Tembaga bisa dikatakan sebagai salah satu jenis unsur kimia dengan lambang Cu (dari bahasa Latin: cuprum) dan nomor atom 29. Secara kimiawi, sifat tembaga salah satunya adalah memiliki isotop paling umum yaitu Cu-63 (kelimpahan alami 69,15 persen) dan Cu-65 (kelimpahan alami 30,85 persen). Tembaga memiliki ciri-ciri yaitu mudah diregangkan, dicetak, dibentuk, tahan terhadap korosi, dan menghantarkan panas dan listrik secara efisien.
Akibatnya, tembaga penting bagi manusia purba dan terus menjadi bahan pilihan untuk berbagai aplikasi rumah tangga, industri, dan teknologi tinggi saat ini. Tembaga merupakan komponen penting dalam kuningan, perunggu fosfor, dan tembaga berilium. Untuk membuat produk logam ini, tembaga digabungkan dengan logam lain (timah, seng, dan fosfor).
Tembaga
Tembaga adalah salah satu sifat ikatan logam pertama yang diekstraksi dan digunakan oleh manusia, dan telah memberikan kontribusi penting untuk menopang dan meningkatkan masyarakat sejak awal peradaban. Tembaga pertama kali digunakan dalam koin dan ornamen mulai sekitar 8000 SM, dan sekitar 5500 SM, perkakas tembaga membantu peradaban muncul dari Zaman Batu.
Penemuan bahwa tembaga yang dicampur dengan timah menghasilkan perunggu menandai dimulainya Zaman Perunggu sekitar 3000 SM. Di Amerika Serikat, sepotong dari apa yang diyakini sebagai gelang tembaga ditemukan di pemakaman Penduduk Asli Amerika di dataran pantai Georgia pada 2017. Penguburan itu adalah kremasi yang bertanggal sekitar 3500 tahun yang lalu.
Pengertian Tembaga
Tembaga adalah ikatan logam yang memantulkan cahaya merah dan oranye dan menyerap frekuensi lain dalam spektrum yang terlihat, karena struktur pita nya, jadi itu sebagai warna kemerahan yang bagus. Logam yang satu ini mudah dibentuk, ulet, dan merupakan konduktor panas dan listrik yang sangat baik. Sehingga dalam hal ini lebih lembut dari seng dan dapat dipoles hingga hasil akhir yang cerah.
Tembaga termasuk dalam kelompok Ib dari tabel periodik, bersama dengan perak dan emas. Tembaga memiliki reaktivitas kimiawi yang rendah. Di udara lembab ini perlahan membentuk lapisan permukaan kehijauan yang disebut patina; lapisan ini melindungi logam dari serangan lebih lanjut.
Pengertian Tembaga Menurut Para Ahli
Adapun definisi tembaga menurut para ahli, antara lain:
- Collins Dictionary, Tembaga adalah logam coklat kemerahan yang digunakan untuk membuat benda-benda seperti koin dan kabel listrik.
- Merriam-Webster, Tembaga adalah logam yang mudah dibentuk menjadi lembaran dan kabel dan merupakan salah satu konduktor panas dan listrik yang paling terkenal.
- Your Dictionary, Tembaga adalah dari unsur coklat kemerahan, dapat diregangkan dan metalik, atau sesuatu yang berwarna coklat kemerahan.
Ciri Tembaga
Karakteristik yang ada dalam tembaga yaitu:
- Logam lunak berwarna oranye kemerahan yang memiliki kilau logam yang cerah.
- Mudah dibentuk, ulet, dan merupakan konduktor panas dan listrik yang sangat baik – hanya perak yang memiliki konduktivitas listrik lebih tinggi daripada tembaga.
- Permukaan tembaga yang terpapar udara secara bertahap berubah menjadi kusam, warna kecoklatan.
- Jika ada air dan udara, tembaga perlahan-lahan akan terkorosi membentuk karbonat verdigris yang sering terlihat di atap dan patung.
Sifat Tembaga
Tembaga adalah konduktor listrik yang sangat baik. Sebagian besar penggunaannya didasarkan pada sifat ini atau fakta bahwa ini juga merupakan konduktor termal yang baik. Namun, banyak aplikasinya juga bergantung pada satu atau lebih sifat lainnya.
Misalnya, tidak akan menjadi pipa air dan gas yang sangat baik jika sangat reaktif. Berikut ini beberapa sifat lain dari tembaga yang perlu kita ketahui, antara lain:
- Tahan korosi
Tembaga rendah dalam seri reaktivitas. Ini berarti tidak cenderung menimbulkan korosi. Sekali lagi, ini penting untuk digunakan pada pipa, kabel listrik, panci, dan radiator. Namun, itu juga berarti sangat cocok untuk penggunaan dekoratif. Perhiasan, patung dan bagian bangunan dapat dibuat dari tembaga, kuningan atau perunggu dan tetap menarik selama ribuan tahun.
- Antibakteri
Tembaga adalah logam higienis alami yang memperlambat pertumbuhan kuman seperti E-coli (“serangga burger”), MRSA (“superbug” rumah sakit), dan legionella. Penjelasan ini penting untuk aplikasi seperti untuk menyaipkan makanan, rumah sakit, koin, kenop pintu dan sistem perpipaan.
- Mudah digabungkan
Tembaga dapat digabungkan dengan mudah dengan cara menyolder atau mematri. Ini berguna untuk pipa dan untuk membuat bejana tembaga tertutup.
- Elastis
Tembaga adalah logam ulet. Ini berarti dapat dengan mudah dibentuk menjadi pipa dan ditarik menjadi kabel. Pipa tembaga ringan karena bisa memiliki dinding yang tipis. Itu tidak menimbulkan korosi dan dapat ditekuk agar pas di sekitar sudut.
Pipa-pipa tersebut dapat digabungkan dengan penyolderan dan aman dalam kebakaran karena tidak terbakar atau mendukung pembakaran.
- Non-magnetis
Tembaga tidak bersifat magnetis dan tidak menimbulkan percikan. Karena itu, ini digunakan dalam alat khusus dan aplikasi militer.
- Warna yang menarik
Tembaga dan paduannya, seperti kuningan, digunakan untuk perhiasan dan ornamen. Itu memiliki warna emas yang menarik yang bervariasi dengan kandungan tembaga. Selain itu juga memiliki ketahanan yang baik terhadap noda membuat mereka bertahan lama.
- Paduan dengan mudah
Tembaga dapat dikombinasikan dengan logam lain untuk membuat paduan. Yang paling terkenal adalah kuningan dan perunggu. Meskipun tembaga memiliki sifat listrik dan termal yang sangat baik, tembaga perlu dikeraskan dan diperkuat untuk banyak aplikasi industri.
Oleh karena itu dicampur dengan logam lain dan dilebur. Logam cair membentuk larutan yang saat mengeras disebut paduan. Beberapa paduan tembaga adalah:
- Kuningan: tembaga + seng
- Perunggu: tembaga + timah
- cupronickel: tembaga + nikel
- Dapat didaur ulang
Tembaga dapat didaur ulang tanpa kehilangan kualitas. 40% dari permintaan dunia dipenuhi oleh tembaga daur ulang.
- Senyawa katalitik
Tembaga dapat bertindak sebagai katalis. Misalnya, mempercepat reaksi antara seng dan asam sulfat encer. Itu ditemukan di beberapa enzim, salah satunya terlibat dalam respirasi. Jadi itu benar-benar elemen penting.
Selain sifat-sifat tembaga seperti yang telah disebutkan di atas, perlu juga kita ketahui beberapa sifat fisik dan kimia kimia lainnya pada logam tembaga, diantaranya yaitu:
- Nomor atom (jumlah proton dalam inti): 29
- Simbol atom (pada tabel unsur periodik): Cu
- Berat atom (massa rata-rata atom): 63,55
- Densitas: 8,92 gram per sentimeter kubik
- Fase pada suhu kamar: padat
- Titik lebur: 1.984,32 derajat Fahrenheit (1.084,62 derajat Celcius)
- Titik didih: 5.301 derajat F (2.927 derajat C)
- Jumlah isotop (atom dari unsur yang sama dengan jumlah neutron yang berbeda): 35; 2 stabil
- Isotop paling umum: Cu-63 (kelimpahan alami 69,15 persen) dan Cu-65 (kelimpahan alami 30,85 persen)
Proses Pembentukan Tembaga
Tembaga terdapat di kerak bumi dalam proporsi sekitar 50 bagian per juta (ppm). Di alam, tembaga terdapat dalam berbagai mineral, termasuk tembaga asli, tembaga sulfida seperti kalkopirit, bornit, digenit, covellite, dan kalkosit, tembaga sulfosal seperti tetrahedit-tennantit, dan enargit, tembaga karbonat seperti azurit dan perunggu, dan sebagai tembaga (I) atau tembaga (II) oksida seperti cuprite dan tenorite, masing-masing.
Massa terbesar dari unsur tembaga yang ditemukan memiliki berat 420 ton dan ditemukan pada tahun 1857 di Semenanjung Keweenaw di Michigan, AS. Tembaga asli adalah sebuah kristal polikristal, dengan kristal tunggal terbesar yang pernah dijelaskan berukuran 4,4 × 3,2 × 3,2 cm.
Keberadaan beragam mineral tembaga tersebut menunjukkan bahwa tembaga terjadi dalam berbagai bentuk, tetapi keadaan yang mengontrol bagaimana, kapan, dan di mana itu disimpan sangat bervariasi. Akibatnya, tembaga muncul di banyak mineral berbeda. Kalkopirit adalah mineral tembaga yang paling melimpah dan secara ekonomi signifikan.
Penelitian yang dirancang untuk lebih memahami proses geologi yang menghasilkan endapan mineral, termasuk endapan tembaga, merupakan komponen penting dari Program Sumber Daya Mineral USGS. Endapan tembaga secara luas diklasifikasikan atas dasar bagaimana endapan tersebut terbentuk.
Cadangan tembaga porfiri, yang terkait dengan intrusi batuan beku, menghasilkan sekitar dua pertiga dari tembaga dunia dan karenanya merupakan jenis endapan tembaga terpenting di dunia. Endapan tembaga besar jenis ini ditemukan di daerah pegunungan di Amerika Utara bagian barat dan di Pegunungan Andes Amerika Selatan.
Jenis deposit tembaga penting lainnya, misalnya jenis yang terkandung dalam batuan sedimen, menyumbang sekitar seperempat dari sumber daya tembaga yang teridentifikasi di dunia. Endapan ini terjadi di daerah-daerah seperti sabuk tembaga di Afrika tengah dan cekungan Zechstein di Eropa Timur.
Endapan tembaga tunggal dapat mengandung ratusan juta ton batuan bantalan tembaga dan umumnya dikembangkan dengan menggunakan metode penambangan terbuka. Operasi penambangan, yang biasanya mengikuti penemuan bijih selama bertahun-tahun, seringkali berlangsung selama beberapa dekade.
Meskipun banyak operasi penambangan bersejarah tidak diharuskan untuk melakukan aktivitas penambangan mereka dengan cara yang akan mengurangi dampaknya terhadap lingkungan, peraturan Federal dan Negara Bagian saat ini memang mengharuskan operasi penambangan menggunakan praktik yang ramah lingkungan untuk meminimalkan efek pengembangan mineral pada kesehatan manusia dan ekosistem .
Penelitian lingkungan mineral USGS membantu mencirikan interaksi alam dan manusia antara endapan tembaga dan ekosistem perairan dan darat di sekitarnya. Penelitian membantu menentukan kondisi dasar alami sebelum penambangan dimulai dan setelah penutupan tambang. Ilmuwan USGS sedang menyelidiki variabel iklim, geologi, dan hidrologi untuk lebih memahami interaksi sumber daya-lingkungan.
Manfaat Tembaga
Tembaga adalah sejenis logam non-besi yang telah lama berhubungan erat dengan manusia. Tidak hanya sumber daya yang melimpah di alam, tetapi tembaga juga memiliki khasiat yang sangat baik.
Oleh karena itu, banyak digunakan dalam tenaga listrik, elektronik, energi, petrokimia, transportasi, mesin, metalurgi, cahaya dan industri baru lainnya dan beberapa bidang teknologi tinggi.
Berikut ini pejelasan singkat terkait kegunaan atau manfaat tembaga dalam berbagai bidang, antara lain:
- Tenaga listrik
Transmisi tenaga energi listrik, seperti kawat dan kabel, trafo, sakelar, komponen dan konektor steker, dan lain-lain; pabrikan motor, misalnya sebagai stator, rotor, kawat berlubang, dan lain-lain; kabel komunikasi dan sirkuit listrik perumahan juga perlu menggunakan kabel tembaga dalam jumlah besar.
- Elektronik
Perangkat elektronik vakum seperti tabung frekuensi tinggi dan frekuensi ultra tinggi, magnetron, dan lain-lain. Sirkuit cetak tembaga memerlukan banyak kertas tembaga dan bahan mematri dasar tembaga. Di sirkuit terintegrasi, tembaga menggantikan arti aluminium dalam chip silikon untuk interkoneksi dan rangka timbal.
- Petrokimia
Pelat dan tabung kondensor utama terbuat dari kuningan, perunggu, dan cupronickel di pembangkit listrik tenaga batu bara dalam industri energi. Pemanas surya juga sering dibuat dari tabung tembaga.
Berbagai jenis wadah untuk menampung media korosif, sistem pipa, filter, pompa dan katup, semua jenis evaporator dan kondensor, sedangkan penukar panas terbuat dari tembaga dan paduan tembaga di industri petrokimia.
Untuk ketahanan korosinya dan sebagai ion tembaga yang dapat larut dalam air, ia memiliki efek antiseptik yang dapat melindungi organisme laut dari pencemaran; tembaga dan paduannya telah banyak digunakan dalam desalinator dan anjungan pengeboran lepas pantai serta instalasi bawah laut lainnya.
- Transportasi
Paduan tembaga digunakan dalam industri perkapalan, termasuk aluminium perunggu, perunggu mangan, aluminium, kuningan, logam gun (perunggu), timah, seng, tembaga dan paduan tembaga nikel (monel), yang semuanya merupakan bahan standar dalam pembuatan kapal.
Tembaga dan paduan tembaga dalam industri otomotif terutama digunakan untuk radiator, sistem pengereman, peralatan hidrolik , roda gigi, bantalan, kampas rem, distribusi daya dan sistem tenaga, gasket dan semua jenis sambungan, alat kelengkapan dan aksesori, dan lain-lain.
Pada kereta api, motor, penyearah dan kontrol, rem, listrik dan sistem sinyal juga mengandalkan tembaga dan paduannya . Selain itu, elektrifikasi kereta api merupakan sumber permintaan besar untuk tembaga dan paduannya.
Pengkabelan, pneumatik hidrolik, dan sistem pendingin pesawat semuanya perlu menggunakan tembaga. Penahan bantalan dan bantalan roda gigi menggunakan pipa perunggu aluminium, dan instrumen navigasi terbuat dari paduan tembaga diamagnetik.
- Mekanisme dan Metalurgi
Semua jenis suku cadang transmisi dan suku cadang tetap, seperti liner silinder, roda gigi, alat kelengkapan, pengencang, puntir, dan lain-lain. Perlu menggunakan tembaga atau paduan tembaga untuk antifiksi dan pelumasan.
Juga merupakan bagian penting dari peralatan metalurgi dalam teknologi pengecoran kontinu-kristalizer sebagian besar terbuat dari tembaga kromium dan tembaga perak atau paduan tembaga lainnya, yang memiliki kekuatan dan konduktivitas tinggi.
Nah, itulah saja artikel yang bisa kami uraikan pada segenap pembaca berkenaan dengan pengertian tembaga menurut para ahli, ciri, sifat, proses pembentukan, dan manfaatnya yang ada di berbagai bidang. Semoga memberikan edukasi bagi semuanya.
