Nikel (Ni)

Nikel adalah logam dengan warna putih keperakan yang memiliki sifat keras dan lentur. Logam ini memiliki densitas sekitar 8,9 g/cm³, menjadikannya lebih berat dibandingkan titanium. Nikel memiliki titik leleh tinggi, yaitu sekitar 1.455°C, sehingga dapat bertahan pada suhu tinggi. Selain itu, nikel sangat tahan terhadap korosi dan oksidasi, terutama karena kemampuannya membentuk lapisan pelindung di permukaannya, menjadikannya sangat berharga dalam lingkungan yang keras, seperti industri kimia dan kelautan.

Nikel relatif stabil di banyak kondisi, meskipun dapat bereaksi dengan asam kuat. Dalam bentuk murni atau paduan, nikel sering digunakan dalam pembuatan baja tahan karat, baterai, dan pelapisan logam karena sifat mekanisnya yang sangat baik dan ketahanannya terhadap karat.

Nikel adalah unsur yang cukup melimpah di kerak bumi, dengan kelimpahan sekitar 0,008%. Unsur ini sering ditemukan dalam mineral seperti pentlandit (Fe,Ni)₉S₈, garnierit ((Ni,Mg)₃Si₂O₅(OH)₄), dan limonit (Fe,Ni)O(OH)·nH₂O.

Nomor Atom: 28
Nomor Massa: 58,69 amu
Konfigurasi Elektron: [Ar] 3d⁸ 4s²
Golongan: 8B
Periode: 4

Kelimpahan dan Keberadaan Nikel di Alam

1. Kelimpahan di Alam

Di Kerak Bumi:
Nikel adalah elemen yang relatif melimpah, dengan konsentrasi sekitar 0,008% dari massa kerak bumi (80 ppm). Meski kelimpahannya tidak sebesar elemen lain seperti besi atau aluminium, nikel tetap dianggap melimpah karena keterdapatannya dalam berbagai mineral.
Di Inti Bumi:
Nikel adalah salah satu komponen utama inti bumi, yang terdiri dari paduan besi-nikel. Diperkirakan bahwa inti bumi mengandung lebih dari 5% nikel, menjadikannya salah satu elemen yang dominan di bagian dalam planet.
Di Atmosfer dan Hidrosfer:
Konsentrasi nikel dalam air laut sangat rendah, sekitar 0,000001% (1 ppb). Di atmosfer, nikel jarang ditemukan dalam bentuk bebas tetapi dapat hadir sebagai partikel debu atau aerosol dari aktivitas vulkanik dan manusia.

2. Keberadaan dalam Mineral
Nikel biasanya ditemukan dalam bentuk senyawa di berbagai mineral, bukan sebagai logam murni. Berikut adalah beberapa mineral utama penghasil nikel:

Pentlandit (Fe,Ni)₉S₈:
Mineral sulfida utama yang mengandung nikel. Sumber utama produksi nikel di dunia.
Garnierit ((Ni,Mg)₃Si₂O₅(OH)₄):
Mineral silikat yang kaya nikel, biasanya ditemukan di deposit laterit.
Limonit (Fe,Ni)O(OH)·nH₂O:
Mineral oksida-hidroksida yang sering mengandung nikel di deposit laterit.
Niccolite (NiAs):
Mineral arsenik nikel yang pertama kali ditemukan dan dipelajari oleh Axel Fredrik Cronstedt.

3. Deposit Utama di Dunia
Nikel tersebar di berbagai wilayah di dunia, tetapi sebagian besar produksinya berasal dari lokasi dengan deposit besar.

Kanada (Sudbury Basin):
Salah satu deposit nikel terbesar dan tertua di dunia. Bijih nikel di sini berasal dari aktivitas meteorit kuno.
Rusia (Norilsk-Talnakh):
Salah satu penghasil nikel terbesar di dunia, terkenal dengan deposit sulfida nikel-kobalt.

Indonesia:
Negara dengan cadangan nikel terbesar, terutama di wilayah Sulawesi dan Maluku. Nikel Indonesia sebagian besar berasal dari deposit laterit.
Australia (Greenvale dan Mount Keith):
Menyediakan sebagian besar nikel dari deposit sulfida dan laterit.
Filipina:
Penghasil nikel besar lainnya, terutama dari bijih laterit.

4. Bentuk Keberadaan Nikel di Alam

Sebagai Paduan Alami:
Nikel kadang ditemukan sebagai paduan alami dengan besi dalam meteorit. Banyak meteorit logam yang jatuh ke bumi mengandung 5-20% nikel, memberikan bukti keterlibatannya dalam pembentukan planet.
Sebagai Senyawa:
Nikel lebih umum ditemukan sebagai senyawa oksida, sulfida, dan silikat daripada dalam bentuk murni.

5. Peran dalam Ekosistem
Nikel juga memiliki peran biologis kecil tetapi penting:

Tumbuhan: Beberapa tanaman, seperti jenis tertentu dari genus Alyssum, dikenal sebagai hiperakumulator nikel, menyerap nikel dalam jumlah besar dari tanah.
Mikroorganisme: Nikel adalah kofaktor untuk beberapa enzim bakteri, seperti urease, yang berperan dalam metabolisme nitrogen.

Dengan kelimpahannya di kerak bumi dan aplikasinya yang luas, nikel menjadi salah satu logam strategis untuk teknologi modern dan energi terbarukan.

Sifat Kimia dan Fisika

Sifat Fisika:
- Warna: Putih keperakan.
- Kepadatan: 8,9 g/cm³.
- Titik Leleh: 1.455°C.
- Titik Didih: 2.913°C.
- Kekerasan: Relatif keras, tetapi lentur.
- Konduktivitas: Konduktor yang baik untuk listrik dan panas.
Sifat Kimia:
- Reaktivitas: Relatif stabil di udara karena membentuk lapisan oksida pelindung (passivasi).
- Reaksi dengan Asam: Larut dalam asam kuat seperti asam klorida (HCl) dan asam sulfat (H₂SO₄).
- Paduan: Membentuk paduan dengan berbagai logam, meningkatkan kekuatan dan ketahanan korosi.
- Magnetisme: Bersifat feromagnetik pada suhu ruang.

Sejarah Nikel: Dari Penemuan hingga Pemanfaatan Modern

1. Awal Penemuan (Abad ke-18):
Nikel pertama kali dikenal sebagai elemen pada tahun 1751 oleh Axel Fredrik Cronstedt, seorang ahli kimia dan mineralogi asal Swedia. Saat itu, Cronstedt sedang meneliti mineral merah muda yang dikenal sebagai niccolite (NiAs). Para penambang awal menyebut mineral ini kupfernickel (bahasa Jerman untuk "tembaga setan"), karena tampak seperti bijih tembaga, tetapi tidak menghasilkan logam tembaga yang diharapkan. Cronstedt berhasil memisahkan nikel dari arsenik, menunjukkan bahwa itu adalah elemen baru yang sebelumnya tidak diketahui.

2. Penggunaan Awal (Abad ke-19):
Pada abad ke-19, nikel mulai digunakan secara luas setelah manfaatnya sebagai bahan paduan ditemukan. Nikel digunakan untuk membuat logam yang lebih keras dan tahan karat. Salah satu penggunaan awal yang signifikan adalah sebagai bahan campuran untuk pembuatan koin di berbagai negara karena sifatnya yang tahan terhadap aus dan korosi.

Pada tahun 1857, Jerman menjadi negara pertama yang memproduksi koin dengan kandungan nikel.
Selanjutnya, penggunaan nikel dalam industri berkembang pesat dengan munculnya baja tahan karat pada awal abad ke-20.

3. Revolusi Industri (Abad ke-19 dan Awal Abad ke-20):
Nikel menjadi semakin penting selama Revolusi Industri, terutama di Eropa dan Amerika Utara. Perkembangan teknologi pengolahan logam memudahkan pemurnian dan pencampuran nikel dengan logam lain.

Ludwig Mond (1852–1936), seorang ahli kimia Inggris kelahiran Jerman, memainkan peran penting dalam pengembangan proses pemurnian nikel. Ia menciptakan Proses Mond pada tahun 1890-an, di mana karbonil nikel (Ni(CO)₄) digunakan untuk memurnikan nikel hingga tingkat kemurnian yang sangat tinggi. Proses ini masih digunakan hingga sekarang.

4. Perang Dunia I dan II:
Selama Perang Dunia I dan II, nikel menjadi logam strategis karena penggunaannya dalam pembuatan senjata, baju besi, dan paduan tahan panas untuk mesin pesawat terbang. Permintaan nikel meningkat tajam, dan negara-negara seperti Kanada dan Rusia menjadi produsen utama.

5. Era Modern (Abad ke-20 hingga Sekarang):
Pada abad ke-20, nikel semakin penting dalam berbagai aplikasi teknologi:

1920-an: Pengenalan baja tahan karat (stainless steel) yang mengandung nikel sebagai komponen utama.
1960-an hingga 1980-an: Nikel digunakan dalam pelapisan logam untuk keperluan dekoratif dan pelindung.
Era Baterai Isi Ulang (Abad ke-21): Nikel menjadi komponen utama dalam baterai, termasuk baterai nikel-kadmium (NiCd), nikel-metal hidrida (NiMH), dan baterai lithium-nikel-kobalt-aluminium oksida (NCA) yang digunakan dalam kendaraan listrik.

Cara Pembuatan, Ciri-Ciri & Kegunaan Nikel

Pembuatan

Ekstraksi dari Mineral:

Nikel biasanya diperoleh dari pentlandit, garnierit, dan limonit melalui penambangan.

Proses Pirometalurgi:

Bijih nikel dipanaskan dalam tanur tinggi untuk menghasilkan matte nikel, yang kemudian dimurnikan.

Proses Hidrometalurgi:

Larutan asam digunakan untuk melarutkan bijih nikel, kemudian dilakukan elektrolisis untuk memurnikannya.

Ciri-Ciri Nikel

Logam berwarna putih keperakan dengan permukaan mengilap.
Tidak mudah berkarat karena membentuk lapisan oksida pelindung.
Dapat ditempa, diregangkan, dan dibentuk menjadi berbagai bentuk.
Bersifat magnetik pada suhu ruang.

Kegunaan Nikel

Baja Tahan Karat:

Nikel adalah komponen utama dalam baja tahan karat, memberikan ketahanan terhadap korosi dan kekuatan mekanis.

Paduan Logam:

Digunakan dalam pembuatan paduan super seperti Inconel dan Monel yang digunakan di industri kedirgantaraan, kimia, dan pembangkit listrik.

Koin:

Banyak digunakan dalam pembuatan koin karena ketahanan terhadap aus dan korosi.

Baterai:

Komponen penting dalam baterai isi ulang, seperti baterai nikel-kadmium (NiCd) dan nikel-metal hidrida (NiMH).

Pelapisan Logam:

Digunakan dalam pelapisan nikel untuk melindungi logam dari karat.

Dampak dan Signifikansi Penemuan Nikel

Ekonomi: Nikel memainkan peran penting dalam industri manufaktur, terutama baja tahan karat dan baterai.

Lingkungan: Penambangan dan pengolahan nikel dapat menyebabkan kerusakan lingkungan, seperti deforestasi dan pencemaran air akibat limbah tambang.

Kesehatan: Dalam bentuk tertentu, seperti senyawa nikel, dapat menyebabkan alergi kulit (dermatitis) atau toksisitas serta dapat menyebabkan masalah pernapasan dan alergi pada beberapa individu. jika terpapar dalam jumlah besar.

Penting untuk industri energi terbarukan, terutama dalam produksi baterai untuk kendaraan listrik (EV).

Penggunaan dalam paduan super memungkinkan aplikasi di lingkungan ekstrem seperti luar angkasa dan industri minyak dan gas.

Page updated

Google Sites

Report abuse