Nikel – Konsep, penemuan, kegunaan dan sifat

Relevant Data:

• Unsur Kimia: Nikel adalah unsur logam transisi yang tergolong dalam kelompok 10 dan periode 4 dalam tabel periodik.
• Kekerasan dan Daya Tahan: Nikel memiliki sifat kekerasan dan daya tahan yang baik, sehingga sering digunakan dalam berbagai aplikasi industri.
• Kehadiran Alamiah: Nikel ditemukan dalam bijih nikel yang terdapat di berbagai wilayah di seluruh dunia.
• Kegunaan: Nikel digunakan dalam produksi baja tahan karat, baterai, katalis, perhiasan, dan berbagai produk elektronik.

Explanation:

Nikel adalah logam putih keperakan dengan kilau logam yang halus. Ia memiliki titik leleh yang tinggi, tahan terhadap korosi, dan memiliki konduktivitas termal dan listrik yang baik. Nikel juga memiliki kekerasan yang tinggi dan tahan terhadap aus, sehingga sangat cocok untuk digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan ketahanan mekanis yang baik.

Nikel memiliki berbagai kegunaan dalam industri. Salah satu penggunaan utamanya adalah dalam produksi baja tahan karat. Nikel meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan memberikan sifat tahan terhadap suhu tinggi pada baja. Selain itu, nikel juga digunakan dalam produksi baterai, katalis, perhiasan, dan berbagai produk elektronik seperti kawat listrik dan komponen semikonduktor.

Paparan jangka panjang terhadap nikel dalam bentuk debu atau uap dapat memiliki dampak negatif pada kesehatan manusia. Pekerja industri nikel dapat mengalami iritasi kulit, gangguan pernapasan, dan bahkan risiko terkena kanker paru-paru. Dalam lingkungan, limbah nikel yang tidak diolah dapat mencemari tanah dan air, mengganggu ekosistem dan keseimbangan ekologi.

Sumber Daya:

1. Cotton, F. A., & Wilkinson, G. (1999). Advanced Inorganic Chemistry. – Buku ini memberikan penjelasan mendalam tentang sifat-sifat nikel dan aplikasinya dalam industri.
2. “Nickel: Uses, Side Effects, Interactions, Dosage, and Warning” – Artikel ini memberikan informasi tentang penggunaan nikel dalam industri dan dampaknya terhadap kesehatan manusia.
3. “Nickel and Human Health” – Artikel ini menjelaskan dampak paparan nikel terhadap kesehatan manusia dan langkah-langkah yang dapat diambil untuk melindungi pekerja dan masyarakat.
4. “The Environmental Impact of Nickel” – Artikel ini membahas dampak lingkungan dari pertambangan dan pemrosesan nikel serta upaya untuk mengurangi dampaknya.
5. “Video: The Importance of Nickel” – Video ini memberikan gambaran tentang kegunaan nikel dalam berbagai industri dan dampaknya terhadap manusia dan lingkungan.

Nikel merupakan unsur logam dengan nomor atom 28.

Apa itu nikel?

Nikel adalah unsur kimia logam, terletak di golongan 10 Tabel Periodik dan diwakili oleh simbol Ni . Nomor atomnya adalah 28 dan merupakan bagian dari apa yang disebut “logam transisi”, seperti seng, kadmium, atau merkuri.

Selain tembaga, tembaga adalah salah satu logam yang paling dikenal dan digunakan oleh umat manusia sepanjang sejarahnya. Nikel memiliki lima isotop di alam, dan merupakan yang paling ringan ( ⁵⁸ Ni) dan juga paling melimpah (68%), dan delapan belas isotop radioaktif, dimana ⁵⁹ Ni adalah yang memiliki waktu paruh terpanjang (76.000 tahun).. Waktu paruh adalah waktu yang diperlukan setengah sampel inti radioaktif untuk meluruh.

Namanya berasal dari kata Jerman Kupfernickel (yang asal usulnya masih diperdebatkan), yang berarti “tembaga palsu”. Beberapa penjelasan mengaitkannya dengan julukan yang diberikan para penambang kepada iblis (“Nick tua” atau Nikolaus ), karena mereka berasumsi bahwa nikel, yang bentuknya mirip dengan tembaga, adalah bentuk penipuan bagi orang yang tamak.

Lihat juga: Tautan metalik

Karakteristik Nikel

Nikel adalah elemen kimia dengan simbol Ni dan nomor atom 28. Berikut adalah beberapa karakteristik utama nikel:

1. Sifat Fisik: Nikel adalah logam berwarna putih keperakan dengan kilau metalik. Ia keras, tahan korosi, dan memiliki titik lebur tinggi (1455°C).
2. Sifat Kimia: Nikel bersifat feromagnetik pada suhu kamar dan memiliki kemampuan untuk membentuk paduan dengan banyak logam lain.
3. Ketersediaan: Nikel ditemukan di kerak bumi dalam jumlah kecil, sering kali dalam bentuk senyawa seperti pentlandit dan garnierit.

Penemuan nikel

Nikel sudah dikenal umat manusia sejak abad ke-4 SM. C. Diketahui bahwa penemuannya bersamaan dengan penemuan tembaga, karena sering ditemukan dalam mineral yang melimpah dengan logam terakhir.

Misalnya, digunakan di Mesopotamia kuno (Suriah) di mana ditemukan perunggu yang memiliki kadar nikel lebih dari 2%. Banyak manuskrip Tiongkok kuno menunjukkan bahwa “tembaga putih” digunakan di Timur antara tahun 1700 dan 1400 SM. C. sebenarnya hanyalah nikel.

Pentingnya nikel

Nikel telah lama dibenci, dijuluki “tembaga palsu” dan dianggap sebagai logam yang tidak berguna atau bernilai rendah. Hari ini hal itu telah berubah. Meskipun bukan merupakan logam mulia, namun merupakan salah satu logam yang paling banyak diminati dalam industri pembuatan koin dan sebagai bahan paduan dengan besi, perak, dan logam lainnya.

Selain itu, penting untuk metabolisme mikroba, karena 87% hidrogenase, enzim yang didedikasikan untuk oksidasi hidrogen dalam mikroba, mengandung persentase nikel yang tinggi sebagai komponen aktif.

Memperoleh nikel

Nikel adalah logam paling melimpah kedua di Bumi (besi adalah yang pertama). Faktanya, inti planet kita memiliki kadar kedua logam yang sangat murni.

Hal ini biasa ditemukan di dalam meteorit tertentu, bercampur dengan besi dan membentuk mineral kamacite dan taenite. Selanjutnya dalam kombinasi dengan logam lain dapat ditemukan pada mineral garnierite, millerite, pentlandite, nickelin dan pyrrhotite.

Tambang nikel utama di dunia berlokasi di Kanada, Kuba dan Rusia, negara-negara yang memenuhi 70% permintaan dunia akan logam ini. Produsen penting lainnya adalah Bolivia, Kolombia, Kaledonia Baru, dan Republik Dominika.

Sifat nikel

Nikel memiliki warna putih kekuningan yang khas, dapat disalahartikan sebagai tembaga (seperti yang terjadi di masa lalu). Banyak dari sifat-sifatnya yang mirip dengan besi, logam yang memiliki kepadatan yang sangat besar, serta dengan osmium dan iridium.

Ini adalah konduktor listrik dan panas yang baik, bersifat feromagnetik pada suhu kamar. Karena sangat ulet dan mudah dibentuk, ia digulung, dipoles, dan ditempa dengan sangat mudah.

Keadaan oksidasinya yang biasa adalah +2, meskipun ia juga terlihat dalam keadaan lain (0, +1 dan +3), dan umumnya tahan terhadap korosi, tanpa mengalami apa yang disebut efek “galleo”. Pada saat yang sama, ia bersifat karsinogenik dan sangat beracun.

Kegunaan nikel

Nikel memiliki berbagai aplikasi di berbagai industri, termasuk:

1. Paduan Logam: Nikel digunakan untuk membuat paduan seperti baja tahan karat (stainless steel), yang sangat tahan terhadap korosi dan oksidasi. Paduan nikel juga digunakan dalam produk-produk yang membutuhkan kekuatan dan ketahanan panas, seperti turbin gas dan mesin jet.
2. Pelapisan: Nikel digunakan dalam pelapisan logam (nickel plating) untuk memberikan lapisan tahan korosi pada produk seperti peralatan dapur, koin, dan komponen elektronik.
3. Baterai: Nikel merupakan komponen penting dalam baterai isi ulang, seperti baterai nikel-kadmium (NiCd) dan nikel-logam hidrida (NiMH). Baterai ini digunakan dalam berbagai perangkat elektronik dan kendaraan listrik.
4. Katalis: Dalam industri kimia, nikel digunakan sebagai katalis dalam proses hidrogenasi dan berbagai reaksi kimia lainnya.
5. Koin: Beberapa negara menggunakan nikel dalam pembuatan koin karena ketahanannya terhadap aus dan korosi.

Nikel banyak digunakan dalam metalurgi, dalam paduan besi, perak dan logam lainnya, yang melindungi terhadap korosi. Dengan cara ini diperoleh baja tahan karat, antara lain superalloy, seperti tembaga-nikel (“monel”), nikel-titanium (“nitinol-55”), nikel-besi (“mu-metal”) dan alnico (aluminium- paduan), nikel-kobalt) dari mana magnet dibuat.

Nikel juga banyak digunakan dalam pembuatan koin, dan sangat umum sehingga di Amerika Serikat istilah nikel digunakan untuk merujuk pada koin terkecil dan bernilai terendah.

Emas juga digunakan dalam pembuatan jam tangan dan, dalam perhiasan, merupakan komponen yang disebut “emas putih”. Namun penggunaan pelapisan nikel tidak disarankan mengingat tingginya tingkat toksisitas logam. Ini adalah bagian dari pembuatan baterai isi ulang. Selain itu, ini adalah elemen katalis yang umum dalam berbagai reaksi kimia.

Alergi nikel

Nikel adalah logam beracun dan karsinogenik, terutama uapnya dan nikel sulfatnya, serta nikel karbonil (Ni(CO) ₄ ), gas yang umum namun sangat beracun. Demikian pula, banyak orang yang sensitif terhadap nikel murni, dapat menunjukkan alergi jika bersentuhan.

Oleh karena itu, kadar logam yang terdapat pada benda yang bersentuhan dengan kulit manusia biasanya diatur secara nasional dan internasional. 0,05 mg/cm ^{3 dianggap sebagai} tingkat maksimum nikel yang dapat dipaparkan seseorang selama delapan jam sehari dan empat puluh jam seminggu tanpa menimbulkan risiko serius terhadap kesehatannya.

Dampak Penambangan Nikel terhadap Lingkungan

Meskipun nikel memiliki banyak kegunaan, penambangannya dapat memiliki dampak negatif terhadap lingkungan. Beberapa dampak tersebut antara lain:

1. Kerusakan Habitat: Penambangan nikel sering kali melibatkan pembukaan lahan besar, yang dapat menghancurkan habitat alami dan mengancam keanekaragaman hayati.
2. Polusi Air: Limbah dari penambangan nikel dapat mencemari sumber air dengan logam berat dan bahan kimia berbahaya, yang dapat merusak ekosistem air dan mengancam kesehatan manusia.
3. Polusi Udara: Proses ekstraksi dan pemurnian nikel dapat menghasilkan emisi gas beracun seperti sulfur dioksida, yang dapat menyebabkan masalah kesehatan dan kerusakan lingkungan.
4. Erosi Tanah: Aktivitas penambangan dapat menyebabkan erosi tanah, yang mengakibatkan hilangnya lapisan tanah subur dan degradasi lahan.

Upaya Mitigasi Dampak Lingkungan

Beberapa langkah dapat diambil untuk mengurangi dampak negatif penambangan nikel terhadap lingkungan:

1. Reklamasi Lahan: Setelah penambangan selesai, lahan dapat direklamasi dan dipulihkan kembali untuk mengurangi kerusakan lingkungan.
2. Pengelolaan Limbah: Mengimplementasikan sistem pengelolaan limbah yang efektif untuk mencegah pencemaran air dan tanah.
3. Penggunaan Teknologi Ramah Lingkungan: Mengadopsi teknologi penambangan dan pemurnian yang lebih ramah lingkungan untuk mengurangi emisi dan limbah berbahaya.
4. Pemantauan dan Regulasi: Pemerintah dan organisasi lingkungan perlu melakukan pemantauan ketat dan menerapkan regulasi yang ketat untuk memastikan praktik penambangan yang berkelanjutan.

Referensi

1. Greenwood, N. N., & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements. Butterworth-Heinemann.
2. Toth, L. E. (1971). Transition Metal Carbides and Nitrides. Academic Press.
3. Habashi, F. (1997). Handbook of Extractive Metallurgy. Wiley-VCH.
4. Järup, L. (2003). “Hazards of heavy metal contamination.” British Medical Bulletin 68: 167–182.

• “Nikel” di Wikipedia.
• “Nikel” di LennTech.
• “Níquel” (video) di Aula24 Ciencias.
• “Nikel” di Enciclopedia.us.
• “Nikel (Unsur kimia)” dalam The Encyclopaedia Britannica.

Nikel adalah logam yang sangat berharga dengan berbagai aplikasi industri. Namun, penting untuk mengelola penambangan dan pemanfaatannya dengan hati-hati untuk meminimalkan dampak negatif terhadap lingkungan dan memastikan keberlanjutan sumber daya alam.

Pertanyaan Umum: Nikel

P1: Apa itu nikel?

Nikel adalah logam transisi yang memiliki nomor atom 28 dalam tabel periodik. Logam ini memiliki warna putih keperakan dan memiliki sifat yang tahan terhadap korosi dan oksidasi. Nikel memiliki berbagai kegunaan dalam industri, termasuk pembuatan logam paduan, baterai, dan peralatan rumah tangga.

P2: Bagaimana nikel ditemukan di alam?

Nikel ditemukan di alam dalam bentuk bijih nikel. Bijih nikel umumnya terdapat dalam batuan beku seperti peridotit dan dunite. Proses geologi yang kompleks seperti intrusi magma dan pelapukan batuan membantu dalam pembentukan deposit bijih nikel.

P3: Apa kegunaan utama nikel?

Nikel memiliki berbagai kegunaan dalam industri, antara lain:

• Pembuatan logam paduan: Nikel digunakan dalam pembuatan logam paduan seperti stainless steel, yang digunakan dalam konstruksi, peralatan dapur, dan industri kimia.
• Baterai: Nikel digunakan dalam baterai nikel-kadmium (NiCd) dan baterai nikel-metal hidrida (NiMH).
• Elektrokatalisis: Nikel digunakan sebagai katalis dalam berbagai reaksi kimia, termasuk dalam produksi amonia dan hidrogen.
• Peralatan rumah tangga: Nikel digunakan dalam pembuatan peralatan rumah tangga seperti panci, sendok, dan cermin.
• Koin: Beberapa koin masih mengandung nikel dalam komposisinya.

P4: Apa efek samping penggunaan nikel?

Penggunaan nikel dalam beberapa produk dapat menyebabkan reaksi alergi pada beberapa orang. Kontak kulit yang berkepanjangan dengan nikel dapat menyebabkan dermatitis kontak, yaitu peradangan kulit yang menyebabkan gatal-gatal, kemerahan, dan pembengkakan. Oleh karena itu, penting untuk menghindari kontak langsung dengan nikel jika Anda memiliki kepekaan atau alergi terhadap logam ini.

Pertanyaan Terkait: Nikel

Q1: Apa perbedaan antara nikel murni dan paduan nikel?

A: Nikel murni adalah nikel yang terdiri dari logam tunggal tanpa campuran bahan lainnya. Sementara itu, paduan nikel adalah kombinasi nikel dengan satu atau lebih logam lainnya. Paduan nikel sering digunakan untuk meningkatkan sifat-sifat tertentu seperti ketahanan terhadap korosi, kekuatan, dan ketahanan terhadap suhu tinggi.

Q2: Bagaimana proses ekstraksi nikel dari bijih?

A: Proses ekstraksi nikel dari bijih melibatkan beberapa tahap. Tahap pertama adalah penghancuran bijih dan pengolahan awal untuk memisahkan nikel dari material lainnya. Kemudian, bijih yang sudah diolah akan dipanaskan dalam tungku dengan bantuan kokas dan batu kapur. Proses ini disebut peleburan, di mana nikel akan meleleh dan dipisahkan dari material lainnya. Selanjutnya, nikel cair ini akan dimurnikan dan diolah lebih lanjut untuk digunakan dalam berbagai aplikasi.

Q3: Apakah nikel dapat didaur ulang?

A: Ya, nikel dapat didaur ulang. Proses daur ulang nikel melibatkan pemisahan dan pemurnian nikel dari produk bekas yang mengandung logam ini. Nikel yang didaur ulang dapat digunakan kembali dalam produksi logam paduan atau baterai, membantu mengurangi penggunaan sumber daya alam dan limbah.

Q4: Apa dampak penambangan nikel terhadap lingkungan?

A: Penambangan nikel dapat memiliki dampak negatif terhadap lingkungan. Proses penambangan dapat menyebabkan kerusakan hutan dan lahan, pencemaran air dan udara, serta mengganggu kehidupan hewan dantumbuhan di sekitar lokasi penambangan. Limbah dari proses penambangan nikel juga dapat mengandung zat berbahaya yang dapat mencemari tanah dan air. Oleh karena itu, penting untuk menerapkan praktik penambangan yang bertanggung jawab dan melibatkan upaya perlindungan lingkungan.

FAQs Tambahan: Nikel

Q1: Apa kandungan nikel dalam bijih nikel?

A: Kandungan nikel dalam bijih nikel dapat bervariasi tergantung pada depositnya. Secara umum, bijih nikel dapat mengandung antara 1 hingga 3 persen nikel.

Q2: Apa yang dimaksud dengan stainless steel nikel?

A: Stainless steel nikel adalah jenis stainless steel yang mengandung kandungan nikel yang tinggi. Biasanya, stainless steel nikel memiliki kandungan nikel sekitar 8 hingga 10,5 persen. Kandungan nikel yang tinggi memberikan stainless steel ketahanan terhadap korosi dan oksidasi yang baik.

Q3: Apa perbedaan antara logam nikel dan kromium?

A: Meskipun nikel dan kromium adalah dua logam yang sering digunakan bersama dalam pembuatan stainless steel, mereka memiliki perbedaan. Nikel memiliki warna putih keperakan dan memberikan ketahanan terhadap korosi, sedangkan kromium memberikan sifat tahan terhadap oksidasi dan memberikan kilau yang khas pada stainless steel.

Q4: Apa yang dimaksud dengan nikel alergi?

A: Nikel alergi adalah kondisi di mana seseorang mengembangkan reaksi alergi terhadap nikel. Kontak kulit yang berkepanjangan dengan nikel pada perhiasan, peralatan dapur, atau produk lain yang mengandung nikel dapat menyebabkan dermatitis kontak, yaitu peradangan kulit yang menyebabkan gatal-gatal, kemerahan, dan pembengkakan. Orang-orang dengan kepekaan terhadap nikel perlu menghindari kontak langsung dengan logam ini.

Q5: Apa pengaruh nikel dalam baterai?

A: Nikel digunakan dalam pembuatan baterai nikel-kadmium (NiCd) dan baterai nikel-metal hidrida (NiMH). Nikel dalam baterai berperan dalam menghasilkan reaksi kimia yang menghasilkan arus listrik. Baterai nikel-kadmium telah digunakan dalam aplikasi seperti peralatan elektronik portabel, sementara baterai nikel-metal hidrida digunakan dalam mobil listrik dan peralatan rumah tangga.

Dengan memahami lebih lanjut tentang nikel, kita dapat menghargai kegunaan dan dampaknya dalam kehidupan sehari-hari. Penting untuk mempertimbangkan efek penggunaan nikel terhadap lingkungan dan kesehatan, serta melibatkan praktik penambangan dan daur ulang yang bertanggung jawab.