-jejak vanadium dapat memulai korosi pada motor dan boiler. Diperkirakan 110.000 ton per tahun vanadium dilepaskan ke atmosfir dengan membakar bahan bakar fosil. Vanadium juga telah terdeteksi di spectroscopically cahaya dari Matahari dan beberapa bintang.