tugas kimia xii ipa 2 syarif

PROSES PEMBUATAN BEBERAPA SENYAWA KIMIA
Soda Kue
Pertama kali yang membuat soda kue adalah Alfred Burung. Rumus kimia soda kue adalah NaHCO3 merupakan garam bersifat basa (garam dari basa kuat dengan asam lemah). Bahan ini akan mengeluarkan gas karbondioksida (CO2), yaitu gas yang bersifat sebagai pengembang kue jika dipanaskan atau ditambahkan dengan asam. Baking soda adalah salah satu komponen yang ada dalam baking powder.
NaHCO3 umumnya diproduksi melalui proses Solvay, yang memerlukan reaksi natrium klorida, amonia, dan karbon dioksida dalam air. NaHCO3 diproduksi sebanyak 100 000 ton/tahun (2001). Soda kue juga diproduksi secara komesial dari soda abu (diperoleh melalui penambangan bijih trona, yang dilarutkan dalam air lalu direaksikan dengan karbon dioksida. Lalu NaHCO3 mengendap sesuai persamaan berikut
Na2CO3 + CO2 + H2O → 2 NaHCO3
Senyawa ini merupakan kristal yang sering terdapat dalam bentuk serbuk. Natrium bikarbonat larut dalam air. Senyawa ini digunakan dalam roti atau kue karena bereaksi dengan bahan lain membentuk gas karbon dioksida, yang menyebabkan roti "mengembang". Senyawa ini juga digunakan sebagai obat antasid (penyakit maag atau tukak lambung). Karena bersifat alkaloid (basa), senyawa ini juga digunakan sebagai obat penetral asam bagi penderita asidosis tubulus renalis (ATR) atau rhenal tubular acidosis (RTA).
Oksigen
Keberadaan okksigen ditemukan oleh Joseph Priestley pada tahun 1774 , seorang ilmuwan dari inggris yang membuat oksigen dengan mengarahkan sinar matahari pada raksa (Ii) okksida. ia menemukan bahawa lilin menyala lebih terang dalam gas tersebut daripada dalam gas biasa. Dengan bahan air, maka oksigen bisa dihasilkan dengan porses elektrolisis, tentunya dengan mesin yang bisa menghasilkan efek elektrolisis.
memisahkan H2O menjadi H2 dan O2 (oksigen


Penggunaan oksigen :
1. Untuk pernapasan para penyelam, antariksawan dan penderita penyakit tertentu.
2. Sebagian dari produksi oksigen digunakan dalam industri baja, yang mengurangi kadar karbon dalam besi gubal.
3. Bersama dengan gas asetilena digunakan utnuk mengelas baja.
4. Oksigen cair bersama bengan hidrogen cair digunakan sebagai bahan bakar roket untuk mendorong pesawat ruang angkasa

Hidrogen
1766 Dipisahkan dan diuraikan oleh Henry Cavendish, namun baru
diberi nama oleh Antoine Lavoisier. Pembuatan :
Steam Reforming
Dalam proses ini, gas alam seperti metana, propana atau etana direaksikan dengan steam (uap air) pada suhu tinggi (700~1000oC) dengan bantuan katalis, untuk menghasilkan hidrogen, karbon dioksida (CO2) dan karbon monoksida (CO). Sebuah reaksi samping juga terjadi antara karbon monoksida dengan steam, yang menghasilkan hidrogen dan karbon dioksida. Persamaan reaksi yang terjadi pada proses ini adalah:
CH4 + H2O --> CO + 3H2
CO + H2O --> CO2 + H2
Gas hidrogen yang dihasilkan kemudian dimurnikan, dengan memisahkan karbon dioksida dengan cara penyerapan. Saat ini, steam reforming banyak digunakan untuk memproduksi gas hidrogen secara komersil di berbagai sektor industri, diantaranya industri pupuk dan hidrogen peroksida (H2O2). Akan tetapi metode produksi seperti ini sangat tergantung dari ketersediaan gas alam yang terbatas, serta menghasilkan gas CO2, sebagai gas efek rumah kaca.
Gasifikasi Biomasa
Metode yang kedua adalah gasifikasi biomasa atau bahan alam seperti jerami, limbah padat rumah tangga atau kotoran. Di dalam prosesnya, bahan-bahan tadi dipanaskan pada suhu tinggi dalam sebuah reaktor. Proses pemanasan ini mengakibatkan ikatan molekul dalam senyawa yang ada menjadi terpecah dan menghasilkan campuran gas yang terdiri dari hidrogen, karbon monoksida dan metana. Selanjutnya dengan cara yang sama seperti pada steam reforming, metana yang dihasilkan diubah menjadi gas hidrogen. Gasifikasi biomasa atau bahan organik memiliki beberapa keunggulan, antara lain menghasilkan lebih sedikit karbon dioksida, sumber bahan baku yang berlimpah dan terbarukan, bisa diproduksi di hampir seluruh tempat di dunia serta biaya produksi yang lebih murah.
Gasifikasi Batu Bara
Gasifikasi batu bara merupakan metode pembuatan gas hidrogen tertua. Biaya produksinya hampir dua kali lipat dibandingkan dengan metode steam reforming gas alam. Selain itu, cara ini pula menghasilkan emisi gas buang yang lebih signifikan. Karena selain CO2 juga dihasilkan senyawa sulfur dan karbon monoksida.Melalui cara ini, batu bara pertama-tama dipanaskan pada suhu tinggi dalam sebuah reaktor untuk mengubahnya menjadi fasa gas. Selanjutnya, batu bara direaksikan dengan steam dan oksigen, yang kemudian menghasilkan gas hidrogen, karbon monoksida dan karbon dioksida.
Elektrolisa Air (H2O)
Elektrolisa air memanfaatkan arus listrik untuk menguraikan air menjadi unsur-unsur pembentuknya, yaitu H2 dan O2. Gas hidrogen muncul di kutub negatif atau katoda dan oksigen berkumpul di kutub positif atau anoda.Hidrogen yang dihasilkan dari proses electrolisa air berpotensi menghasilkan zero emission, apabila listrik yang digunakan dihasilkan dari generator listrik bebas polusi seperti energi angin atau panas matahari.Namun demikian dari sisi konsumsi energi, cara ini memerlukan energi listrik yang cukup besar.

Kegunaan
Hidrogen banyak digunakan untuk mengikat nitrogen dengan unsur lain dalam proses Haber (memproduksi amonia) dan untuk proses hidrogenasi lemak dan minyak. Hidrogen juga digunakan dalam jumlah yang banyak dalam produksi methanol, di dealkilasi hidrogen (hydrodealkylation), katalis hydrocracking, dan sulfurisasi hidrogen. Kegunaan-kegunaan lainnya termasuk sebagai bahan bakar roket, memproduksi asam hidroklorida, mereduksi bijih-bijih besi dan sebagai gas pengisi balon.


Nitrogen
Nitrogen (Latin nitrum, Bahasa Yunani Nitron berarti "soda asli", "gen", "pembentukan") secara resmi ditemukan oleh Daniel Rutherford pada 1772, yang menyebutnya udara beracun atau udara tetap. Pembuatan nitrogen dapat berlangsung dalam 2 tahap yaitu : mencairkan udara dan distilasi bertingkat udara cair.
Manfaat unsur hara nitrogen :
1. Membuat bagian tanaman menjadi lebih hijau segar karena banyak mengandung butir hijau daun yang penting dalam proses fotosintesa
2. Mempercepat pertumbuhan tanaman ( tinggi, jumlah anakan, cabang, dan lain-lain )
3. Menambah kandungan protein hasil panen

Amoniak
Bronsted, Johannes Nicolaus (1879-1947) Amoniak diproduksi dengan mereaksikan gas Hydrogen (H2) dan Nitrogen (N2) dengan rasio H2 : N2 = 3 : 1 . Pada pembuatan amonia yang dilaksanakan pada industri secara garis besar dibagi menjadi 4 Unit dengan urutan sebagai berikut :
1. Feed Treating Unit dan Desulfurisasi
2. Reforming Unit
3. Purification & Methanasi
4. Synthesa Loop & Amoniak Refrigerant .

Untuk proses tiap unit dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Feed Treating Unit
Gas alam yang masih mengandung kotoran (impurities), terutama senyawa belerang sebelum masuk ke Reforming Unit harus dibersihkan dahulu di unit ini, agar tidak menimbulkan keracunan pada Katalisator di Reforming Unit. Untuk menghilangkan senyawa belerang yang terkandung dalam gas alam, maka gas alam tersebut dilewatkan dalam suatu bejana yang disebut Desulfurizer. Gas alam yang bebas sulfur ini selanjutnya dikirim ke Reforming Unit. Jalannya proses melalui tahapan berikut :
a. Sejumlah H2S dalam feed gas diserap di Desulfurization Sponge Iron dengan sponge iron sebagai media penyerap. Persamaan Reaksi :
Fe2O3.6H2O + H2S → Fe2S3 6 H2O + 3 H2O
b. CO2 Removal Pretreatment Section
Feed Gas dari Sponge Iron dialirkan ke unit CO2 Removal Pretreatment Section Untuk memisahkan CO2 dengan menggunakan larutan Benfield sebagai penyerap. Unit ini terdiri atas CO2 absorber tower, stripper tower dan benfield system.
c. ZnO Desulfurizer
Seksi ini bertujuan untuk memisahkan sulfur organik yang terkandung dalam feed gas dengan cara mengubahnya terlebih dahulu mejadi Hydrogen Sulfida dan mereaksikannya dengan ZnO. Persamaan Reaksi :
H2S + ZnO → ZnS + H2O
2. Reforming Unit
Di Reforming Unit gas alam yang sudah bersih dicampur dengan uap air, dipanaskan, kemudian direaksikan di Primary Reformer, hasil reaksi yang berupa gas-gas Hydrogen dan Carbon Dioksida dikirim ke Secondary Reformer dan direaksikan dengan udara sehingga dihasilkan gas-gas Hidrogen , Nitrogen dan Karbon Dioksida Gas-gas hasil reaksi ini dikirim ke Unit Purifikasi dan Methanasi untuk dipisahkan gas karbon dioksidanya. Tahap-tahap reforming unit adalah :
a. Primary Reformer
Seksi ini bertujuan untuk mengubah feed gas menjadi gas sintesa secara ekonomis melalui dapur reformer dengan tube-tube berisi katalis nikel sebagai media kontak feed gas dan steam pada temperature (824 oC)dan tekanan (45 – 46 kg/cm2) tertentu . Adapun kondisi operasi acuan adalah perbandingan steam to carbon ratio 3,2 : 1. Persamaan Reaksi :
CH4 + H2O → CO + 3 H2 ∆H = - Q
CO + H2O → CO2 + H2 ∆H = + Q
Secara overall reaksi yang terjadi adalah reaksi endothermic sehingga membutuhkan burner dan gas alam sebagai fuel.
b. Secondary Reformer
Gas yang keluar dari primary reformer masih mengandung kadar CH4 yang cukup tinggi, yaitu 12 – 13 %, sehingga akan diubah menjadi H2 pada unit ini dengan perantaraan katalis nikel pada temperature 1002,5 oC. Persamaan Reaksi : CH4 + H2O → 3 H2 + CO . Kandungan CH4 yang keluar dari Secondary reformer ini diharapkan sebesar 0.34 % mol dry basis. Karena diperlukan N2 untuk reaksi pembentukan Amoniak maka melalui media compressor dimasukkan udara pada unit ini. Persamaan Reaksi :
2H2 + O2 → 2H2O
CO + O2 → 2CO2
3. Purification & Methanasi
Karbon dioksida yang ada dalam gas hasil reaksi Reforming Unit dipisahkan dahulu di Unit Purification, Karbon dioksida yang telah dipisahkan dikirim sebagai bahan baku Pabrik Urea. Sisa Karbon dioksida yang terbawa dalam gas proses, akan menimbulkan racun pada katalisator Ammonia Converter, oleh karena itu sebelum gas proses ini dikirim ke Unit Synloop & Refrigeration terlebih dahulu masuk ke Methanator. Tahap-tahap proses Purification dan methanasi adalah sebagai berikut :
a. High Temperature Shift Converter (HTS)
Setelah mengalami reaksi pembentukan H2 di Primary dan Secondary Reformer maka gas proses didinginkan hingga temperature 371 oC untuk merubah CO menjadi CO2 dengan persamaan reaksi sebagai berikut :
CO + H2O → CO2 + H2. Kadar CO yang keluar dari unit ini adalah 3,5 % mol dry basis dengan temperature gas outlet 432 oC- 437 oC.
b. Low Temperature Shift Converter (LTS)
Karena tidak semua CO dapat dikonversikan menjadi CO2 di HTS, maka reaksi tersebut disempurnakan di LTS setelah sebelumnya gas proses didinginkan hingga temperature 210 oC. Diharapkan kadar CO dalam gas proses adalah sebesar 0,3 % mol dry basis.
c. CO2 Removal
Karena CO2 dapat mengakibatkan degradasi di Amoniak Converter dan merupakan racun maka senyawa ini harus dipisahkan dari gas synthesa melalui unit CO2 removal yang terdiri atas unit absorber, striper serta benfield system sebagai media penyerap. System penyerapan di dalam CO2 absorber ini berlangsung secara counter current, yaitu gas synthesa dari bagian bawah absorber dan larutan benfield dari bagian atasnya. Gas synthesa yang telah dipisahkan CO2-nya akan keluar dari puncak absorber, sedangkan larutan benfield yang kaya CO2 akan diregenerasi di unit CO2 stripper dan dikembalikan ke CO2 absorber. Sedangkan CO2 yang dipisahkan digunakan sebagai bahan baku di pabrik urea. Adapun reaksi penyerapan yang terjadi : K2CO3 + H2O + CO2 → 2KHCO3
d. Methanasi
Gas synthesa yang keluar dari puncak absorber masih mengandung CO2 dan CO relative kecil, yakni sekitar 0,3 % mol dry basis yang selanjutnya akan diubah menjadi methane di methanator pada temperature sekitar 316 oC. Persamaan Reaksi :
CO + 3H2 → CH4 + H2O
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O
4. Synthesa loop dan Amonik Refrigerant. Gas proses yang keluar dari Methanator dengan perbandingan Gas Hidrogen dan Nitrogen = 3 : 1, ditekan atau dimampatkan untuk mencapai tekanan yang diinginkan oleh Ammonia Converter agar terjadi reaksi pembentukan, uap ini kemudian masuk ke Unit Refrigerasi sehingga didapatkan amoniak dalam fasa cair yang selanjutnya digunakan sebagai bahan baku pembuatan urea. Tahap-tahap poses Synthesa loop dan Amonik Refrigerant adalah :
a. Synthesis Loop
Gas synthesa yang akan masuk ke daerah ini harus memenuhi persyaratan perbandingan H2/N2 = 2,5 – 3 : 1. Gas synthesa pertama-tama akan dinaikkan tekanannya menjadi sekitar 177.5 kg/cm2 oleh syn gas compressor dan dipisahkan kandungan airnya melalui sejumlah K.O. Drum dan diumpankan ke Amoniak Converter dengan katalis promoted iron. Persamaan Reaksi :
3H2 + N2 → 2NH3 . Kandungan Amoniak yang keluar dari Amoniak Converter adalah sebesar 12,05-17,2 % mol.
b. Amoniak Refrigerant
Amoniak cair yang dipisahkan dari gas synthesa masih mengandung sejumlah tertentu gas-gas terlarut. Gas-gas inert ini akan dipisahkan di seksi Amoniak Refrigerant yang berfungsi untuk Mem-flash amoniak cair berulang-ulang dengan cara menurunkan tekanan di setiap tingkat flash drum untuk melepaskan gas-gas terlarut, sebagai bagian yang integral dari refrigeration, chiller mengambil panas dari gas synthesa untuk mendapatkan pemisahan produksi amoniak dari Loop Synthesa dengan memanfaatkan tekanan dan temperature yang berbeda di setiap tingkat refrigeration.
Kegunaan
· Industri pupuk (Urea, ZA, DAP, MAP, dan Phonska)
· Bahan kimia (Asam Nitrat, Amonium Nitrat, Soda Ash, Amonium Chlorida, dll)
· Media pendingin (pabrik es, cold storage, refrigerator)
· Industri makanan (MSG, Lysine)

Alumininum
Aluminium dibuat menurut proses Hall-heroult yang ditemukan oleh Charles M. Hall di Amerika Serikat dan Paul Heroult tahun 1886. Pengolahan aluminium dan bauksit meliputi 2 tahap :
1. Pemurnian bauksit untuk meperoleh alumina murni.
2. Peleburan / reduksi alumina dangan elektrolisis Pemurnian bauksit melalui cara :
a. Ba direaksikan dengana NaOH(q). Aluminium oksida akan larut membentuk NaCl(OH)4.
b. Larutan disaring lalu filtrat yang mengandung NaAl(OH)4 diasamkan dengan mengalirkan gas CO2 Al mengendap sebagai Al(OH)3
c. Al(OH)3 disaring lalu dikeringkan dan dipanaskan sehingga diperoleh Al2O3 tak berair.

Beberapa penggunaan aluminium antara lain:
1.Sektor industri otomotif, untuk membuat bak truk dan komponen kendaraan bermotor.
2.untuk membuat badan pesawat terbang.
3.Sektor pembangunan perumahan;untuk kusen pintu dan jendela.
4.Sektor industri makanan ,untuk kemasan berbagai jenis produk.
5.Sektor lain, misal untuk kabel listrik, perabotan rumah tangga dan barang kerajinan.
6.Membuat termit, yaitu campuran serbuk aluminium dengan serbuk besi (III) oksida, digunakan untuk mengelas baja ditempat, misalnya untuk menyambung rel kereta api.
7.Tawas (K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O) Tawas mempunyai rumus kimia KSO4.AL2.(SO4)3.24H2O. Tawas digunakan untuk menjernihkan air pada pengolahan air minum.

Beberapa nijih Al yang utama :
1. Bauksit (Al2O3. 2H2O)
2. Mika (K-Mg-Al-Slilkat)
3. Tanah liat (Al2Si2O7.2H2O)
Peleburan ini menggunakan sel elektrolisis yang terdiri atas wadah dari besi berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai katode (-) sedang anode (+) adalah grafit. Campuran Al2O3 dengan kriolit dan AlF3 dipanaskan hingga mencair dan pada suhu 950 C kemudian dielektrolisis . Al yang terbentuk berupa zat cair dan terkumpul di dasar wadah lalu dikeluarkan secara periodik ke dalam cetakan untuk mendapat aluminium batangan (ingot).
Anode grafit terus menerus dihabiskan karena bereaksi dengan O2 sehingga harus diganti dari waktu ke waktu. Untuk mendapat 1 Kg Al dihabiskan 0,44 anode grafit.
2Al2O3 +3C 4Al + 3CO2

Belerang
Penemu belerang adalah Missouri, cara pembuatannya antara lain :
belerang dihasilkan ecara komersial dari sumber mata air hingga endapan garam yang melengkung sepanjang Lembah Gulf di Amerika Serikat. Menggunakan proses Frasch, air yang dipanaskan masuk ke dalam sumber mata air untuk mencairkan belerang yang kemudian terbawa ke permukaan.
Belerang juga terdapat pada gas alam dan minyak mentah, namun belerang harus dihilangkan dari keduanya. Awalnya hal ini dilakukan secara kimiawi, yang akhinya membuang belerang. Namun sekarang, proses yang baru memungkinkan untuk mengambil kembali belerang yang terbuang. Sejumlah besar belerang diambil dari ladang gas Alberta.Pada tahun 1975, ahli kimia dari Universitas Pensilvania melaporkan pembuatan polimer belerang nitrida, yang memiliki sifat logam, meski tidak mengandung atom logam sama sekali. Zat ini memiliki sifat elektris dan optik yang tidak biasa. Belerang dengan kemurnian 99.999+% sudah tersedia secara komersial.
Belerang amorf atau belerang plastik diperoleh dengan pendinginan dari kristal secara mendadak dan cepat. Studi dengan sinar X menunjukkan bahwa belerang amorf memiliki struktur helik dengan delapan atom pada setiap spiralnya. Kristal belerang diduga terdiri dari bentuk cincin dengan delapan atom sangat, yang saling menguatkan sehingga memberikan pola sinar X yang normal.
Belerang merupakan bahan hasil tambang yang baunya sangat menyengat,bahan tersebut memiliki khasiat
bagi tubuh manusia, antara lain;
# mengobati dari luka bekas gigitan binatang berbisa. boleh juga belerang yang sudah dibuat korek api
tumbuk sampai halus dan masukan ke lubang bekas gigitan, lalu bkarlah.
# obat gatal-gatal pada kulit. ambil belerang sebesar ibu jari, lalu gerus bersama 3 butir merica dan setengah
buah pala. setelah halus, aduklah dengan sesendok makan minyak tanah dan air.oleskan pada bagian tubuh
yang diserang gatal-gatal
# menghilangkan panu/kurap yang menghiasi kulit
Selain itu belerang juga mempunyai kegunaan belerang juga digunakanuntuk pembuatan kertas sulfit dan kertas lainnya, untuk mensterilkan alat pengasap, dan untuk memutihkan buah kering. belerang merupakan insultor yang baik.belerang sangat penting untuk kehidupan. penyusun lemak, cairan tubuh dan mineral tulang, dalam kadar yang sedikit.serta cepat menghilangkan bau. Belerang juga bias sebagai sebagai pencemar udara.

Fosforus
Fosfor ditemukan oleh Hening Brand namun baru diuraikan oleh Robert Boyle. Cara membuat fosforus adalah dengan menggunakan batuan fosfat yang dipanaskan dengan pasir dan kokas.
2Ca3(PO4) + SiO + 10C 6CaSiO + 10CO + P
Penggunaan fosforus :
a. Untuk membuat asam fosfat
b. Pupuk dan deterjen


Besi
Bahan utama untuk membuat besi adalah bijih besi. Berbagai macam
bijih besi yang terdapat di dalam kulit bumi berupa oksid besi dan karbonat
besi, diantaranya yang terpenting adalah sebagai berikut.
1. Batu besi coklat (2Fe2O3 + 3H2O) dengan kandungan besi berkisar 40%.
2. Batu besi merah yang juga disebut hematit (Fe2O3) dengan kandungan
besi berkisar 50%.
3. Batu besi magnet (Fe2O4) berwarna hijau tua kehitaman, bersifat magnetis
dengan mengandung besi berkisar 60%.
4. Batu besi kalsit atau spat (FeCO3) yang juga disebut sferosiderit dengan
mengandung besi berkisar 40%.
Bijih besi dari tambang biasanya masih bercampur dengan pasir, tanah liat,
dan batu-batuan dalam bongkah-bongkahan yang tidak sama besar. Untuk
kelancaran proses pengolahan bijih besi, bongkah-bongkah tersebut dipecahkan dengan mesin pemecah, kemudian disortir antara bijih besih dan
batu-batuan ikutan dengan tromol magnet. Pekerjaan selanjutnya adalah mencuci bijih besi tersebut dan mengelompokkan menurut besarnya, bijih-bijih besi halus dan butir-butir yang kecil diaglomir di dalam dapur sinter
atau rol hingga berupa bola-bola yang dapat dipakai kembali sebagai isi
dapur. Setelah bijih besi itu dipanggang di dalam dapur panggang agar kering dan unsur-unsur yang mudah menjadi gas keluar dari bijih kemudian dibawa ke dapur tinggi diolah menjadi besi kasar. Dapur tinggi mempunyai bentuk dua buah kerucut yang berdiri satu di atas yang lain pada alasnya. Pada bagian atas adalah tungkunya yang melebar ke bawah, sehingga muatannya dengan mudah meluncur kebawah dan tidak terjadi kemacetan. Bagian bawah melebar ke atas dengan maksud agar muatannya tetap berada di bagian ini. Dapur tinggi dibuat dari susunan batu tahan api yang diberi selubung baja pelat untuk memperkokoh konstruksinya. Dapur diisi dari atas dengan alat pengisi. Berturut-turut dimasukkan kokas, bahan tambahan (batu kapur) dan bijih besi. Kokas adalah arang batu bara yaitu batu bara yang sudah didestilasikan secara kering dan mengandung belerang yang sangat rendah sekali. Kokas berfungsi sebagai bahan bakarnya dan membutuhkan zat asam yang banyak sebagai pengembus. Agar proses dapat berjalan dengan cepat udara pengembus itu perlu dipanaskan terlebih dahulu di dalam dapur tinggi.
Proses dalam Dapur Tinggi
Prinsip dari proses dapur tinggi adalah prinsip reduksi. Pada proses ini zat
karbon monoksida dapat menyerap zat asam dari ikatan-ikatan besi zat asam
pada suhu tinggi. Pada pembakaran suhu tinggi + 18000 C dengan udara
panas, maka dihasilkan suhu yang dapat menyelenggarakan reduksi tersebut.
Agar tidak terjadi pembuntuan karena proses berlangsung maka diberi batu
kapur sebagai bahan tambahan. Bahan tambahan bersifat asam apabila bijih
besinya mempunyai sifat basa dan sebaliknya bahan tambahan diberikan
yang bersifat basa apabila bijih besi bersifat asam. Gas yang terbentuk dalam dapur tinggi selanjutnya dialirkan keluar melalui bagian atas dan ke dalam pemanas udara. Terak yang menetes ke bawah melindungi besi kasar dari oksida oleh udara panas yang dimasukkan, terak ini kemudian dipisahkan.
Proses reduksi di dalam dapur tinggi tersebut berlangsung sebagai berikut:
Zat arang dari kokas terbakar menurut reaksi :
C+O2 CO2
sebagian dari CO2 bersama dengan zat arang membentuk zat yang berada
ditempat yang lebih atas yaitu gas CO.
CO2+C 2CO
Di bagian atas dapur tinggi pada suhu 3000 sampai 8000 C oksid besi yang
lebih tinggi diubah menjadi oksid yang lebih rendah oleh reduksi tidak
langsung dengan CO tersebut menurut prinsip :
Fe2O3+CO 2FeO+CO2
Pada waktu proses berlangsung muatan turun ke bawah dan terjadi reduksi
tidak langsung menurut prinsip :
FeO+CO FeO+CO2
Reduksi ini disebut tidak langsung karena bukan zat arang murni yang
mereduksi melainkan persenyawaan zat arang dengan oksigen. sEdangkan
reduksi langsung terjadi pada bagian yang terpanas dari dapur, yaitu
langsung di atas pipa pengembus. Reduksi ini berlangsung sebagai berikut.
FeO+C Fe+CO
CO yang terbentuk itulah yang naik ke atas untuk mengadakan reduksi
tidak langsung tadi. Setiap 4 sampai 6 jam dapur tinggi dicerat, pertama dikeluarkan teraknya dan baru kemudian besi.
Kegunaan
Besi adalah penyusun utama kelangsungan makhluk hidup dan bekerja sebagai pembawa oksigen dalam hemoglobin. Besi merupakan logam paling biasa digunakan di antara semua logam, iaitu merangkumi sebanyak 95 peratus daripada semua tan logam yang dihasilkan di seluruh dunia. Gabungan harganya yang murah dengan kekuatannya menjadikan ia amat diperlukan, terutamanya dalam penggunaan seperti kereta, badan kapal bagi kapal besar, dan komponen struktur bagi bangunan.
Baja
Penemu baja adalah Henry Bessemer. Baja merupakan bahan material konstruksi yang paling banyak digunakan di seluruh dunia.
Di sini diterangkan proses produksi material baja untuk struktur, mulai dari bijih besi sampai menjadi baja profil atau baja pelat.
Proses Pertama:
1. Komponen dasar : iron ore (bijih besi), limestone (tanah kapur), coke (dibuat dari coal, khusus untuk pembuatan steel) dimasukkan ke dalam blast furnace.
2. Coke : bahan bakar untuk furnace, dibuat dari coal dengan proses tertentu.
3. Cairan besi (molten metal) yang panas di dalam furnace terpisah menjadi 2 bagian, yang atas adalah slag (waste, impurities), dan yang bawah adalah besi yang hendak dipakai. Besi yang dihasilkan ini kemudian dicetak menjadi pig iron. Kadar C dalam pig iron bisa mencapai 2%.
Proses Kedua:
1. Pig iron dimasukkan ke dalam primary steelmaking furnace, bisa berupa oxygen furnace, electric arc furnace, atau open hearth furnace. Ke dalam furnace ini, berbagai bahan kimia ditambahkan untuk mendapatkan material properties yang diinginkan. Seringkali scrap juga dimasukkan ke dalam furnace ini.
2. Di dalam proses dengan oksigen, carbon di dalam molten metal bereaksi dg oksigen menghasilkan gas karbonmonoksida. Gas ini harus keluar, kalau tidak akan membentuk ‘gas pockets’ (rimming) saat menjadi dingin (rimmed steel). Untuk menghindari, digunakan deoxidizer : silicon, aluminum. Baja yang dihasilkan : killed steel atau semi-killed steel.
3. Baja yang dihasilkan dicetak dalam bentuk slab, bloom atau billet.
Proses Ketiga :
1. Baja yang telah dicetak dalam bentuk slab, bloom atau billet tsb selanjutnya dibentuk menjadi berbagai macam profil seperti H-beam, Angle (siku), Channel, rel kereta, pelat, pipa (seamless pipe), dsb.
Baja banyak sekali kegunaannya, contohnya baja karbon yang lebih kuat dan lebih keras dari besi tetapi kelenturannya lebih rendah dapat digunakan sebagai rantai, baja mangan atau baja nikel yang bersifat sangat keras dan tahan karat seperti forklift.
Tembaga
Penemu tembaga tidak diketahui. Bijih tembaga yang terpenting adalah berupa sulfida sperti kalkosit dan kalkopirit. Pengolahan Tembaga
1. Bijih tembaga dihaluskan dengan alat peremuk batuan.
2. Bijih dicampur air sehingga terbentuk slurry.
3. Slurry dimasukkan ke tangki sel flotasi dengan tujuan pemisahan dari mineral pengotor.
4. Diperoleh konsentrat Cu dalam bentuk Cu dengan kadar tinggi.
5. Diproses lanjut dalam pabrik pengawa-airan (dewatering plant) untuk menghilangkan air dengan:
• Penyaring putar
• Pengeringan sampai di dapat konsentrat Cu yang kering.
6. Ekstraksi tembaga murni dari konsentrat tembaga dengan dengan :
• Prometalurgi
• Elektrolisis (dengan arus listrik)

Penggunaan tembaga :
a. Untuk kawat listrik
b. Untuk membuat logam paduan Contoh-contoh :
• Kupronikel, terdiri dari 75% Cu dan Ni 25% , untuk membuat koin.
• Duralium, terdiri dari Al 96% dan Cu 4% , untuk komponen pesawat.
• Kuningan, terdiri dari Cu 70% dan Zn 30% , untuk alat musik dan berbagai asesori.
• Perunggu, terdiri dari Cu 95% dan Sn 5% , untuk membuat patung dan ornamen. Tembaga (II) sulfat, CuSo4. XH2O yang dikenal dengan nama terusi atau blue vitriol digunakan sebagai fungisida, misalnya pada kolam renang. Kegunaan lain adalah pada pemurnian tembaga dan penyepuhan dengan tembaga. Tembaga di alam terdapat sebagai :
• Sulfida, seperti chalcopite, bronit, chalcocite,covelite.
• Oksida, seperti cuprite, ferronite