Karakteristik Logam (Baja, Kuningan dan Perunggu)

Sifat fisik logam diantaranya titik leleh dan titik didih tinggi, dayantar listrik dan panas yang baik, dapat ditempa, dibengkokan, dan ditarik, serta mengkilap.

SIFAT FISIK LOGAM

1. Titik leleh dan titik didih

Sifat fisik logam yang pertama yaitu logam-logam cenderung memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi karena atom-atom logam terikat oleh ikatan logam yang kuat. Untuk mengatasi ikatan tersebut, diperlukan energi dalam jumlah yang besar.

Kekuatan ikatan berbeda antara logam yang satu dengan logam yang lain tergantung pada jumlah elektron yang terdelokalisasi pada lautan elektron, dan pada susunan atom-atomnya. Logam-logam golongan 1 seperti natrium dan kalium memiliki titik leleh dan titik didih yang relatif rendah karena tiap atomnya hanya memiliki satu elektron untuk dikontribusikan pada ikatan, tetapi ada hal lain yang menyebabkan hal ini terjadi yaitu unsur-unsur golongan 1 tersusun dengan tidak efektif (terkoordinasi 8), karena itu tidak terbentuk ikatan yang banyak seperti kebanyakan logam. Unsur-unsur golongan 1 memiliki ukuran atom yang relatif besar (berarti bahwa inti jauh dari elektron yang terdelokalisasi) yang juga menyebabkan lemahnya ikatan.

2. Daya hantar listrik

Sifat fisik logam yang kedua yaitu memiliki daya hantar listrik yang baik, yang disebabkan oleh adanya elektron valensi yang bergerak bebas dalam kristal logam. Jika listrik dialirkan melalui logam, elektron-elektron valensi logam akan membawa muatan listrik ke seluruh logam dan bergerak menuju potensial yang lebih rendah sehingga terjadi aliran listrik dalam logam.

3. Daya hantar panas

Sifat fisik logam yang ketiga yaitu memiliki daya hantar panas yang baik. Daya hantar panas disebabkan adanya elektron valensi yang dapat bergerak bebas. Bila bagian tertentu dari logam dipanaskan, maka elektron-elektron pada bagian logam tersebut menerima sejumlah energi sehingga energi kinetisnya bertambah dan gerakannya makin cepat. Elektron-elektron yang bergerak dengan cepat tersebut menyerahkan sebagian energi kinetisnya kepada elektron lain sehingga seluruh bagian logam menjadi panas dan naik suhunya.

4. Dapat ditempa, dibengkokkan dan ditarik.

Oleh karena elektron valensi logam mudah bergerak dalam Kristal logam, maka elektron-elektron tersebut mengelilingi ion logam yang bermuatan positif secara simetris, karena gaya tarik antar ion logam dan elektron-elektron valensi sama ke segala arah. Ikatan dalam kisi kristal logam tidak kaku seperti kristal senyawa kovalen, sebab dalam kisi kristal logam tidak terdapat ikatan terlokalisasi. Karena daya tarik setiap ion logam bermuatan positif terhadap elektron valensi sama besarnya, maka suatu lapisan ion logam bermuatan positif dalam kisi kristal mudah bergeser. Jika ikatan logam putus, maka akan segera terbentuk ikatan logam yang baru. Oleh karena itu, sifat fisik logam dapat ditempa menjadi lempeng yang sangat tipis, dapat ditarik menjadi kawat yang halus atau dibengkokkan.

5. Sifat Mengkilap

Bila cahaya tampak jatuh pada permukaan logam, sebagian elektron valensi yang mudah bergerak tersebut tereksitasi (elektron berpindah dari tingkat energi yang lebih rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi). Ketika elektron tereksitasi tersebut kembali pada keadaan dasarnya, maka energi cahaya dengan panjang gelombang tertentu (di daerah cahaya tampak) akan dipancarkan kembali. Peristiwa ini dapat menimbulkan sifat fisik logam yang khas yaitu mengkilap.

PERBANDINGAN SIFAT FISIK LOGAM DAN NON LOGAM

Baca Juga :

Karakteristik Intan dan Grafit

Jenis Plastik dan Bahayanya Bagi Kesehatan

a. Baja

Baja atau disebut besi hitam biasanya digunakan sebagai komponen utama pada mesin, rangka mobil, kapal, kereta, perkakas, senjata, dan sebagai rangka bangunan. Baja sebenarnya merupakan logam paduan (alloy) antara logam besi (Fe) sebagai bahan utama dengan karbon (C) sekitar 0,2% hingga 2,1%. Selain karbon dalam baja juga terkandung mangan (Mn), fosfor (P), sulfur (S), silikon (Si), dan sebagian kecil oksigen (O), nitrogen (N), dan alumunium (Al).

Peningkatan kualitas baja biasanya dilakukan dengan penambahan nikel (Ni), krom (Cr), molybdenum (Mo), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), dan niobium (Nb). Fungsi unsur karbon dalam baja adalah sebagai bahan pengeras dan meningkatkan kekuatan tariknya sehingga dapat mencegah pergeseran atom-atom dalam logam baja. Hal ini disebabkan karena karbon dapat mengisi ruang kosong antar atom besi pada ikatan logam sehingga lebih rapat dan keras.

Guna mencegah korosi, biasanya baja ditambahkan kromium (Cr) minimal 11% dari total bahan. Penambahan kromium (Cr) akan membentuk lapisan yang keras pada permukaan baja dan dikenal dengan stainless steel (baja tahan karat). Stainless steel ini banyak digunakan sebagai bahan dalam pembuatan alat-alat dapur seperti kompor maupun sebagai bahan dalam pembuatan pagar.

b. Baja Ringan (Galvanum)

Jika kamu melihat rumah yang sedang dibangun, adakalanya kamu melihat rangka atap berwarna putih atau perak. Tahukah kamu apa itu? Rangka atap tersebut adalah baja ringan atau disebut galvanum. Galvanum merupakan logam baja tipis yang dilapisi oleh campuran logam yang terdiri atas alumunium (Al) sebanyak 55%, seng (Zn) sebanyak 43%, dan silikon (Si) sebanyak 1,6%. Jika dibandingkan dengan kayu sebagai atap rumah material galvanum lebih ramah lingkungan, anti karat, dan memiliki ketahanan sangat tinggi.

c. Perunggu

Perunggu merupakan logam campuran yang mengandung tembaga (Cu) sebagai komponen utamanya dengan jenis logam lain seperti timah (Sn). Selain dengan timah logam lain yang dapat dicampurkan yaitu mangan (Mn), aluminium (Al), fosfor (P), atau silikon (Si). Pada umumnya, dalam perunggu terkandung tembaga sebesar 88% sedangkan 12% adalah timah. Titik lebur dari perunggu beragam, tergantung dengan perbandingan komponen penyusunnya. Umumnya perunggu memiliki titik lebur 950 oC.

Perunggu juga tidak dapat ditarik magnet. Tetapi, jika dalam pembuatannya diberi unsur besi atau nikel maka juga dapat ditarik magnet. Perunggu ini lebih kuat dari pada logam tembaga dan digunakan secara luas dalam industri. Perunggu juga tahan terhadap korosi akibat air laut, sehingga perunggu banyak digunakan sebagai kincir kapal dan bagian lain dari kapal yang berhubungan dengan air laut. Selain itu perunggu juga banyak digunakan pembuatan prasasti, alat musik gong dan alat gamelan, serta digunakan untuk membuat medali.

d. Kuningan

Kuningan merupakan logam paduan antara tembaga (Cu) dan seng (Zn). Perbandingan antara tembaga dan seng beragam, tergantung dengan karakteristik kuningan yang ingin dihasilkan. Namun, umumnya kadar tembaga antara 60-90% dari massa total. Kuningan banyak digunakan sebagai dekorasi karena memiliki warna yang cerah seperti emas. Selain itu kuningan juga banyak digunakan sebagai bahan dalam membuat alat-alat rumah tangga dan alat musik seperti terompet dan snar drum.

Tahukah kamu bahwa kandungan tembaga dalam kuningan mampu membunuh bakteri seperti Staphylococcus aureus, E. coli, dan Pseudomonas aeruginosa dalam waktu beberapa menit hingga beberapa jam setelah menempel. Tembaga ini dapat membunuh mikroorganisme tersebut dengan beberapa mekanisme, antara lain: merusak struktur membran sel bakteri sehingga bakteri dapat mati, menganggu keseimbangan ion dalam bakteri, mengganggu tekanan osmosis, dan membentuk senyawa hidrogen peroksida (H2O2) pada membran bakteri.