Titanium, Penyusun 15 Persen Berat Pesawat Boeing 787

Mineral Perovskite, Brookite, dan Titanium murni. Diadaptasi dari: buku Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia, hlm. 55.

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

Dalam tabel periodik, Titanium (Ti), adalah Logam Tanah pertama dalam golongan 4 dan memiliki nomor atom 22. Golongan 4 memiliki 4 unsur, dan 3 unsur setelah Titanium adalah Zirkonium (Zr), Hafnium (Hf), dan unsur radioaktif Rutherfordium (Rf).

Titanium dinamakan berdasarkan kata Titan, para dewa dalam mitologi Yunani. Titanium adalah logam keperakan, sekuat baja tetapi jauh lebih ringan, dan tidak terkorosi oleh air atau bahan kimia.

Pada 1791, ahli mineralogi amatir Inggris William Gregor menemukan pasir hitam di dekat sebuah sungai. Gregor melakukan analisis dan menemukan bahwa pasir itu mengandung besi oksida dan oksida logam lain yang tidak diketahui.

4 tahun kemudian, kimiawan Jerman Martin Klaproth secara independen menemukan oksida logam tak diketahui yang sama dalam mineral yang disebut Rutile, dan memutuskan untuk menyebut logam itu "Titanium." Baru pada 1910 logam tersebut diekstraksi dalam bentuk yang hampir murni, dan baru sejak 1950-an Titanium digunakan dalam jumlah besar.

Titanium adalah unsur ke-9 yang paling melimpah dalam kerak bumi, dan yang paling melimpah ke-4 dari semua logam.
Titanium umumnya ditemukan dalam batuan beku dan pasir hitam yang mengandung batuan beku tersebut.

Mineral Titanium yang paling umum dan banyak digunakan adalah Ilmenite,  besi(II) Titanium(IV) oksida (FeTiO3). Titanium diekstraksi dari Ilmenite dalam proses industri yang disebut proses Kroll, yang dinamakan menurut nama penciptanya, kimiawan Luksemburg William Kroll.

Ilmenite dipanaskan dengan kokas dan gas Klor, menghasilkan Titanium(IV) klorida (TiCl4), yang lalu direaksikan dengan logam Magnesium untuk menghilangkan atom Klor, menghasilkan Titanium murni.  

Karena titanium adalah logam reaktif, oksigen dari udara bereaksi dengan cepat dan lapisan tipis Titanium oksida terbentuk. Lapisan ini bertanggung jawab atas kurangnya reaktivitas logam dan ketahanannya terhadap erosi dan korosi.

Kelembaman, kekuatan, dan fleksibilitas logam Titanium membuatnya ideal untuk implan medis, seperti sendi pinggul buatan, pompa jantung buatan, dan kotak alat pacu jantung. Pada temperatur tinggi, reaktivitas sebenarnya dari Titanium di bawah lapisan oksida menjadi jelas.

Flek atau bubuk Titanium dalam kembang api menyala dengan kuat setelah kembang api dinyalakan, menghasilkan cahaya putih terang.

Logam Titanium memiliki rasio kekuatan terhadap berat tertinggi dari semua logam. Titanium sekuat baja tetapi kepadatan sekitar setengahnya.

Sekitar setengah dari semua logam Titanium yang diproduksi digunakan dalam industri kedirgantaraan, khususnya dalam paduan berkinerja tinggi yang digunakan untuk membuat badan pesawat dan komponen struktural lainnya, bilah turbin dan tabung.

Sekitar 15 persen dari berat sebuah pesawat Boeing 787 adalah Titanium, dan Titanium juga merupakan konstituen penting dari banyak satelit dan Stasiun Luar Angkasa Internasional.

Selain aplikasi industri dan ilmiah khusus, logam Titanium dan paduan Titanium juga digunakan dalam tongkat golf, perhiasan, raket tenis, tali jam tangan, dan velg mobil.

Lapisan tahan cuaca mengkilap dari Museum Guggenheim Bilbao, di Spanyol, juga terbuat dari paduan kaya Titanium. Bangunan ini dilapisi lebih dari 30.000 potongan Titanium setebal 0,5 milimeter.

Paduan Titanium dengan nikel tidak mengalami perubahan bentuk dan digunakan dalam untuk bidang medis dan industri, dan juga dalam bingkai kacamata.

Hanya sekitar 5 persen dari mineral Titanium yang ditambang setiap tahun digunakan untuk membuat logam Titanium. Hampir 95 persen sisanya digunakan untuk memproduksi senyawa Titanium yang paling penting, yaitu Titanium(IV) oksida (TiO2), yang juga disebut Titania.

Titanium dioksida, bubuk putih cerah ini memiliki banyak kegunaan, antara lain sebagai pigmen dalam cat, kosmetik, pasta gigi, tablet, dan makanan seperti saus dan keju, juga banyak plastik konsumen, yang tanpa Titania akan tampak abu-abu kusam.

Titanium dioksida menyerap sinar ultraviolet, sehingga merupakan bahan umum dalam tabir surya. Ketika menyerap sinar ultraviolet, Titanium dioksida menghasilkan ion hidroksida (OH-) yang bertindak sebagai radikal bebas, molekul reaktif yang bisa memecah minyak, bakteri, dan partikel kotoran organik lainnya.

Titanium dioksida digunakan pada permukaan yang bisa membersihkan sendiri, termasuk kaca jendela dan pelapis untuk dinding rumah sakit dan ubin lantai yang mengurangi tingkat infeksi dengan membunuh bakteri.

Titanium adalah logam kuat untuk membuat perisai yang sangat baik untuk pelindung tubuh.

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, 18 Juli 2021

Johan Japardi