Timah

Timah (atau timah putih) adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Sn (bahasa Latin: stannum) dan nomor atom 50. Timah termasuk logam pasca-transisi di kelompok 14 dalam tabel periodik. Timah menunjukan kemiripan kimia dengan Germanium dan Timbal yang juga berada di kelompok 14 dan memiliki dua kemungkinan bilangan oksidasi, +2 dan +4 yang sedikit lebih stabil. Timah adalah elemen ke 49 yang paling melimpah di bumi, memiliki 10 isotop stabil, jumlah terbesar dalam tabel periodik.

50Sn Timah
Timah murni, dalam bentuk beta (kiri, putih) dan alfa (kanan, abu-abu).
Garis spektrum timah
Sifat umum
Pengucapan	/timah/
Alotrop	putih keperakan, β (beta); abu-abu, α (alfa)
Timah dalam tabel periodik
50Sn Hidrogen Helium Lithium Berilium Boron Karbon Nitrogen Oksigen Fluor Neon Natrium Magnesium Aluminium Silikon Fosfor Sulfur Argon Potasium Kalsium Skandium Titanium Vanadium Chromium Mangan Besi Cobalt Nikel Tembaga Seng Gallium Germanium Arsen Bromin Kripton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Ge ↑ Sn ↓ Pb indium ← timah → antimon Lihat bagan navigasi yang diperbesar
Nomor atom (Z)	50
Golongan	golongan 14 (golongan karbon)
Periode	(periode 5)
Blok	blok-p
(Kategori unsur)	logam miskin
Berat atom standar (Ar)	118,710±0,007 118,71±0,01 (diringkas)
Konfigurasi elektron	[Kr] 4d^10 5s^2 5p^2
Elektron per kelopak	2, 8, 18, 18, 4
Sifat fisik
Fase pada STS (0 °C dan 101,325 kPa)	padat
Titik lebur	505,08 K ​(231,93 °C, ​449,47 °F)
Titik didih	2875 K ​(2602 °C, ​4716 °F)
Kepadatan mendekati s.k.	putih, β: 7,265 g/cm^3 abu-abu, α: 5,769 g/cm^3
saat cair, pada t.l.	6,99 g/cm^3
Kalor peleburan	putih, β: 7,03 kJ/mol
Kalor penguapan	putih, β: 296,1 kJ/mol
Kapasitas kalor molar	putih, β: 27,112 J/(mol·K)
Tekanan uap P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k pada T (K) 1497 1657 1855 2107 2438 2893
Sifat atom
Bilangan oksidasi	−4, −3, −2, −1, 0, +1,+2, +3,+4 (oksida amfoter)
Elektronegativitas	Skala Pauling: 1,96
Energi ionisasi	ke-1: 708,6 kJ/mol ke-2: 1411,8 kJ/mol ke-3: 2943,0 kJ/mol
Jari-jari atom	empiris: 140 pm
Jari-jari kovalen	139±4 pm
Jari-jari van der Waals	217 pm
Lain-lain
Kelimpahan alami	primordial
Struktur kristal	​ putih (β)
Struktur kristal	​ abu-abu (α)
Kecepatan suara batang ringan	2730 m/s (pada s.k.) (di-roll)
Ekspansi kalor	22,0 µm/(m·K) (suhu 25 °C)
Konduktivitas termal	66,8 W/(m·K)
Resistivitas listrik	115 nΩ·m (suhu 0 °C)
Arah magnet	abu-abu: diamagnetik putih (β): paramagnetik
Suseptibilitas magnetik molar	(putih) +3,1×10^−6 cm^3/mol (298 K)
Modulus Young	50 GPa
Modulus Shear	18 GPa
Modulus curah	58 GPa
Rasio Poisson	0,36
Skala Mohs	1,5
Skala Brinell	50–440 MPa
Nomor CAS	7440-31-5
Sejarah
Penemuan	protohistoris, sekitar abad ke-35 SM
Simbol	"Sn": dari Latin stannum
Isotop timah yang utama
Iso­top Kelim­pahan Waktu paruh (t1/2) (Mode peluruhan) Pro­duk ^112Sn 0,97% stabil ^114Sn 0,66% stabil ^115Sn 0,34% stabil ^116Sn 14,54% stabil ^117Sn 7,68% stabil ^118Sn 24,22% stabil ^119Sn 8,59% stabil ^120Sn 32,58% stabil ^122Sn 4,63% stabil ^124Sn 5,79% stabil ^126Sn renik 2,3×10^5 thn β^− ^126Sb
lihat sunting | referensi | di Wikidata

Unsur ini merupakan logam miskin (logam post-transisi) keperakan, dapat ditempa (malleable), tidak mudah teroksidasi dalam udara sehingga tahan karat, ditemukan dalam banyak aloy, dan digunakan untuk melapisi logam lainnya untuk mencegah karat. Timah diperoleh terutama dari mineral yang terbentuk sebagai oksida.

Timah putih: Juga dikenal sebagai timah solder, timah iris, atau timah hitam, adalah logam putih keperakan yang digunakan dalam berbagai industri, termasuk elektronik, pengolahan logam, dan pembuatan kaca

Pengolahan bijih timah

Tumpukan bijih timah dalam karung yang berada di sebuah gudang.

Karakterisasi bijih timah

Bijih timah yang ditambang di Indonesia umumnya adalah dari jenis endapan timah aluvial dan sering disebut sebagai endapan timah sekunder atau disebut timah placer. Jenis bijih timah ini sudah terlepas dari endapan induknya yaitu timah primer, dan oleh air diendapkan kembali di tempat lain yang lebih rendah.

Secara ekonomis, mineral penghasil timah putih adalah kasiterit dengan rumus kimia SnO2, walaupun ada sebagian kecil timah yang dihasilkan dari sulfida seperti stanit, silindrit, frankeit, kanfieldit dan tealit. Mineral utama yang terkandung di dalam bijih timah adalah kasiterit, sedangkan mineral ikutannya adalah pirit, kuarsa, zirkon, ilmenit, galena, bismut, arsenik, stibnit, kalkopirit, xenotim, dan monasit.

Tahap proses pengolahan bijih timah

Secara garis besar, pengolahan bijih timah menjadi logam timah terdiri dari operasi konsentrasi/mineral dressing, dan ekstraksi yaitu peleburan atau smelting dan pemurnian atau refining.

Tahap konsentrasi

Bubuk SnO₂

Tahap konsentrasi bijih timah merupakan operasi peningkatan kadar timah dengan menggunakan peralatan seperti Jig Concentrator, palong dan meja goyang. Bijih timah yang diolah memiliki kadar awal sekitar 30 sampai 65 persen Sn. Setelah melalui operasi pemisahan, kadar timah minimum yang harus tercapai supaya dapat dipergunakan sebagai umpan peleburan tahap pertama adalah sebesar 70 persen Sn.

Tahap smelting

Proses smelting merupakan proses reduksi dari konsentrat bijih timah pada temperatur tinggi menjadi logam timah. Prinsip reduksi adalah melepas ikatan oksigen yang terdapat mineral kasiterit. Reduktor yang digunakan sebagai pereduksi adalah gas CO. Reaksi yang terjadi selama proses smelting adalah:

SnO2 + CO = SnO + CO2

SnO + CO = Sn + CO2

Pada proses smelting akan terbentuk lelehan terak dan timah yang tidak saling larut. Slag akan mengikat pengotor-pengotor yang terdapat di dalam konsentrat. Pengotor yang paling banyak terdapat di dalam konsentrat timah adalah unsur Fe.

Proses smelting ini terdiri dari dua tahapan. Peleburan tahap pertama adalah peleburan konsentrat timah yang menghasilkan timah kasar atau crude tin dan terak I (slag). Kadar timah dalam terak I ini adalah sekitar 20 persen. Tahap ini juga dikenal dengan sebutan peleburan konsentrat timah karena umpan yang dilebur adalah konsentrat bijih timah.

Terak I kemudian dilebur kembali di peleburan tahap kedua. Peleburan pada tahap dua ini menghasilkan senyawa Fe-Sn yang disebut hardhead dan terak II dengan kadar Sn kurang daripada satu persen. Hardhead menjadi bahan baku untuk peleburan tahap satu.

Tahap refining

Crude tin dari proses peleburan tahap satu kemudian dibawa ke proses selanjutnya yaitu proses pemurnian. Kandungan timah dalam crude tin adalah Sn >90 persen dan sisanya adalah pengotor seperti As, Pb, Ag, Fe, Cu, dan Sb.

Pemurnian timah dari pengotornya dapat dilakukan dengan kettle refining, eutectic refining, serta electrolytic refining. Pemilihan teknologi untuk proses pemurnian adalah berdasarkan tingkat kemurnian logam timah yang diinginkan. Setelah melewati tahap refining ini, kemurnian logam timah dapat mencapai 99,93 persen.

Catatan

Jumlah kecil timah dalam makanan kaleng tidak berbahaya bagi manusia. Senyawa timah trialkil dan triaril berbahaya bagi makhluk hidup dan harus ditangani secara hati-hati. Timah juga digunakan dalam pembuatan grenjeng rokok (timah putih), pada longsongan peluru (timah hitam).

Lihat pula

• Timbal (timah hitam; Pb)
• Penambangan timah

Referensi

1. (Indonesia) "Timah". KBBI Daring. Diakses tanggal 17 Juli 2022. 
2. "New Type of Zero-Valent Tin Compound". Chemistry Europe. 27 Agustus 2016. 
3. "HSn". NIST Chemistry WebBook. National Institute of Standards and Technology. Diakses tanggal 16 Juli 2022. 
4. "SnH3". NIST Chemistry WebBook. National Institure of Standards and Technology. Diakses tanggal 16 Juli 2022. 
5. Lide, D. R., ed. (2005). "Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds". CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (edisi ke-86). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
6. Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. hlm. E110. ISBN 0-8493-0464-4. 

• Laboratorium nasional di Los Alamos – Timah Diarsipkan 2010-05-27 di Wayback Machine.

Pranala luar

• WebElements.com – Tin
• EnvironmentalChemistry.com – Tin

Lihat pula

• Timah (perusahaan)