Tembaga: Pengertian, Komposisi, Jenis, Sifat, dan Kegunaannya

Tembaga adalah unsur kimia yang juga merupakan logam. Sifat utamanya adalah memiliki konduktivitas listrik yang sangat baik, konduktivitas termal yang tinggi, dan ketahanan korosi yang baik. Ia juga ulet dan memiliki warna coklat kemerahan yang menarik. Kombinasi dari sifat-sifat ini menyebabkan penerapan tembaga secara luas untuk keperluan teknik dan estetika.

Apa itu Tembaga?

Tembaga adalah unsur kimia nomor 29 pada tabel periodik unsur. Lambang unsur tembaga adalah Cu, dari bahasa Latin "tembaga". Ini adalah logam ulet dengan warna coklat kemerahan. Ini diterapkan secara luas karena konduktivitas termal dan listriknya yang tinggi.

Bagaimana Sejarah Tembaga?

Sejarah tembaga dimulai pada 8.700 SM. Sebuah liontin tembaga yang ditemukan di Irak Utara diperkirakan berasal dari tanggal tersebut dan saat ini dianggap sebagai benda tertua yang terbuat dari tembaga. Tembaga telah menjadi logam penting dalam banyak peradaban kuno, namun secara umum disepakati bahwa orang Mesopotamia (di Irak Utara) menemukan tembaga. Faktanya, suatu periode dalam prasejarah adalah zaman tembaga antara 5.500 SM dan 4,000 SM, biasanya disebut Zaman Kalkolitik dari kata Yunani untuk tembaga (chalkos) dan batu (lithos).

Tembaga adalah salah satu dari sedikit logam yang dapat terbentuk secara alami dalam bentuk logam aslinya. Hal ini berbeda dengan kebanyakan logam yang perlu diekstraksi dari bijih melalui metalurgi. Di tempat-tempat di mana tembaga asli terdapat, teknologi metalurgi tidak diperlukan bagi peradaban tersebut untuk mulai menggunakan tembaga untuk membuat senjata dan ornamen.

Apa Istilah Lain untuk Tembaga?

Istilah lain untuk tembaga adalah kata Latintembaga, yang memberi simbol tembaga Cu pada tabel periodik unsur. Nama latin tembaga berasal dari pulau Siprus, karena pulau tersebut merupakan sumber utama tembaga pada zaman dahulu. Cuprum adalah "logam Siprus".

Tembaga Terbuat Dari Apa?

Tembaga adalah unsur kimia. Ia hanya terbuat dari satu jenis atom dan tidak dapat diuraikan menjadi zat yang lebih sederhana. Atom tembaga mempunyai nomor atom 29 yang berarti inti atomnya mengandung 29 proton.

Tembaga diekstraksi dari bijih alami—baik bijih tembaga sulfida (seperti kalkopirit) atau bijih tembaga oksida. Bijih ini ditambang, dihancurkan, dan diolah menjadi tembaga. Bijih tembaga ini ditemukan di beberapa bagian Amerika Utara dan Selatan (negara seperti Chili dan Peru), serta di daerah seperti Pegunungan Ural di Rusia, dan di Zambia dan Republik Demokratik Kongo di Afrika.

Apa Saja Proses Berbeda Membuat Tembaga?

Berbagai proses untuk membuat tembaga dijelaskan di bawah ini:

1. Penambangan

Penambangan bijih tembaga biasanya dilakukan di tambang terbuka besar. Ini adalah lubang terbuka dan berundak di tanah yang digali lebih dalam secara bertahap. Bahan peledak digunakan untuk meledakkan batu, dan batu-batu besar yang dihasilkan diangkut untuk dihancurkan menjadi potongan-potongan kecil untuk diproses.

2. Ekstraksi

Menurut dua jenis bijih tembaga yang umum, ada dua proses pemurnian utama. Proses hidrometalurgi digunakan untuk bijih oksida. Bijih yang telah dihancurkan ditimbun dan larutan pelindian asam diresapi melalui tumpukan tersebut. Hal ini menciptakan larutan pelindian yang hamil. Proses pirometalurgi digunakan untuk bijih sulfida. Ekstraksi bijih dilakukan dengan cara flotasi buih dan pengentalan sesuai dengan kepadatan partikel.

3. Pemurnian

Untuk bijih oksida, hidrometalurgi digunakan. Ini berarti larutan pelindian yang mengandung dikirim ke proses ekstraksi pelarut untuk memekatkan tembaga dalam larutan. Larutan ini kemudian dikirim ke proses elektrowinning, dimana listrik digunakan untuk menyimpan tembaga padat. Untuk bijih sulfida, digunakan pirometalurgi, yang berarti pabrik peleburan digunakan untuk membuat tembaga mentah. Ini kemudian dimurnikan lebih lanjut dengan pemurnian listrik.

4. Paduan

Paduan tembaga dibuat dengan terlebih dahulu melebur bahan paduannya, lalu melebur tembaga untuk ditambahkan ke dalamnya. Campuran cair kemudian dituang dan dibiarkan dingin dan mengeras.

5. Pemurnian Listrik

Pemurnian tembaga secara elektro melibatkan pelarutan bahan tembaga tidak murni secara elektrolitik ke dalam larutan. Tembaga murni diendapkan secara elektrokimia pada elektroda dengan mengalirkan arus listrik melalui larutan. Ini menghilangkan kotoran dari tembaga untuk mencapai kemurnian yang lebih tinggi. Namun, prosesnya mahal dan kebutuhan listriknya sangat tinggi.

Apa Karakteristik Tembaga?

Logam tembaga memiliki karakteristik utama sebagai konduktor listrik dan termal yang sangat baik. Ia juga mudah dibentuk dan ulet, yang berarti relatif mudah ditekuk. Hal ini membuatnya mudah untuk dikerjakan, misalnya dengan pemasangan kabel yang fleksibel. Karakteristik penting lainnya dari logam tembaga adalah ketahanannya terhadap korosi, khususnya di lingkungan air dan air laut. Terakhir, tembaga memiliki keunggulan dalam hal estetika, karena warnanya coklat kemerahan dan dapat dipoles.

Apa Warna Tembaga?

Tembaga biasanya berwarna coklat kemerahan. Namun, tembaga murni sebelum oksidasi sebenarnya berwarna merah muda, tetapi pembentukan oksida tembaga coklat terjadi begitu cepat sehingga tembaga yang tersedia akan berwarna coklat kemerahan pada umumnya. Tembaga juga bisa mempunyai noda hijau (seperti pada Patung Liberty) -ini adalah tembaga karbonat.

Seperti Apa Bentuk Tembaga?

Tembaga tampak seperti logam mengkilat berwarna coklat kemerahan. Tembaga dapat diolah menjadi berbagai bentuk praktis, seperti kabel yang ditunjukkan pada Gambar 1 di bawah, serta pipa ledeng dan elektronik:

Apa Saja Jenis Tembaga yang Berbeda?

Tembaga tersedia dalam berbagai jenis untuk aplikasi berbeda. Sifat dan penerapan setiap tingkatan tembaga bergantung pada kemurnian tembaga dan unsur paduan apa (jika ada) yang disertakan. Di bawah ini tercantum berbagai jenis tembaga:

1. Kawat Tembaga

Kawat tembaga memanfaatkan konduktivitas listrik logam yang sangat baik. Ini adalah konduktor paling umum untuk sebagian besar aplikasi listrik. Ini digunakan untuk arus besar di industri, dan juga untuk keperluan rumah tangga, sampai ke kabel di dalam rumah Anda untuk stopkontak dan lampu.

2. Tabung Tembaga

Pipa tembaga telah banyak digunakan untuk sistem air minum rumah tangga karena ketahanannya terhadap korosi dan umur panjangnya. Selama beberapa dekade terakhir, penggunaan pipa tembaga untuk pipa rumah tangga telah menjadi standar di sebagian besar dunia. Tabung tersedia dalam berbagai diameter dan pengukur (ketebalan dinding). Tingginya harga tembaga dan munculnya bahan pipa plastik yang lebih baik membuat tembaga semakin jarang dipilih.

3. Paduan Tembaga

Dua paduan tembaga yang paling umum adalah kuningan (paduan dengan seng) dan perunggu (paduan dengan timah). Kuningan biasanya diterapkan lebih luas. Ini digunakan untuk perlengkapan pipa, alat musik, dan barang-barang dekoratif. Penambahan seng memberi paduan kekuatan dan keuletan yang lebih tinggi. Perunggu memiliki karakteristik yang sangat mirip dengan tembaga, seperti: konduktivitas termal yang tinggi, keuletan yang sangat baik, dan ketahanan terhadap korosi air asin. Oleh karena itu, perunggu digunakan untuk bantalan dan bushing, serta impeler kapal.

4. Tembaga Murni

Tembaga murni disiapkan secara khusus untuk memastikan minimal pengotor, memaksimalkan sifat termal dan listrik tembaga. Tembaga murni cenderung lebih lembut dan kurang keras dibandingkan tembaga dengan bahan tambahan atau paduan kecil. Ini idealnya digunakan dalam komponen listrik presisi, yang ideal untuk konduktivitas listrik dan ekspansi termal rendah.

5. Nanopartikel Tembaga

Nanopartikel tembaga adalah partikel tembaga yang sangat kecil, atau bahan berbasis tembaga, yang berukuran antara 1–100 nm. Partikel nano telah ditemukan memiliki perilaku yang berbeda dari bahan curah. Dalam kasus nanopartikel tembaga, mereka menunjukkan aktivitas katalitik yang sangat tinggi untuk reaksi kimia industri, kemungkinan karena rasio luas permukaan terhadap volume yang besar. Lebih lanjut, nanopartikel tembaga telah menunjukkan efek antimikroba yang sangat baik.

6. Tembaga Permesinan Bebas

Tembaga yang dikerjakan secara bebas mempunyai jumlah yang kecil (<1%) of other alloying elements added to improve the machinability of the copper. Free-machining copper can then be more easily machined into items such as welding nozzles and soldering iron tips.

7. Lembaran dan Pelat Tembaga

Lembaran tembaga adalah lembaran tembaga tipis (sekitar 2 mm atau kurang), sedangkan pelat lebih tebal (tebal hingga 12 mm). Umumnya, ini tersedia dalam kadar tembaga yang berbeda. Lembarannya sangat mudah dibentuk dan dapat dibentuk menjadi berbagai komponen.

8. Tembaga Bebas Oksigen

Tembaga bebas oksigen dilebur di bawah wadah grafit butiran untuk mengecualikan oksigen. Mereka adalah tembaga paling murni yang ada, dengan pengotor minimal karena kondisi non-oksidasi. Konduktivitas listriknya yang tinggi dan pengotor yang mudah menguap membuatnya cocok untuk digunakan dalam elektronik dengan vakum tinggi.

9. Tembaga Elektrolit

Tembaga elektrolitik dimurnikan dengan elektrolisis dalam larutan untuk menghilangkan kotoran. Tembaga dengan kemurnian tinggi ini memiliki konduktivitas listrik yang tinggi dan oleh karena itu digunakan dalam berbagai komponen listrik seperti batang bus dan belitan.

Apa Sifat Tembaga?

Sifat-sifat berbagai jenis tembaga ditunjukkan pada Tabel 1:

Tabel 1: Sifat Tembaga

Sifat masing-masing kelas serupa, namun perbedaannya mengakibatkan penerapan yang beragam.

Apa Sifat Fisik Tembaga?

Sifat fisik berbagai jenis tembaga ditunjukkan pada Tabel 2 di bawah ini:

Tabel 2: Sifat Fisika Tembaga

Kredit Tabel: https://www.lenntech.com/

Sifat fisiknya bergantung pada persentase tembaga dalam bahan serta unsur paduannya

Apa Sifat Kimia Tembaga?

Sifat kimia tembaga terutama bergantung pada bilangan oksidasinya. Dua bilangan oksidasi yang umum ada adalah Cu+ dan Cu2+. Tabel 3 di bawah ini memberikan beberapa sifat kimia senyawa umum dan kondisi tembaga:

Tabel 3: Sifat Kimia Tembaga

Sifat-sifat ini mungkin berbeda untuk setiap senyawa tembaga tertentu (seperti oksalat, sulfit, dan sulfat.

Apa Saja Kegunaan Tembaga?

Penerapan tembaga ditemukan di seluruh masyarakat sehari-hari. Di bawah ini tercantum beberapa contoh umum:

1. Elektronik

Tembaga digunakan secara luas dalam elektronik karena memiliki konduktivitas listrik yang sangat baik. Hal ini memungkinkan arus dialirkan pada penampang tembaga yang lebih kecil dibandingkan dengan aluminium, sehingga penggunaan massal lebih sedikit, dan komponen menjadi lebih kecil.

2. Arsitektur

Tembaga digunakan dalam arsitektur untuk penampilan yang estetis. Telah digunakan untuk atap dan pelapis dinding, serta talang dan saluran pembuangan air hujan.

3. Pipa ledeng

Pipa tembaga banyak digunakan untuk perpipaan air domestik di rumah tangga, karena ketahanannya terhadap korosi yang sangat baik.

4. Transportasi

Tembaga digunakan secara luas pada kendaraan modern karena banyaknya kabel listrik yang digunakan untuk elektronik kompleks. Seiring meningkatnya pangsa pasar kendaraan listrik, semakin banyak tembaga yang digunakan untuk elemen seperti motor listrik. Hal ini disebabkan oleh konduktivitas listrik tembaga yang sangat baik, nomor dua setelah perak.

5. Energi Terbarukan

Tembaga digunakan dalam pasar energi terbarukan dalam beberapa cara. Misalnya, turbin angin menggunakan tembaga sebagai bagian dari turbin pembangkitnya. Panel fotovoltaik surya juga memerlukan tembaga untuk sambungan dan pemasangan kabel.

6. Peralatan Medis

Tembaga digunakan sebagai pelapis peralatan medis karena sifat antibakterinya. Dengan cara ini, mengurangi risiko infeksi pada pasien.

7. Kabel Listrik

Tembaga digunakan secara luas untuk kabel listrik karena konduktivitas listriknya yang sangat baik. Penampang tembaga yang dibutuhkan untuk mengalirkan arus tertentu secara efektif lebih kecil dibandingkan bahan lain yang tersedia secara wajar seperti aluminium.

8. Koin

Tembaga secara historis telah digunakan dalam koin karena sejumlah alasan: mudah ditempa sehingga mudah dicap, namun masih cukup tahan lama untuk bertahan dalam peredaran. Ia juga memiliki sifat antimikroba dan ketahanan terhadap korosi.

9. Mesin Industri

Tembaga digunakan dalam berbagai cara dalam peralatan industri, dengan layanan seperti die casting tembaga. Selain untuk aplikasi kelistrikan seperti motor dan kabel, ia juga digunakan dalam penukar panas seperti kondensor pendingin. Ini juga dapat diterapkan untuk ketahanan kimia tertentu.

Apa Manfaat Tembaga?

Tembaga memiliki sejumlah manfaat jelas yang tercantum di bawah ini:

Memiliki konduktivitas listrik yang sangat baik, nomor dua setelah perak, menjadikannya konduktor yang paling banyak digunakan untuk komponen listrik dan elektronik secara global.

Memiliki konduktivitas termal yang sangat baik, oleh karena itu digunakan pada penukar panas, seperti kondensor pada unit pendingin dan pendingin udara.

Tahan terhadap korosi, terutama pada aplikasi air dan air laut, yang menyebabkan penggunaannya secara luas pada pipa saluran air untuk sistem air.

Bersifat ulet dan relatif mudah ditekuk. Sangat mudah untuk bekerja dengan sistem perpipaan dan juga pemasangan kabel.

Bersifat antimikroba, yang sangat berguna dalam pengangkutan air, serta dalam aplikasi medis untuk melindungi kesehatan pasien.

Apa Manfaat Tembaga bagi Kesehatan?

Tembaga adalah mineral yang penting bagi kesehatan manusia dalam jumlah yang sangat kecil. Tembaga berperan dalam tubuh dengan meningkatkan penyerapan zat besi, berpartisipasi dalam produksi sel darah merah, serta produksi kolagen. Hal ini dipahami untuk meningkatkan fungsi sistem kekebalan tubuh.

Diperlukan lebih banyak penelitian, namun terdapat beberapa indikasi bahwa tembaga dapat memperbaiki osteoporosis (kepadatan tulang rendah), dan terdapat teori yang belum terbukti bahwa gelang tembaga dapat digunakan untuk meredakan nyeri sendi akibat arthritis.

Kelompok makanan yang mengandung tembaga antara lain sayuran berdaun hijau, biji-bijian, kacang-kacangan, dan biji-bijian. Makanan tertentu yang kaya akan tembaga adalah tiram, jamur shiitake, ubi jalar, dan coklat hitam.

Apa Keterbatasan Tembaga?

Tembaga memiliki sejumlah keterbatasan, beberapa di antaranya tercantum di bawah ini:

Relatif mahal dibandingkan dengan material alternatif potensial seperti: aluminium (kabel listrik) atau plastik (pipa air).

Relatif berat dibandingkan bahan seperti aluminium, sehingga untuk kabel overhead mungkin tidak praktis.

Teroksidasi, terutama pada suhu tinggi, sehingga mempunyai umur yang terbatas jika terkena udara.

Menghadirkan risiko guncangan dibandingkan dengan teknologi transmisi sinyal alternatif serat optik.

Bersifat racun dalam jumlah besar, sehingga tidak dapat digunakan di tempat yang sering tertelan tembaga, misalnya pada peralatan makan.

Apakah Tembaga Mudah Berkarat?

Tembaga secara teknis tidak berkarat, karena karat adalah oksida besi dan tidak ada besi di dalam tembaga. Namun, tembaga mengalami korosi permukaan yang terbatas. Tembaga umumnya dianggap tahan korosi. Secara alami memiliki warna coklat kemerahan, yang disebabkan oleh pembentukan film pasivasi oksida tembaga pada permukaan logam. Seiring waktu, karbonat tembaga hijau terbentuk di permukaan ketika oksida tembaga bereaksi dengan air dan karbon dioksida di udara.

Apakah Tembaga Beracun bagi Manusia?

Ya, tembaga bisa menjadi racun bagi manusia dalam konsentrasi yang signifikan. Tembaga merupakan mineral penting bagi kesehatan manusia, namun jika terdapat kelebihan tembaga, sejumlah komplikasi akan timbul. Konsentrasi tembaga yang tinggi dalam darah dikaitkan dengan penyakit Alzheimer dan jenis kanker tertentu seperti kanker payudara dan paru-paru. Keracunan tembaga akut sangat jarang terjadi namun dapat terjadi jika jumlah besar yang terserap. Hal ini bisa berakibat fatal karena kegagalan organ seperti hati dan ginjal mulai terjadi.

Apakah Tembaga termasuk Logam?

Ya, tembaga adalah logam. Selanjutnya dianggap sebagai logam berat karena kepadatannya yang relatif tinggi. Untuk informasi lebih lanjut, lihat panduan kami tentang Metaloid.

Apa Perbedaan Antara Tembaga dan Logam?

Tembaga adalah salah satu dari lebih dari 90 unsur logam. Tembaga adalah logam, tetapi banyak logam yang sangat berbeda dari tembaga. Logam lain memiliki warna yang berbeda; sebagian besar logam berwarna putih atau abu-abu, tetapi tembaga berwarna coklat kemerahan. Logam lain mungkin memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda, lebih keras dan lebih rapuh dibandingkan tembaga, dan umumnya tidak mudah menghantarkan panas atau listrik.

Apa Perbedaan Antara Tembaga dan Aluminium?

Tembaga dan aluminium adalah dua logam berbeda dengan sifat berbeda. Perbedaan visual yang paling jelas adalah warnanya: tembaga berwarna coklat kemerahan sedangkan aluminium berwarna abu-abu keperakan kusam. Tembaga memiliki kekuatan tarik yang lebih tinggi dibandingkan aluminium serta konduktivitas listrik dan termal yang lebih baik.

Apa Perbedaan Antara Tembaga dan Kuningan?

Kuningan merupakan paduan yang didominasi tembaga dan seng. Oleh karena itu, kuningan berbeda dari tembaga karena mengandung logam lain. Kuningan dapat mengandung logam lain seperti timah, timah, aluminium, atau mangan dalam jumlah yang lebih kecil untuk mencapai sifat tertentu.

Ringkasan

Artikel ini menyajikan tembaga, menjelaskan apa itu tembaga, dan membahas berbagai kegunaan tembaga. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang tembaga, hubungi perwakilan Xometry.

Xometry menyediakan berbagai kemampuan manufaktur dan layanan bernilai tambah lainnya untuk semua kebutuhan pembuatan prototipe dan produksi Anda. Kunjungi situs web kami untuk mempelajari lebih lanjut atau meminta penawaran gratis tanpa kewajiban.

Penafian

Konten yang muncul di halaman web ini hanya untuk tujuan informasi saja. Xometry tidak membuat pernyataan atau jaminan apa pun, baik tersurat maupun tersirat, mengenai keakuratan, kelengkapan, atau validitas informasi. Parameter kinerja apa pun, toleransi geometrik, fitur desain spesifik, kualitas dan jenis bahan, atau proses tidak boleh dianggap mewakili apa yang akan dikirimkan oleh pemasok atau produsen pihak ketiga melalui jaringan Xometry. Pembeli yang mencari penawaran suku cadang bertanggung jawab untuk menentukan persyaratan khusus untuk suku cadang tersebut. Silakan lihat syarat dan ketentuan kami untuk informasi lebih lanjut.