Aluminium, Logam yang Kuat tapi Ringan

Dalam tabel periodik, Aluminium termasuk golongan 13 dan bernomor atom 13 juga (mudah diingat). Sebagai unsur paling melimpah ke-3, dan logam paling melimpah dalam kerak bumi, Aluminium memiliki banyak sekali kegunaan.

Tabel periodik unsur-unsur kimia, diadaptasi dari buku: Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia.

Nama "Aluminium" berasal dari Alum (tawas), mineral yang mengandung senyawa Kalium Aluminium Sulfat (K2Al2(SO4)).

Pada 1787, kimiawan Prancis Antoine Lavoisier menyadari bahwa komponen tawas, yang dikenal sebagai "Alumina", mengandung logam yang tidak diketahui. Pada 1808, Humphry Davy menyarankan agar unsur baru itu disebut "Alumium", tetapi ini dengan cepat berubah menjadi Aluminum dan kemudian Aluminium. (Kedua versi, "-um" dan "-ium," sama-sama digunakan sampai sekarang.)
Kimiawan Jerman Friedrich Wohler menyiapkan sampel Aluminium yang cukup murni pada 1827.

Aluminium dalam batuan bumi hampir 2 kali lebih banyak dari besi. Namun, pemurnian aluminium membutuhkan banyak energi. Namun, setelah dimurnikan, Aluminium bisa didaur ulang berkali-kali, sampai suatu hari bilah mesin ini mungkin berubah menjadi kaleng minuman bersoda.

Meskipun Aluminium adalah logam yang paling umum dalam batuan bumi, namun para ilmuwan belum menemukannya sampai awal 1800-an. Bahkan kemudian, butuh waktu 80 tahun lagi bagi para ilmuwan untuk memikirkan bagaimana menggunakan bijih Bauksit (Bauxite) untuk mengekstraksi Aluminium murni dalam jumlah besar.

Mineral Aluminium dan Aluminium murni. Sumber: buku Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia, hlm. 132.

Aluminium juga bisa ditemukan dalam mineral lain, misalnya Variscite. Saat ini, Aluminium sering didaur ulang karena proses produksinya membutuhkan energi 15 kali lebih banyak. Aluminium membuat foil yang kuat dan mengkilap ketika digulung rata, dan berguna sebagai wadah untuk menyimpan makanan.

Paduan Aluminium yang keras digunakan untuk memproduksi bagian dari beberapa pesawat, termasuk Boeing 737. Bilah melengkung dari mesin jet (lihat foto judul) dibentuk dengan sangat presisi untuk menangkap udara, dan juga cukup kuat untuk tetap kaku saat bekerja pada temperatur tinggi. Ada beberapa logam keras yang memenuhi persyaratan ini, tetapi sebagian besar sangat padat, membuatnya terlalu berat untuk mesin yang menggerakkan pesawat terbang ke udara.

Itu menyisakan pilihan sebuah logam untuk pekerjaan tersebut, yaitu Aluminium. Aluminiumlah yang memungkinkan perjalanan udara jarak jauh dan berkecepatan tinggi. Mudah dibentuk, beratnya hanya seperempat berat baja, dan tidak pernah berkarat.

Jadi, Aluminium merupakan logam yang paling banyak digunakan setelah besi, karena sangat ringan dibandingkan dengan baja paduan besi dan memiliki kekuatan yang hampir sama.

Baja memang lebih kuat, tapi pesawat yang terbuat dari baja akan terlalu berat untuk terbang. Sebagai gantinya, Aluminium dicampur dengan Titanium dan baja untuk menghasilkan paduan yang keras namun ringan, yang digunakan dalam mesin dan badan pesawat jet.

Setelan pelindung kebakaran terbuat dari foil yang bisa memantulkan panas ini.

Aluminium ringan dan kuat, dan digunakan sebagai logam struktural pada bangunan dan kendaraan. Kubah yang terbuat dari Aluminium, misalnya yang ada di Teater Esplanade di Singapura, bisa jauh lebih besar ketimbang kubah berbahan baja, yang bisa runtuh karena beratnya sendiri.

Aluminium juga merupakan konduktor listrik yang baik dan digunakan dalam kabel overhead.

Ketika terkena udara, Aluminium murni cepat bereaksi dengan Oksigen, membentuk lapisan tipis Aluminium (III) oksida (Al2O3), yang mencegah reaksi lebih lanjut. Jadi, meskipun Aluminium adalah unsur yang reaktif, logam ini tahan terhadap korosi.

Komponen struktural yang terbuat dari Aluminium biasanya dicetak, tetapi bisa juga digulung menjadi foil, ditarik menjadi kabel atau dibuat menjadi serbuk.

Serbuk Aluminium digunakan dalam flash powder teater dan dalam pembuatan kembang api. Serbuk ini juga digunakan dalam pembuatan cermin kaca, melalui pemanasan dalam ruang hampa untuk membuat uap Aluminium, yang terdeposit sebagai lapisan yang tipis dan rata pada kaca.

Aluminium adalah konduktor listrik yang baik dan karena relatif murah dan ringan, sebagian besar kabel transmisi daya di atas dan di bawah tanah terbuat dari Aluminium.

Beberapa senyawa Aluminium juga digunakan dalam jumlah besar, terutama Aluminium (III) oksida, yang digunakan sebagai katalis dan abrasif. Aluminium (III) hidroksida (Al(OH)3) digunakan sebagai antasida untuk meredakan gangguan pencernaan, dan Aluminium klorohidrat (Al2Cl(OH)5) adalah bahan aktif paling umum dalam antiperspiran (antikeringat). Senyawa lain, Aluminium (III) sulfat (Al2(SO4)3) digunakan sebagai bagian dari proses pemurnian air dan pengolahan air limbah. Sebagian besar senyawa Aluminium ini diperoleh atau dibuat dari Bauksit.

Meskipun ahli metalurgi mengakui potensi besar Aluminium, selama bertahun-tahun tidak ada cara untuk mengekstrak aluminium dengan murah. Akibatnya Aluminium pernah lebih berharga daripada emas dan perak.

Pada tahun 1886, inventor Prancis Paul Heroult and kimiawan Amerika Charles Martin Hall secara independen merancang metode yang sama untuk mengekstraksi Aluminium dari Aluminium oksida dengan menggunakan arus listrik. Harga Aluminium pun lalu anjlok, dan Aluminium dengan cepat tersedia secara meluas berkat metode Hall-Heroult yang masih menjadi dasar produksi Aluminium sampai sekarang.

Saat ini, sekitar 50 juta ton logam Aluminium diproduksi setiap tahun (seperempatnya didaur ulang), ini hampir 3 kali lipat produksi tembaga dan kedua setelah besi.

Kepustakaan:
1. How It Works - Book of the Elements, ed. 5, Imagine Publishing Ltd., United Kingdom, 2016.
2. Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia, Dorling Kindersley Limited (Penguin Random House), Great Britain, 2017.
3. Diary Johan Japardi.
4. Berbagai sumber daring.

Jonggol, 28 Juni 2021

Johan Japardi