BELERANG; SIFAT BELERANG, PROSES PEMBUATAN BELERANG, MANFAAT BELERANG

Mengenai belerang, kita akan membicarakan  keberadaan belerang di alam, proses pembutan belerang, sifat belerang, dan manfaat belerang. Simak penjelasannya berikut ini.

BELERANG

A. Keberadaan Belerang di Alam  

belerang
Penambangan belerang di kawasan Gunung berapi Ijen, dipenuhi gas beracun.

Belerang terdapat di alam dalam keadaan bebas sebagai kristal S8 atau amorf. Sumber belerang terdapat pada kawah gunung berapi. Selain itu, belerang bebas juga terdapat sebagai deposit belerang di dalam perut bumi. Senyawa belerang tersebar di alam sebagai gas H2S; batuan-batuan sulfat, misalnya batuan gipsum (CaSO4); dan mineral sulfida, misalnya pirit (FeS2), kalkopirit (CuFeS2), dan galena (PbS).

B. Pemisahan atau proses pembuatan Belerang

Belerang dapat diperoleh secara langsung di kawah gunung atau dari deposit belerang di bawah tanah dengan cara Frasch. Belerang juga dapat dipisahkan dari hidrokarbon (gas alam) yang mengandung H2S dalam kadar tinggi. Sebagai contoh, di Kanada terdapat sumber gas alam yang mengandung H2S 30%. Belerang dari gas alam diperoleh dengan cara mereaksikan gas H2S tersebut dengan gas SO2 yang diperoleh dari pembakaran belerang di udara.

S(g) + O2(g) → SO2(g)

2H2S(g) + SO2(g) → 3S(s) + 2H2O(l)

Pengambilan belerang dari deposit belerang dalam perut bumi dilakukan dengan proses Frasch, yaitu dengan memompakan air super panas bertekanan tinggi (pada kondisi tekanan tinggi ini, air dibuat bersuhu sekitar 147oC) sehingga belerang meleleh (titik leleh belerang 120oC). Adanya tekanan tinggi mengakibatkan lelehan belerang keluar melalui pori-pori tanah dan membeku di permukaan tanah.

C. Sifat Belerang

Kristal belerang merupakan molekul S8 yang berbentuk cincin belerang. Kristalnya mempunyai dua alotropi, yaitu kristal monoklin dan kristal rhombis, yang berada dalam keadaan setimbang  pada suhu 96oC. Peristiwa ini disebut juga dengan enantiotropi, yaitu dua bentuk kristal alotropi yang berada dalam keadaan setimbang.

S8(monoklin) ↔ S8(rhombis)     ( pada suhu 96oC)

Pada pemanasan belerang, mula-mula akan terbentuk cairan kuning yang jernih. Pada peristiwa ini, terjadi pembukaan  cincin S8 menjadi rantai terbuka. Jika pemanasan dilanjutkan, warna cairan akan menjadi semakin coklat dan kental karena adanya penggabungan rantai-rantai tersbut menjadi molekul raksasa. Pada suhu yang sangat tinggi, rantai raksasa tersebut akan terpotong menjadi S4. Uap belerang pada suhu rendah merupakan molekul S8, tetapi pada suhu tinggi akan berubah menjadi S2 seperti oksigen.

Belerang dapat larut dalam CS2, benzena, dan sikloheksana. Membentuk suatu cincin belerang, dengan 6-12 atom belerang setiap cincinnya. Belerang dapat bereaksi dengan oksigen membentuk oksida belerang (SO2 dan SO3).

S(s) + O2(g) → SO2(g)

SO2(g) + ½ O2(g) ↔ SO3(g)    ∆H = -196,6 kJ/mol

Pembentukan SO3 dapat berlangsung pada suhu tinggi, yang dapat mengakibatkannya kembali terurai menjadi SO2 dan O2. Dengan bantuan katalisator V2O5, reaksi dapat berlangsung pada suhu yang relatif rendah.

D. Proses Kontak, Proses Pembuatan H2SO

Kegunaan utama belerang adalah untuk membuat asam sulfat (H2SO4). Proses pembuatan asam sulfat akan dilakukan dengan dua cara, yaitu proses kamar timbal / bilik timbal dan proses kontak.

Proses kamar timbal / bilik timbal saat ini sudah mulai ditinggalkan karena secara ekonomis hasilnya kurang menguntungkan, sebab hanya dihasilkan H2SO4 berkadar maksimum 77%. Sementara itu pada proses kontak, dapat diperoleh H2SO4 dengan kadar 98-99%. Perbedaan utama dariekdua proses tersebut adalah pada penggunaan katalisator, dimana pada proses kamar timbal digunakan uap nitrosa (NO dan NO2), sedangkan pada proses kontak digunakan katalisator vanadium (V )oksida, V2O5.

Tiga langkah utama dalam proses kontak, yaitu:

  1. Pembakaran belerang menajdi belerang dioksida.

S(s) + O2(g) → SO2(g)

Gas SO2 juga dapat diperoleh dari proses pengolahan tembaga.

  1. Oksidasi SO2 menjadi SO3.

2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g)        ∆H = -196,6 kJ/mol

  1. Reaksi SO3 dengan air menjadi H2SO4.

SO3(g) + H­2O(l) → H2SO4(aq)

Proses yang paling menentukan adalah proses yang kedua karena reaksi tersebut menyangkut kesetimbangan yang perlu penanganan khusus agar hasilnya optimum dan tidak terurai kembali.

Untuk meningkatkan produksi, laju pembentukan gas SO merupakan hal yang penting. Oleh karena itu, perlu ditinjau asas Le Chatelier dari reaksi kesetimbangan tersebut. Reaksi (2) merupakan reaksi eksoterm yang menyangkut perubahan 2 mol gas SO2 dengan 1 mol gas O2 menjadi 3 mol SO3 sehingga hasilnya akan maksimum jika:

1. Tekanan diperbesar

Reaksi akan bergeser ke kanan jika tekanannya dinaikkan. Pada kenyataannya reaksi ini dapat berlangsung dengan baik pada tekanan 1 atmosfer (1 atm). Kenaikan tekanan menyebabkan kenaikan jumlah produk yang kurang berarti dibandingkan dengan biaya yang dikeluarkan. Oleh karena itu, proses kontak dilakukan pada tekanan 1 atm.

2. Reaksi berlangsung pada suhu rendah

Reaksi (2) akan bergeser ke kanan jika suhu diturunkan. Akan tetapi, jika suhu diturunkan reaksi akan berjalan lambat. Hal ini sesuai dengan azas laju reaksi, ketika suhu semakin turun, reaksi akan berlangsung semakin lambat. Untuk mengatasi hal ini, maka ditambahkan katalis V2O5. Penambahan katalis menyebabkan jalannya reaksi berubah, tetapi dengan energi pengaktifan lebih rendah.

Tahap 1: SO2(g) + V2O5(s) → SO3(g) + V­2O4(s)

Tahap 2: V2O4(s) + ½ O2(g) → V2O5(s)

Reaksi total : SO2(g) + ½ O2(g) → SO3(g)

Proses reaksi SO3 dengan air berlangsung eksoterm sehingga suhu dalam proses reaksi akan naik. Kenaikan suhu mengakibatkan gas SO3 terurai kembali menjadi SO2 dan O2. Untuk mencegah hal tersebut, proses reaksi SO3 dengan H2O tidak dilakukan secara langsung, tetapi melalui pengenceran SO3 dalam H2SO4. Larutan uap SO3 dalam H2SO4 encer ini dikenal dengan H2SO4 pekat atau oleum. Kadar asam sulfat dalam oleum ini mencapai 98% dan lebih dikenal sebagai asam sulfat berasap.

E. Manfaat Belerang

  1. Penggunaan asam sulfat sangat luas. Hampir semua produk bahan kimia memerlukan asam sulfat sebagai bahan bantu dalam prosesnya,misalnya proses penyulingan minyak bumi, proses pembuatan plastik sintetis, proses pengolahan dan pengecoran logam, bahan pembuat cat, pembuatan pupuk, penyamakan kulit, serta proses pembuatan tekstil.
  2. Belerang dapat mengikat molekul-molekul karet yang panjang sehingga tidak selip melalui proses vulkanisir. Karet menajdi lebih keras, kuat dan mudah dicetak, tetapi tetap elastis. Karet vulkanisir digunakan pada ban mobil, truk dan pesawat terbang; bumper karet mobil; penghapus pensil; dan sarung tangan lateks.
  3. Belerang bersama KNO3, karbon digunakan dalam pembuatan serbuk mesiu.

Demikian ulasan mengenai oksigen: keberadaan belerang di alam, proses pembutan belerang, sifat belerang, dan manfaat belerang. Jika ada masukan, saran ataupun pertanyaan silahkan berkomentar ya. Semoga bermanfaat…..

Sumber:

Sudarmo, U.(2015). KIMIA: Untuk SMA/MA Kelas XII. Erlangga: Jakarta

loading...
loading...

Add a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *