Sejarah Aluminium

Sejarah Aluminium Dan 8 Manfaat Paling Penting Untuk Diketahui

Sejarah Aluminium telah melalui proses yang cukup panjang. Aluminium merupakan unsur logam yang sangat memiliki peran dalam kehidupan umat manusia. Bahkan, bisa dikatakan mempermudah segala macam pekerjaan.

Banyak peralatan rumah tangga, perkantoran, pabrik, hingga rumah sakit yang terbuat dari bahan alumunium. Sehingga tidak diragukan lagi bahwa alumunium dan manusia bersahabat sejak zaman dahulu. 

Hal tersebut didukung pula dengan kandungan kekayaan alumunium yang melimpah di dunia. 

Dalam ulasan kali ini akan membahas mengenai sejarah alumunium, karakteristik, dan perkembangannya. Check this out!

Sejarah Aluminium Dari Masa Kemasa

Dulunya masyarakat Romawi, Yunani, maupun China kuno mengandalkan tanah liat yang mengandung alumunium untuk pembuatan tembikar. Napoleon, salah satu penjelajah dunia populer mempunyai seperangkat peralatan makan yang berbahan alumunium. Peralatan makan tersebut digunakan untuk menghidangkan makanan dan minuman kepada tamu kehormatan.

Awal mula nama alumunium hadir yakni pada tahun 1761. Saat itu De Morveau mengusulkan nama “alumine”. Selanjutnya tahun 1808, Sir Humphry Davy seorang tokoh yang sukses membuktikan eksistensi logam alumunium. 

Tak cukup sampai disana saja, dilanjutkan oleh ilmuan fisika dari Denmark yang bernama Henry Christian Oersted tahun 1825. Saat itu Oersted sukses dengan penelitiannya yang melakukan sintesis alumunium murni.

Dalam penelitiannya mereaksikan amalgam potasium bersama dengan aluminium klorida anhidrat. Adapun sisa atau residu dari merkuri lalu disuling supaya memperoleh zat aluminium. Namun, penelitian Oersted berhenti sampai di sana saja. 

Barulah Fredrich Wohler di tahun 1827 melakukan eksperimen serupa dengan Oersted melalui metode fisiki yang berbeda. Hasil zat alumunium murni yang ditemukan oleh Fredrich Wohler inilah yang populer di dunia. Alumunium buatannya sukses disintetis guna tujuan komersial. Sehingga kala itu alumunium lebih berharga daripada emas.

Akhirnya aluminium menjadi logam yang sulit didapatkan sampai dengan tahun 1886. Kondisi ini membuat ilmuwan muda yakni Charles Heroult dan Martin Hall menciptakan rumus alumunium tersendiri.

Hasil penelitian mereka menyumbangkan aluminium oksida atau alumina. Alhasil, mulai saat itu aluminium diproduski secara massal untuk memenuhi banyak kebutuhan manusia.

Saat ini, harga aluminium sangat terjangkau dan mudah didapat. Ada cukup banyak distributor yang mampu memenuhi permintaan pasar.

Karakteristik Dari Aluminium

Berikut ini karakteristik yang ditemukan dalam alumunium, antara lain:

  • Massa ringan dengan bobot sekitar 1/3 dari bobot baja, besi, maupun tembaga.
  • Berat jenisnya cukup ringan terukur hanya 2,7 gr/cm³, sementara berat besi sekitar 8,1 gr/ cm³.
  • Tekstur kuat, terutama jika dicampurkan dengan logam lain. Adapun paduan Al dengan logam lainnya akan menghasilkan logam lebih kuat. Contohnya campuran Al, Cu, dan mg yang disebut Duraliu.
  • Sifat reflektif yang memiliki bentuk seperti aluminium foil yang biasa digunakan sebagai pembungkus makanan, rokok, dan obat-obatan.
  • Sifat konduktor panas dimana sifat tersebut sangat baik jika digunakan pada alat-alat yang mengalirkan panas guna menghemat energi.
  • Konduktor listrik, dalam setiap satu kilogram aluminium mampu menghantarkan arus listrik sebesar dua kali lebih kuat apabila dibandingkan dengan logam tembaga. Sebab, unsur aluminium relatif ringan dan tidak mahal. Sehingga aluminium sangat baik digunakan untuk kabel listrik bawah tanah atau overhead.
  • Ketahanan terhadap korosi karena bersifat durable. Kondisi ini sangat baik digunakan pada lingkungan yang cenderung bersinggungan dengan unsur kimia air, udara ekstrim, dan suhu.
  • Tidak beracun, sehingga sangat kompatibel digunakan dalam industri obat-obatan, makanan, dan minuman yang tersimpan dalam peti kemas atau pembungkus.
  • Unsur didalam logam alumunium sangat mudah dirakit dan disambung bersama material lainnya. Biasanya dipadukan dengan material lain melalui metode solder, sambung mekhanis, brazing, pengelasan, dan adhesive bonding.

Karakteristik aluminium yang lebih mendetail adalah logam berwarna putih keperakan yang mudah dibentuk. Adapun nomor atom aluminium yakni 13 dengan simbol Al. Alumunium murni ditemukan dalam kerak bumi dan disebut sebagai unsur paling berlimpah nomor 3 didunia. 

Aluminium adalah elemen yang reaktif dan dapat membentuk ikatan kimia cukup kuat dengan oksigen. Selain itu, alamunium mampu menciptakan lapisan sangat tipis yakni oksida alminium jika bereaksi dengan udara karena bertujuan melindungi dari karat.

Proses atau Cara Pembuatan Alumunium

Pada dasarnya pembuatan aluminium terbagi dalam 2 tahapan, antara lain:

  1. Proses bayer, yaitu   suatu proses untuk memurnikan bijih bauksit sehingga diperoleh aluminium oksida (alumina).
  2. Proses hall-heroult, yaitu suatu proses peleburan aluminium oksida agar menciptakan aluminium murni.

Proses Bayer

Bijih bauksit memiliki kandungan 50-60% Al2O3 yang dicampur dengan unsur-unsur Fe2O3 dan SiO2. Agar dapat memisahkan Al2O3 dari unsur-unsur lain yang tak dikehendaki. Sehingga dimanfaatkan sifat amfoter dalam unsur Al2O3. Adapun tahapan yang dilalui dalam proses bayer, antara lain:

  1. Bijih bauksit diambil langsung dari proses penambangan.
  2. Bijih bauksit dihancurkan kemudian dihaluskan melalui proses mekanik.
  3. Selanjutnya pengotor atau impurities dihilangkan melalui proses pemanasan serbuk bauksit dalam udara. Alhasil logam lainnya teroksidasi seperti besi yang teroksidasi berubah menjadi Fe2O3.
  4. Serbuk bijih bauksit yang sudah dipanaskan kemudian direaksikan menggunakan soda kaustik yang dikenal dengan larutan Natrium hidroksida (NaOH) yang pekat. Pemrosesan dilakukan melalui pabrik penggilingan agar menghasilkan suspense berair atau lumpur  yang terdapat kandungan partikel bijih bauksit yang sangat halus.
  5. Suspensi berair yang dihasilkan kemudian dipompa dalam digester yakni tangki yang berfungsi serupa dengan panci presto.

    Larutan tersebut diproses dalam suhu dan tekanan tinggi supaya melarutkan alumina yang ada dalam bijih. Larutan yang dipanaskan hingga suhu 230-520 °F atau 110-270 °C. Serta tekanan 50 lb atau dalam 2 (340 kPa). Dalam proses ini idealnya dilakukan dalam waktu setengah jam sampai dengan beberapa jam. Selama proses penambahan NaOH dilakukan agar memastikan seluruh senyawa aluminium yang ada dapat terlarut.
  6. Kemudian, larutan panas tersebut melewati serangkaian tangki.
  7. Larutan panas tersebut selanjutnya dipompa menuju dalam tangki pengendapan. Dimana larutan SiO32- dan [Al(OH)4] ditampung. Saat suspensi berair ada dalam tangki ini. Maka pengotor yang tak larut dalam NaOH menjadi endapan dibagian bawah tangki. Residu tersebut dinamakan lumpur merah atau red mud merupakan akumulasi unsur-unsur pada dasar tangki. Terdiri atas oksida besi, pasir halus, dan oksida berasal dari unsur lain contohnya titanium. Unsur Al2O3 dan SiO2 dapat terlarut, sementara itu Fe2O3 dan unsur pengotor lainnya tidak dapat larut dan mengendap.
  8. Selanjutnya partikel halus yang ada dalam pegotor disaring dan dipompa melalui rangkaian proses tangki pengendapan.
  9. Larutan tersebut direaksikan menggunakan asam encer yakni HCl. Dalam proses ini ion silikat tetap terlarut, sementara itu ion aluminat tetap diendapkan menjadi Al(OH)3. Dapat pula dengan cara dialirkan CO2 menuju larutan agar ion aluminat diendapkan sebagai unsur Al(OH)3.
  10. Endapan Kristal yakni Al(OH)3 (s) yang mengendap pada bagian bawah tangki, sementara itu zat SiO32- tetap terlarut. 
  11. Endapan Al(OH)3 selanjutnya disaring dan diambil.
  12. Usai dicuci, endapan zat Al(OH)3 dipindahkan dalam pengering agar diproses kalsinasi. Dalam suhu 2.000 °F atau 1.100 °C dapat mendorong pelepasan molekul air. Sehingga residunya adalah kristal alumina anhidrat. 
  13. Setelahnya terbentuk serbuk zat Al2O3 yang murni atau korundum.

Proses Hall-Heroult

Selanjutnya adalah proses kedua adalah Hall-Heroult sebagai berikut :

  1. Diawali dengan proses yang terjadi dalam sel elektrolisis atau pot reduksi. Dimana kristal alumina dilarutkan menjadi pelarut lelehan kriolit yakni unsur Na3AlF6 cair dan unsur CaF2 dalam suhu 1.760-1.780 °F  sehingga membentuk larutan elektrolit yang dapat menghantarkan listrik dari Katoda atau batang karbon.
  2. Suatu arus searah sekitar 5-10 volt dan 100.000 hingga 230.000 ampere akan melewati larutan. Sehingga reaksi yang dihasilkan dapat memecahkan ikatan antara aluminium dengan atom oksigen pada molekul alumina. Oksigen dapat dilepaskan dengan tertarik menuju batang karbon sehingga akan menciptakan karbon dioksida.
  3. Selanjutnya adalah proses peleburan dengan menambahkan alumina dalam larutan kriolit sebagai pengganti senyawa yang terdekomposisi. Namun, arus listrik konstan tetap mengalir agar panas dari aliran listrik dapat menjaga isi pot dalam kondisi cair.
  4. Alumunium cair murni akan terkumpul pada bagian bawah pot. Kemudian saat lelehan terkumpul akan berpindah pada tungku penyimpanan agar tertuang dalam cetakan untuk membentuk lempengan dan batang.
  5. Saat mengisi logam alumunium dalam cetakan maka bagian luar cetakan terlebih dahulu dinginkan menggunakan air. 
  6. Sehingga akhirnya logam alumunium murni pada dapat dibentuk sesuai dengan kebutuhan. Serta proses hall-heroult tersebut mendorong produksi aluminium secara massal dan harga jauh lebih terjangkau.

Kandungan Mineral Dalam Aluminium

Penyusun unsur alumunium terdiri atas beberapa kandungan mineral yang penting, diantaranya:

1. Sulfat

Salah satu golongan senyawa utama dalam alum adalah M+M3+(SO42–)2.12H2O dan KAl(SO4)2.12H2O yaitu mineral aluminium yang larut dalam air satu-satunya.  Senyawa alum memiliki peran penting untuk industry pewanaan dimana dapat menciptakan pewarnaan pakaian secara permanen.

Alum dapat mengkristalisasi campuran kalium sulfat dengan aluminium sulfat dan molar yang serupa agar menciptakan formulasi senyawa KAl(SO4)2.12H2O. Pada kristal alum memiliki stabilitas kisi sangat tinggi sebab anion-anion sulfat yang tertata secara berselingan.

2. Halida

Aluminium halida akan menyusun seri menarik. Senyawa aluminium fluorida dapat melebur pada suhu 1290 oC dan mensublimasi pada seuhu 180 oC. Sementara itu, aluminium bromida dan iodida akan melebur dengan suhu 97 oC dan 190 oC. 

Fluorida memiliki karakteristik senyawa ionik dengan titik lebur tinggi. Sementara itu, titik lebur senyawa bromida dan iodida adalah satu senyawa kovalen. Ion aluminium memiliki densitas muatan 364 C mm–3.

Pada dasarnya aluminium memiliki struktur kristal ionic yang tersusun dari kation dan anion berselang-seling. Tetapi senyawa bromida dan iodida terdapat sebagai dimer, yakni Al2Br6 dan Al2I6 dengan diboran dalam dua atom halogen jembatan. 

3. Oksida

Selanjutnya, adalah kandungan alumina Al2O3 dari proses dehidrasi Al(OH)3 . Ada dua jenis alumina yang terkenal yakni α-Al2O3 disebut korundum dan γ-Al2O3. Biasanya korundum terdapat pada mineral dan hasil pemanasan Al(OH)3 dari suhu diatas 1000 oC. 

Korondum dengan bentuk tak murni mengandung silika atau emery dan besi oksida. Material tersebut idealnya digunakan sebagai bahan pembuatan kertas emery yakni kertas pasir untuk mempolis logam. Korundum tidak akan terpengaruh dengan asam dan memiliki titik lebur tinggi yakni diatas 2000 oC. 

Pada unsur alumina berwarna putih biasanya disebut dengan Cr2O3 atau Fe2O3. Dimana batu permata yakni ruby akan dibuat melalui metode pemanasan kuat antara campuran Al2O3 dan Cr2O3. Batu ruby memiliki tekstur sangat keras dan dipakai sebagai batu permata dalam arloji dan peralatan lainnya.

Sesungguhnya ruby merupakan campuran oksida. Sementara batu saphira biru merupakan campuran oksida lain yang memiliki sedikit kandungan Fe2+, Fe3+, dan Ti4+. Serta unsur mineral spinel MgAl2O4 merupakan perpaduan oksida campuran lain.

Unsur Al(OH)3 memiliki sifat amfoter yang dapat bereaksi menjadi basa. Maksudnya adalah reaksi terhadap asam yang membentuk garam dan memiliki kandungan ion [Al(H2O)6]3+. Namun, unsur Al(OH)3 akan menunjukan sifat asam saat dilarutkan dalam NaOH yang akan  membentuk natrium aluminat.

Manfaat Aluminium

Sejak awal mula ditemukan sampai dengan sekarang logam aluminium sudah digunakan untuk berbagai kebutuhan hidup manusia. Mengingat sifat dasar alumunium mudah dibentuk serta memiliki ketahanan terhadap korosi. Beberapa manfaat alumunimum bagi kehidupan manusia sehari-hari diantaranya sebagai berikut.

1. Produk Konstruksi

Aluminium dapat dibentuk menjadi bahan atau produk konstruksi. Dapat dilihat bahwa saat ini beragam bahan konstruksi berasal dari las alumunium. Contohnya konstruksi rangka jendela, rangka atap, rangka pintu, dan bahan penyusun konstruksi lainnya. Alasan utama alumunium digunakan karena berbahan alumunium ringan dan tahan dari perubahan cuaca ekstrim.

2. Produk Kemasan Makanan

Semua orang pastinya pernah mencoba makanan dalam kemasan kaleng. Produk makanan tersebut biasanya dikemas dalam kaleng yang terbuat dari campuran alumunium. Alumunium menjadi komponen utama pada kaleng makanan karena mudah dibentuk, ringan, dan tahan terhadap korosi. Alumunium juga bersifat anti bakteri yang aman untuk penyimpanan makanan.

3. Kemasan Obat-obatan

Ada beberapa jenis obat-obatan yang dibungkus menggunakan kemasan khusus dari bahan alumunium. Obat-obatan tersebut seperti tablet dan kapsul. Alasan mengapa alumunium dipilih karena mudah dirobek, melindungi obat dari kontaminasi bakteri maupun virus, dan tahan terhadap perubahan cuaca.

4. Peralatan Memasak

Unsur alumunium juga sering digunakan pada peralatan memasak sejak zaman dahulu. Dalam hal ini alumunium lebih dipilih karena mudah dibersihkan, tidak beracun, bobotnya ringan, tahan panas, dan mudah dibentuk. Sehingga makanan yang dimasak tetap sehat, higienis, dan dapat mencapai kematangan ideal.

5. Produk Listrik

Unsur atau bahan alumunium juga baik digunakan pada komponen produk kelistrikan. Contohnya bagian lampu yang dapat menghantarkan listrik. Disini alumunium bekerja sebagai reflector untuk cahaya yang kualitasnya baik. Disamping itu, alumunium juga menjadi bagian terpenting lampu seperti pelindung dan fitting.

6. Produk Rumah Tangga

Ternyata aluminium juga dapat diolah menjadi komponen pot pada tanaman. Ada berbagai macam pot dan wajan terbuat dari bahan alumunium yang ramah lingkungan dibandingkan dari bahan plastik. Alumunium yang digunakan pada pot lebih sehat karena tidak menyebabkan alergi pada orang-orang dengan riwayat penyakit asma.

7. Produk Daur Ulang

Sebenarnya aluminium merupakan bahan yang dapat didaur ulang. Bahkan, seluruh jenis alumunium dapat diubah menjadi produk lain yang bermanfaat. Tujuannya agar sisa pemakaian alumunium tidak menjadi sampah yang tidak ramah lingkungan.

8. Komponen Otomotif

Aluminium dapat dibentuk menjadi produk atau komponen otomotif. Misalnya pada bagian body mobil tertentu yang dibentuk dengan campuran alumunium. Alumunium merupakan produk komponen otomotif yang ideal karena sifatnya yang tahan terhadap korosi dan ringan.

Sehingga akan mempermudah proses manufaktur pada otomotif. Dapat dikatakan bahwa hampir seluruh produsen otomotif menggunakan bahan alumunium yang mudah dibentuk.