TIMBAL

      Timbal merupakan unsur tertua di dunia. Timbal dikenal dengan lead dalam bahasa Inggris dan plumbum dalam bahasa Latin. Timbal (Pb) pada awalnya adalah sebuah logam berat yang terdapat di kerak bumi, namun ia juga berasal dari kegiatan manusia dan mampu mencapai 300 kali lebih banyak dibandingkan Pb alami.

Sifat Logam Timbal

       Timbal merupakan logam yang berwarna abu-abu kebiruan mengkilat serta mudah dimurnikan dari pertambangan. Ia sangat lunak, mudah dibentuk, ductile (bentuknya dapat diubah), dan bukan konduktor listrik yang baik. Ia memiliki sifat  kimia yang aktif resistasi tinggi terhadap korosi sehingga bisa digunakan untuk melapisi logam agar tidak timbul perkaratan. Pipa-pipa timbal dari jaman Romawi masih digunakan sampai sekarang. Unsur ini juga digunakan dalam kontainer yang mengandung cairan korosif seperti asam sulfur dan dapat dibuat lebih kuat dengan cara mencampurnya dengan antimoni atau logam lainnya.
       Timbal dikenal dengan nama timah hitam. Timbal alami adalah campuran 4 isotop, yaitu ²⁰⁴Pb (1.48%), ²⁰⁶Pb (23.6%), ²⁰⁷Pb (22.6%) dan ²⁰⁸Pb (52.3%). Isotop-isotop timbal merupakan produk akhir dari tiga seri unsur radioaktif alami: ²⁰⁶Pb untuk seri uranium, ²⁰⁷Pb untuk seri aktinium, dan ²⁰⁸Pb untuk seri thorium. Dua puluh tujuh isotop timbal lainnya merupakan radioaktif.

Timbal memiliki ciri-ciri fisik sebagai berikut :

Sifat	Nilai
titik lebur	327.46 0C
titik didih	1740 0C
massa jenis	11.34 gr/cm3
Berat atom	207.20
kalor peleburan	4.77 kJ/mol
kalor penguapan	179.5 kJ/mol
kapasitas kalor	26.650 kJ/(mol.K)
sifat magnetik	diamagnetik
resistivitas listrik	208 nΩ-m
konduktivitas termal	35.5 W/(m.K)
ekspansi termal	28.9 µm/(m.K)
modulus young	16 GPa
modulus geser	5.6 GPa
modulus ruah	46 GPa
kekerasan brinell	38.3    MPa

Cara memperoleh Timbal

       Timbal didapatkan dari galena (PbS) dengan proses pemanggangan. Melalui proses geologi, Pb terkonsentrasi dalam deposit bijih logam. Pada umumnya Pb berdisosiasi dengan Zn, Cu, dan As. Bijih Pb yang pada mulanya diperoleh dari hasil penambangan mengandung sekitar 3-10% Pb, kemudian dipekatkan lagi hingga 40% sehingga diperoleh logam timbal murni. Anglesite, cerussite, dan minim adalah mineral-mineral timbal yang lazim ditemukan.

       Angelsit merupakan mineral-mineral sekunder yang telah diubah oleh reaksi kimia (air&udara) di dalam batuan aslinya, bukan oleh pergerakan lapisan bumi. Anglesit terbentuk oleh oksidasi galena (timah dan sulfid). Namanya berasal dari tempat ditemukan yaitu anglesey di wales. Kristal anglesit yang terbaik ditemukan di Namibia dan Maroko. Kristal tersebut berukuran besar namun rapuh dan lunak. Komposisi kimianya berupa PbSO4 yang mempunyai sistem kristal orthorombik, dengan kekerasan 2.5 – 3, gravitasi spesifik 6.35, dan berkas tak berwarna.

       Cerrusit kadang - kadang  keliru dibedakan dengan berlian dan permata lain yang juga berwarna jernih, tetapi cerrusit lebih padat dan terlalu lunak, sehingga tidak termasuk jenis mineral yang berharga. Cerrusit terbentuk dari lapisan mineral yang berubah seperti halnya timah hitam, tembaga, dan seng. Timah hitam awalnya meleleh dari cerrusit. Cerrusit dipakai pada pipa air di roma, bahkan untuk tempat penyimpanan makanan dan air sebelum akhirnya mineral ini diketahui beracun.Cerrusit mempunyai komposisi kimia PbCO₄, sistem kristal orthorombik, kekerasan 3-3.5, gravitasi spesifik 6.51, dan mempunyai berkas putih.

Paduan Timbal

Kalsium - Lead Paduan
Elements Elemen	(%) Limits (%) Batas
Calcium (Ca) Kalsium (Ca)	0.120 +/- 0.020 0,120 + / - 0,020
Aluminum (Al) Aluminium (Al)	0.030 +/- 0.010 0,030 + / - 0,010
Tin (Sn) Tin (Sn)	0.400 +/- 0.100 0,400 + / - 0,100
Other Impurities Pengotor lain	Within Specified Limits Dalam Batas Tertentu
Applications : For making Automotive/Tubuler/SMF/VRLA battery plates. Aplikasi: Untuk membuat Otomotif / tubuler / SMF / battery VRLA piring.

Antimony- Selenium Lead Alloy - 2.5 Antimon-Selenium Lead Paduan - 2,5
Elements Elemen	(%) Limits (%) Batas
Antimony (Sb) Antimoni (Sb)	2.500 +/- 0.250 2,500 + / - 0,250
Arsenic (As) Arsen (As)	0.150 +/- 0.050 0,150 + / - 0,050
Tin (Sn) Tin (Sn)	0.250 +/- 0.050 0,250 + / - 0,050
Selenium (Se) Selenium (Se)	0.020 +/- 0.005 0,020 + / - 0,005
Other Impurities Pengotor lain	Within Specified Limits Dalam Batas Tertentu
Applications : For making Automotive / Tubuler grids. Aplikasi: Untuk membuat Otomotif / grid tubuler.

Antimony Lead Alloy - 3.0 Antimon Lead Paduan - 3,0
Elements Elemen	(%) Limits (%) Batas
Antimony (Sb) Antimoni (Sb)	3.000 +/ - 0.250 3,000 + / - 0,250
Arsenic (As) Arsen (As)	0.125 +/ - 0.025 0,125 + / - 0,025
Tin (Sn) Tin (Sn)	0.250 +/ - 0.050 0,250 + / - 0,050
Sulphur (S) Sulfur (S)	0.003 - 0.008 0,003-0,008
Copper (Cu) Tembaga (Cu)	0.040 - 0.060 0,040-0,060
Other Impurities Pengotor lain	Within Specified Limits Dalam Batas Tertentu
Applications : For making small parts in HD batteries, also in COS Fusion Aplikasi: Untuk membuat komponen kecil dalam baterai HD, juga di COS Fusion

 

Antimony Lead Alloy - 4.5 Antimon Lead Paduan - 4,5
Elements Elemen	(%) Limits (%) Batas
Antimony (Sb) Antimoni (Sb)	4.500 +/ - 0.250 4,500 + / - 0,250
Arsenic (As) Arsen (As)	0.150 +/ - 0.025 0,150 + / - 0,025
Tin (Sn) Tin (Sn)	0.250 +/ - 0.050 0,250 + / - 0,050
Sulphur (S) Sulfur (S)	0.003 - 0.008 0,003-0,008
Copper (Cu) Tembaga (Cu)	0.040 - 0.060 0,040-0,060
Other Impurities Pengotor lain	Within Specified Limits Dalam Batas Tertentu
Applications : For making automotive / Tubuler Grids Aplikasi: Untuk membuat otomotif / tubuler Grids

Antimony Lead Alloy - 4.5 Antimon Lead Paduan - 4,5
Elements Elemen	(%) Limits (%) Batas
Antimony (Sb) Antimoni (Sb)	4.500 +/ - 0.250 4,500 + / - 0,250
Arsenic (As) Arsen (As)	0.150 +/ - 0.025 0,150 + / - 0,025
Tin (Sn) Tin (Sn)	0.250 +/ - 0.050 0,250 + / - 0,050
Sulphur (S) Sulfur (S)	0.003 - 0.008 0,003-0,008
Copper (Cu) Tembaga (Cu)	0.040 - 0.060 0,040-0,060
Other Impurities Pengotor lain	Within Specified Limits Dalam Batas Tertentu
Applications : For making automotive / Tubuler Grids Aplikasi: Untuk membuat otomotif / tubuler Grids
Copper - Lead Alloy Tembaga - Lead Paduan
Elements Elemen	(%) Limits (%) Batas
Copper (Cu) Tembaga (Cu)	0.070 - 0.080 0,070-0,080
Antimony (Sb) Antimoni (Sb)	0.001 0,001
Arsenic (As) Arsen (As)	0.001 0,001
Tin (Sn) Tin (Sn)	0.001 0,001
Bismath (Bi) Bismath (Bi)	0.030 0,030
Iron (Fe) Besi (Fe)	0.001 0,001
Zinc (Zn) Seng (Zn)	0.001 0,001
Silver (Ag) Silver (Ag)	0.005 0,005
Other Impurities Pengotor lain	Within Specified Limits Dalam Batas Tertentu
Applications : For making Lead Pipes / Chemical reactors Aplikasi: Untuk membuat Pipa Lead / reaktor Kimia

Tin - Lead Alloy Tin - Lead Paduan
Elements Elemen	(%) Limits (%) Batas
Antimony (Sb) Antimoni (Sb)	0.005 0,005
Arsenic (As) Arsen (As)	0.001 0,001
Bismath (Bi) Bismath (Bi)	0.030 0,030
Iron (Fe) Besi (Fe)	0.001 0,001
Copper (Cu) Tembaga (Cu)	0.005 0,005
Tin (Sn) Tin (Sn)	20 - 80 (As per requirement) 20-80 (Per kebutuhan)
Other Impurities Pengotor lain	Within Specified Limits Dalam Batas Tertentu
Applications : For making Solder Alloy Aplikasi: Untuk membuat Solder Paduan

 

Penggunaan Timbal

di Industri

·      Pb + Sb sebagai kabel telepon

·      Pb + As + Sn + Bi sebagai kabel listrik

·      Pb + Ni senyawa azida sebagai bahan peledak

·      Pb + Cr + Mo + Cl sebagai pewarnaan cat

·      Pb + asetat untuk mengkilapkan keramik dan bahan anti api

·      Pb + Te sebagai pembangkit listrik tenaga panas

·      Tetrametil-Pb dan Tetraetil-Pb sebagai bahan aditif pada bahan bakar kendaraan bermotor .

       Penggunaan timbal di industri digunakan dalam bentuk alloy (paduan dengan logam lain). Hal ini bertujuan untuk memperoleh sifat metalurgi timbal yang lebih tinggi daripada timbal dalam bentuk murni. Campuran logam timbal termasuk solder dan berbagai logam antifriksi digunakan di industri. Jumlah timbal yang banyak digunakan sebagai logam dan dioksida dalam baterai. Logam ini juga digunakan sebagai selimut kabel, pipa, amunisi dan pembuatan timbal tetraetil. Selain itu, logam ini sangat efektif sebagai penyerap suara. Ia digunakan sebagai tameng radiasi di sekeliling peralatan sinar-x dan reaktor nuklir. Juga digunakan sebagai penyerap getaran. Senyawa-senyawa timbal seperti timbal putih, karbonat, timbal putih yang tersublimasi, chrome yellow (krom kuning) digunakan secara ekstensif dalam cat. Tetapi beberapa tahun terakhir, penggunaan timbal dalam cat telah diperketat untuk mencegah bahaya bagi manusia.
      Timbal sebagai salah satu zat yang dicampurkan ke dalam bahan bakar (premium dan premix), yaitu (C₂H₅)₄Pb atau TEL (Tetra Ethyl Lead) yang digunakan sebagai bahan aditif, yang berfungsi meningkatkan angka oktan sehingga penggunaanya akan menghindarkan mesin dari gejala “ngelitik” yang berfungsi sebagai pelumas bagi kerja antarkatup mesin (intake & exhaust valve) dengan duduan katup valve seat serta valve guide. Keberadaan octane booster dibutuhkan dalam bensin agar mesin bisa bekerja dengan baik.

Tingkat Bahaya Timbal

        Secara umum efek timbal terhadap kesehatan dapat dikelompokkan sebagai berikut:
     
     a)    Sistem syaraf dan kecerdasan

     Efek timbal terhadap sistem syaraf telah diketahui, terutama dalam studi kesehatan kerja dimana pekerja yang terpajan kadar timbal yang tinggi dilaporkan menderita gejala kehilangan nafsu makan, depresi, kelelahan, sakit kepala, mudah lupa, dan pusing. Pada tingkat pajanan yang lebih rendah, terjadi penurunan kecepatan bereaksi, memburuknya koordinasi tangan-mata, dan menurunnya kecepatan konduksi syaraf.

     Efek timbal terhadap kecerdasan anak telah banyak diteliti, dan studi menunjukkan timbal memiliki efek menurunkan IQ bahkan pada tingkat paparan rendah. Peningkatan kadar timbal dalam darah sebesar 10 µg/dl hingga 20 µg/dl dapat menurunkan IQ sebesar 2.6 poin. Studi lebih lanjut menunjukkan bahwa kenaikan kadar timbal dalam darah di atas 20 µg/dl dapat mengakibatkan penurunan IQ sebesar 2-5 poin.

     b)    Efek sistemik

     Studi menunjukkan hubungan antara meningkatnya tekanan darah dengan BLL paling banyak ditemukan pada kasus pajanan terhadap laki-laki dewasa. Schwartz (1995) dalam laporan WHO menunjukkan bahwa penurunan BLL sebesar 10 µg/dl to 5 µg/dl menyebabkan penurunan tekanan darah sebsar 1.25 mmHg. Pada wanita dewasa, hubungan antara BLL dengan tekanan darah tidak terlalu kuat dan jarang ditemukan. Efek sistemik lainnya adalah gejala gastrointestinal. Keracunan timbal dapat berakibat sakit perut, konstipasi, kram, mual, muntah, anoreksia, dan kehilangan berat badan.

    c)    Efek timbal terhadap reproduksi

    Efek timbal terhadap reproduksi dapat terjadi pada pria dan wanita dan telah diketahui sejak abad 19, dimana pada masa itu timbal bahkan digunakan untuk menggugurkan kandungan. Paparan timbal pada wanita di masa kehamilan telah dilaporkan dapat memperbesar resiko keguguran, kematian bayi dalam kandungan, dan kelahiran prematur. Pada laki-laki, efek timbal antara lain menurunkan jumlah sperma dan meningkatnya jumlah sperma abnormal.

Pencegahan dan 

penanggulangan pencemaran

a.              Salah satu upaya untuk mengurangi pencemaran Pb di udara adalah dengan mengurangi emisi gas buang yang mengandung Pb dan penggunaan beberapa metode untuk mengurangi emisi Pb di bumi, yang meliputi :

1.  Penggunaan bensin bebas Pb
2.  Mengurangi kepadatan lalu lintas yang berpotensi meningkatkan emisi gas buang yang mengandung Pb
3.     Gerakan hemat energi bahan bakar
4.   Pengukuran kadar Pb di udara secara berkala
5.  Menanam tanaman fitoremediasi atau tanaman sebagai hiperakumulator Cd, Cr, Pb, dan Co yang mampu mengabsoprsi lebih dari 100 ppm.
6.   Rehabilitasi taman hutan (RTH) dengan keragaman vegetasi yang mampu mengurangi pencemaran udara, antara lain pohin Felicium, mahoni, Kenari, Salam, anting-anting, puring, nusa indah, soka, kembang sepatu, angsana, dan asem londo yang mampu mengakumulasi logam berat Cu, Zn, Cd, Pb, dan Mn.
7.   Penggunaan metode bioremoval yang terdiri dari dua mekanisme, yaitu proses active uptake dan passive uptake. Jenis mikroorganisme yang mampu melakukan proses bioremoval terhadap Pb secara passive uptake adalah Chlorella vulgaris sedangkan secara active uptake adalah Saccharomyces cerevisie.
8.      Unsur besi (Fe) dan fosfor (P) di dalam tanah mampu memperbaiki ekosistem tanah dan limbah yang terkontaminasi oleh Zn, Cd, dan Pb. Apabila pH tanah ditingkatkan dengan penambahan kapur, antara lain CaCo3, CaO, dan CaOH yang bisa digunakan untuk memperbaiki tanah- tanah masam dan terkontaminasi logam berat.
9.    Beberapa jenis alga yang bisa digunakan sebagai bioindikator dan bioakumulator untuk logam Pb adalah Cladophora glomerata, Euchema isiforme, fucus vesiculosus, surgassum sp, nostoc sp, dan chaetocerus sp.

   Dirangkum dari berbagai SUMBER

Posted in: Unsur Kimia