7 BAB II Tinjauan Pustaka Pada Bab II ini disajikan tinjauan pustaka yang berkaitan dengan topik penelitian. Tinjauan pustaka ini akan membahas secara berurutan mengenai timah, timah tetraklorida (SnCl 4), timah dioksida (SnO2), proses sintesis partikel SnO2, dan karakterisasi dan aplikasi partikel SnO 2. II.1 Timah Timah merupakan salah satu unsur logam dengan nama latin Stannum. Logam timah diberi simbol Sn dengan nomor atom 50. Logam timah mempunyai warna perak, mudah ditempa, dan sulit teroksidasi di udara sehingga tahan terhadap korosi. Sifat-sifat dari logam timah baik sifak fisik maupun kimia adalah sebagai berikut: Sifat fisik x Titik lebur : 232 o C x Kelarutan : tidak larut dalam air namun larut dalam larutan asam dan larutan basa x Titik didih : 2602 o C x Struktur kristal : tetragonal x Konduktifitas thermal : 66,8 W/mK Sifat kimia Nomor atom : 50 Massa atom relatif (Ar) : 118,71 gram/mol Bilangan oksidasi utama : +2, +4 (lebih stabil) Sumber primer timah diperoleh dari proses ekstraksi mineral kasiterit dengan formula kimia SnO 2 (Zhao, 1994). Endapan timah pada umumnya dibagi menjadi 2 jenis yaitu endapan timah primer dan endapan timah sekunder (Lehmann, 2020). 8 Endapan timah primer merupakan endapan bijih timah yang masih berada pada batuan pembawa timah atau batuan tempat bijih timah terbentuk, sedangkan Endapan timah sekunder merupakan endapan timah yang sudah terlepas dari batuan pembawanya, kemudian tertransportasi dan terendapkan di suatu tempat tertentu. Proses pembentukan endapan sekunder dimulai dari batuan beku yang mengandung timah mengalami pelapukan dan erosi dalam jangka waktu yang lama. Batuan yang lapuk tersebut kemudian terurai dan butiran-butiran timah yang terlepas dari batuan induknya akan terbawa oleh air atau angin menuju tempat-tempat yang rendah. Penambangan bijih timah di Indonesia pada umumnya berasal dari endapan aluvial timah, yang juga dikenal sebagai endapan timah sekunder atau endapan timah placer. Endapan timah di Indonesia tersebar di sepanjang kepulauan Riau hingga Bangka Belitung. Selama ini, PT Timah telah mengolah bijih timah dari endapan timah sekunder, baik di daratan maupun lepas pantai. Bijih timah aluvial tersebut dilakukan serangkaian proses konsentrasi yang meliputi konsentrasi gravitasi, pemisahan secara magnetik dan pemisahan secara elektrostatik untuk menghasilkan konsentrat timah dengan kadar Sn sekitar 70%. Setelah konsentrat timah dengan kadar Sn sekitar 70% diperoleh, konsentrat tersebut dikirim ke pabrik peleburan yang meleburnya menjadi logam timah wantah dengan menghilangkan oksigen dari mineral tersebut, dengan menambahkan reduktor berupa kokas atau antrasit. Logam-logam pengotor yang tidak diinginkan dihilangkan dalam terak selama proses ini. Logam pengotor yang masih tersisa akan dipisahkan dalam tahap pemurnian baik melalui pirorefining maupun electrolytic refining. Produk logam timah dengan kemurnian tinggi kemudian dicetak menjadi ingot untuk dijual. Timah banyak digunakan karena sifat-sifatnya yang sesuai untuk aplikasi tertentu. Adapun sifat dan karakterisasi fisik dari timah yaitu: 1. Tahan korosi. Timah membentuk lapisan oksida yang stabil pada permukaannya sehingga tahan terhadap korosi, hal ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar pembuatan logam tahan karat. 9 2. Tidak beracun sehingga dapat digunakan pada wadah makanan dan minuman. 3. Titik leleh rendah sehingga dapat digunakan sebagai solder. 4. Mempunyai daya hantar listrik dan panas yang baik sehingga dapat digunakan pada rangkaian dan perangkat elektronik. 5. Paduan yang baik sehingga kerap direaksikan dengan logam lain seperti timbal (perunggu) dan timbal (solder) (Prayitno, 2018). II.2. Timah Klorida Timah dibagi menjadi 2 berdasarkan muatannya, yaitu Sn 2+ dan Sn 4+ . Sn 4+ lebih stabil jika dibandingkan dengan Sn 2+ karena pada tingkat oksidasi 4 + timah menggunakan semua elektron valensinya pada sub kulit s dan p, sedangkan pada tingkat oksidasi 2+, hanya menggunakan elektron valensi pada sub kulit p (Cotton dan Wilkinson, 2007 ). Terdapat berbagai jenis produk turunan dari timah, mulai dari serbuk timah (tin powder), stannous sulfate (SnSO 4), timah (II) oksida, timah (II) flourida, timah bromida, hingga timah (IV) klorida (SnCl 4). Terdapat beberapa bentuk hidrat dari SnCl 4, seperti dihdrat (2), trihidrat (3), tetrahidrat (4) pentahidrat (5) dan oktahidrat (8) (Henning, 2014). SnCl 4 hidrat merupakan senyawa yang dihasilkan dari reaksi antara SnCl 4 dan air, Pada umumnya produk dari senyawa ini berbentuk padatan (Pitaloka, 2023). Molekul air yang terkandung dalam senyawa ini saling berikatan melalui ikatan hidrogen sehingga SnCl 4 lebih stabil (Anthony, 2004). SnCl 4 merupakan prekursor dari berbagai bahan kimia turunan dari Sn, dimana SnCl 4 adalah prekursor yang sangat sulit ditangani karena berbau tajam dan sangat mudah menguap (Pitaloka, 2023). Cairan SnCl 4 ini merupakan cairan bening yang merupakan pelarut yang baik untuk fosfor, sulfur dan iodin. Perkembangan penelitian mengenai penggunaan SnCl 4 telah berkembang pada sintesis 10 nanopartikel untuk berbagai jenis produk turunan Sn, diantaranya SnS dan SnO 2 (Randi, 2020). Sampel yang digunakan pada penelitian ini yaitu SnCl 4 dengan ciri bau khas yang menyengat. Sampel SnCl 4 yang digunakan merupakan produk turunan dari timah murni, dimana cairan SnCl 4 merupakan produk reaksi ingot timah murni dengan gas klorin (Cl 2) seperti diilustrasikan pada Gambar II.1 menggunakan senyawa klorin. Gambar II.1 Ilustrasi proses produksi SnCl4 dengan mereaksikan ingot timah murni dan gas klorin (PT Timah Industri, 2020) Dalam proses pemurnian timah yang dilakukan oleh PT Timah Industri di Cilegon, bahan baku utama yang digunakan merupakan ingot timah dengan kadar 99,99% Sn yang diproduksi di peleburan dan pemurnian PT Timah Tbk di Muntok, Pulau Bangka. Ingot timah tersebut di reaksikan dengan gas klorin untuk menghasilkan SnCl 4 dengan kadar 45% Sn, kemudian hasilnya direaksikan kembali dengan gas methyle chloride (MeCl) sehingga menghasilkan dimethyltin chloride dengan kadar 26% Sn. Setelah itu, dimethyltin chloride direaksikan kembali dengan ethylhexyl thio-glycolate (EHTG) untuk menghasilkan tin mercaptide yang selanjutnya direaksikan dengan PVC resin untuk menghasilkan produk-produk akhir yang dipasarkan ke industri PVC. Ilustrasi produksi tin chemical di PT. Timah Industri Cilegon ditunjukkan pada Gambar II.2 (PT Timah Industri, 2020). 11 Gambar II.2 Ilustrasi produksi tin chemical di PT. Timah Industri Cilegon (PT. Timah Industri, 2020) II.