1. Pembuatan Unsur/Senyawa di Alam
1. Pembuatan Halogen
Semua unsur halogen ditemukan di alam dalam bentuk senyawanya. Hal ini disebabkan
karena unsur-unsur halogen bersifat sangat reaktif akibat dari keelektronegatifannya yang
besar, bahkan paling besar di antara semua golongan unsur yang ada. Garam dari air laut
adalah sumber utama unsur-unsur halogen.
Unsur halogen bereaksi autoredoks dengan air. Kecuali flourin (F2) bereaksi dengan
air membentuk asam halida dan gas oksigen. Semua unsur halogen bereaksi dengan logam
membentuk garam halida. Hidrokrabon tak jenuh (mempunyai ikatan rangkap) akan
mengalami reaksi adisi bila direaksikan dengan unsur-unsur halogen. Unsur-unsur halogen
bila bereaksi dengan sesamanya akan membentuk senyawa interhalogen. Berikut adalah
reaksi-reaksinya:
Ada beberapa teknik untuk mendapatkan unsur-unsur halogen. Khusus untuk flourin
diperoleh dari elektrolisis KHF2. Cl2, Br2, dan I2 dapat diperoleh dari reaksi pendesakan,
reaksi oksidasi garam halidanya dengan KMnO4/MnO2, dan atau elektrolisis larutan/lelehan
garamnya. Untuk Cl2 dapat juga diperoleh dari Downs, Gibbs, Deacon, dan Dows.
#elektrolisis KHF2:
#reaksi pendesakan dengan berpatokan pada deret oksidator: F2>Cl2>Br2>I2:
#contoh reaksi garam halida dengan KMnO4:
#contoh elektrolisis lelehan dan larutan garamnya:

2. Asam dari unsur halogen ada dua macam, yaitu asam halida (HX) dan asam oksihalogen
(HXO). Untuk membuat asam halida dilakukan dengan tiga cara, yaitu:
Urutan
tingkat
keasaman
dari
asam
halida
adalah
HI>HBr>HCl>HI.
Tingkat keasaman asam halida dipengaruhi oleh jari-jari unsur halogennya.
Makin besar jari-jari atomnya, maka gaya tarik inti terhadap pasangan elektron ikatan makin
lemah, sehingga atom H mudah lepas dari molekul asam halidanya. Atom H mudah dilepas
itu menunjukan larutan senyawa halida makin asam karena dalam larutan makin banyak
mengandung
ion-ion
H+.
Adapun urutan tingkat keasaman asam oksihalogen adalah HClO>HBrO>HIO. Yang
mempengaruhi tingkat keasamannya adalah keelektronegatifannya. Yang sifatnya lebih
elektronegatif akan memiliki sifat lebih asam. Kalau asam oksihalogen dibentuk dari unsur
halogen yang sama, maka yang mempengaruhi tingkat keasamannya adalah jumlah atom O
yang diikat. Makin banyak jumlah atom O yang diikat, maka sifatnya akan semakin asam.
Jadi urutan tingkat keasamannya (misalnya senyawa oksihalogen dari atom Cl) adalah
HClO4>HClO3>HClO2>HClO.
2. Pembuatan Alkali(IA) dan Alkali Tanah (IIA)
Alkali dan alkali tanah bersumber dari air laut, batuan, dan peluruhan unsur
radioaktif. Litium diperoleh dari batuan spodumen (LiAl(SiO3)2, natrium dari air laut berupa
garam dapur (NaCl) dan dari sendawa chili (NaNO3), Kalium dari batuan karnalit
(KCl.MgCl2), sesium dari pollusit (CsAl(SiO3)2) dan fransium dari luruhan Ac-277 dengan
emisi sinar alfa. Berilium diperoleh dari beril (Be3Al2Si8O18), magensium dari magnesit
(MgCO3) dan dolomit/cangkang telur (MgCO3.CaCO3), kalsium dari batu kapur (CaCO3) dan
gips (CaSO42H2O), stronsium dari stronsianit (SrCO3), barium dari barit (BaSO4) dan witerit
(BaCO3), dan radium dari luruhan Th-230 dengan memancar sinar alfa.
Di alam, unsur-unsur alkali dan alkali tanah berada dalam bentuk senyawanya. Hal ini
di sebabkan karena alkali dan alkali tanah besifat sangat reaktif, mudah teroksidasi sehingga
keadaannya akan selalu bersenyawa dengan atom-atom unsur lain. Kereaktifan dan
kemudahan teroksidasi unsur-unsur alkali dan alkali tanah disebabkan oleh energi ionisasi
dan potensial reduksi standarnya (E0) yang kecil. Baik alkali maupun alkali tanah bereaksi
dengan air dingin, kecuali Be tidak bereaksi dengan air dan Mg bereaksi dengan air panas.
Hasil reaksi antara air dengan alkali/alkali tanah adalah senyawa basa dan gas hidrogren.
Berikut adalah persamaan reaksinya:

3. Reaksi alkali dan alkali tanah dengan O2 akan membentuk tiga jenis senyawa, yaitu senyawa
oksida (biloks O=-2), peroksida (biloks O=-1), dan superoksida (biloks O=-1/2).
Reaksi dengan H2 membentuk senyawa hidrida. Reaksi dengan unsur halogen
membentuk garam halida. Reaksi dengan asam membentuk garam halida dan gas
hidrogen. Semua alkali tanah bereaksi dengan gas nitrogen membentuk garam nitrida. Dari
unsur
alkali,
hanya
Li
yang
dapat bereaksi
dengan N2 membentuk garam nitrida/LiN3.
Uji nyala alkali dan alkli tanah memberikan warna yang khas untuk setiap unsurnya. Dalam
uji nyalanya unsur-unsur alkali: Li berwarna merah, Na berwarna kuning, K berwarna
bungur, Rb berwarna kuning biru, Cs berwarna biru dan unsur-unsur alkali tanah: Ca
berwarna orange, Sr berwarna merah, dan Ba berwarna hijau.
Dalam uji kelarutan garamnya dalam air, semua garam IA larut dalam air kecuali LiF dan
Li2CO3. Adapun garam-garam IIA, kelarutannya dalam air mengikuti pola-pola berikut:
Untuk mendapatkan unsur-unsur alkali dan alkali tanah hanya bisa dilakukan
dengan elektrolisis lelehan garamnya saja. Elektrolisis lelehan garam NaCl dan LiCl
untuk mendapatkan Li dan Na disebut proses Downs dan elektrolisis lelehan garam MgCl2
untuk mendapatkan Mg disebut proses Dow.

4. 3. Pembuatan Aluminium
Pengolahan aluminium menjadi aluminium murni bisa dilakukan melalui 2 tahap yaitu:
1. Tahap pemurnian bauksit sampai diperoleh aluminium oksida murni (alumina)
Tahap pemurnian bauksit dilakukan untuk menghilangkan pengotor utama dalam bauksit.
Pengotor utama bauksit biasanya terdiri dari SiO2, Fe2O3, dan TiO2. Caranya adalah dengan
melarutkan bauksit dalam larutan natrium hidroksida (NaOH),
Al2O3 (s) + 2NaOH (aq) + 3H2O(l) ---> 2NaAl(OH)4(aq)
Aluminium oksida larut dalam NaOH sedangkan pengotornya tidak larut. Pengotor-pengotor
dapat dipisahkan melalui proses penyaringan. Selanjutnya aluminium diendapkan dari
filtratnya dengan cara mengalirkan gas CO2 dan pengenceran.
2NaAl(OH)4(aq) + CO2(g) ---> 2Al(OH)3(s) + Na2CO3(aq) + H2O(l)
Endapan aluminium hidroksida disaring,dikeringkan lalu dipanaskan sehingga diperoleh
aluminium oksida murni (Al2O3)
2Al(OH)3(s) ---> Al2O3(s) + 3H2O(g)
2. Tahap peleburan alumina
Selanjutnya adalah tahap peleburan alumina dengan cara reduksi melalui proses elektrolisis
menurut proses Hall-Heroult. Dalam proses Hall-Heroult, aluminum oksida dilarutkan dalam
lelehan kriolit (Na3AlF6) dalam bejana baja berlapis grafit yang sekaligus berfungsi sebagai
katode. Selanjutnya elektrolisis dilakukan pada suhu 950 oC. Sebagai anode digunakan
batang grafit.

5. Bauksit banyak terdapat di daerah Bintan dan kalimantan. Cara penambangan terbuka.
Bauksit kemudian dihaluskan , dicuci dan dikeringkan, sesudah itu bauksit mengalami
pemurnian menjadi oksida aluminum atau alumina.
4. Pembuatan Silikon
Silikon dibuat dengan mereduksi kuarsa (quartz) atau sering disebut juga dengan silika
ataupun silikon dioksida dengan kokas (C). Proses reduksi ini dilangsungkan di dalam tungku
listrik pada suhu 3000 °C. Reaksi yang terjadi adalah:
SiO2(l) + 2C(s) –––→ Si(l) + 2CO2
Silikon yang diperoleh kemudian didinginkan sehingga diperoleh padatan silikon.
Namun silikon yang diperoleh dengan cara ini belum dalam keadaan murni. Agar diperoleh
silikon dalam bentuk murni diawali dengan mereaksikan padatan silikon yang diperoleh
melalui cara di atas direaksikan dengan gas klorin (Cl2), sesuai reaksi berikut:
Si(s) + Cl2(g) –––→ SiCl4(g)
Gas SiCl4 ini mememiliki titik didih 58 °C. Uap yang terbentuk kemudian dilewatkan
melalui sebuah tabung panas berisi gas H2 sehingga terbentuk Si, berikut reaksinya:
SiCl4(g) + 2H2(g) –––→ Si(s) + 4HCl(g)
Padatan Si yang terbentuk berupa batangan yang perlu dimurnikan lebih lanjut denan cara
pemurnian zona (zona refining).

6. 5. Pembuatan Fosfor
Sumber utama industry fosfor adalah Ca3(PO4)2. Dalam prosesnya, Ca3(PO4)2
dicampur dengan karbon dan silika (SiO2) pada temperature 1400⁰C - 1500⁰C (dengan bunga
api listrik). SiO2 bereaksi dengan Ca3(PO4)2 pada temperature tersebut mengahasilkan
P4O10 (g). Reaksinya sebagai berikut :
2 Ca3(PO4)2 (l) + 6 SiO2 (l) → 6 CaSiO3 (l) + P4O10 (g)
Kemudian , P4O10 (g) direduksi dengan karbon , reaksinya sebagai berikut :
P4O10 (g) + C (s) → P4 (g) + 10 CO2 (g)
P4 (g) yang terjadi dikristalkan dan disimpan di dalam CS2 cair atau di dalam air. Hal itu
guna menghindari terjadinya oksidasi dengan oksigen dari udara yang cepat terjadi pada
temperatur 30⁰C berupa nyala fosfor. P4 hasil pengolahan merupakan salah satu bentuk
alotropi fosfor, yaitu fosfor putih.
6. Pembuatan Belerang
a. Proses Frasch
Cara frasch adalah mengambil belerang dari deposit belerang di bawah tanah, pompa
frasch dirancang oleh Herman Frasch dari Amerika Serikat tahun 1904.
Pada proses ini pipa logam berdiameter 15 cm yang terdapat 2 pipa konsentrik yang
lebih kecil ditanam sampai menyentuh lapisan belerang. Uap air yang sangat panas dipompa
dan dimasukan melalui pipa luar, sehingga belerang meleleh. Kemudian dimasukan udara
bertekanan tinggi melalui pipa terkecil, sehingga terbentuk busa belerang dan terpompa ke
atas melalui pipa ketiga. Kemurnian belerang yang keluar mencapai 99,5%. Pada dewasa ini
50% belerang yang digunakan dalam industri diperoleh dengan proses frasch.

7. b. Proses kontak
Pada pembuatan belerang dengan proses kontak bahan baku yang digunakan belerang, udara
dan air.
S(s)+O2(g) SO2(aq)
2SO2(g)+O2(g)↔2SO3(g)
SO3(g)+H2O(l)→H2SO4(aq)
Pertama-tama belerang padat dimasukan kedalam drum berputar lalu dibakar dengan
oksigen dari udara dan hasilnya gas SO2 dimurnikan dengan pengendap elektrostatika (
kawat-kawat betegangan tinggi ) partikel-partikel debu dan kotoran lain menjadi bermuatan
dan tertarik oleh kawat yang muatannya berlawanan, sehingga debu-debu itu jatuh kelantai
ruangan.
Campuran gas SO2 dan udara kemudian dialirkan kedalam ruangan yang dilengkapi
katalis serbuk V2O5. Disini berlangsung proses kontak yaitu kontak antara campuran gas-gas
dengan katalis. Gas SO2 bereaksi dengan oksigen dengan udara untuk membentuk gas SO3.
2SO2(g)+O2(g)↔2SO3(g) ∆H = -90 kJ
Agar reaksi ini bergeser kekanan gas SO3 yang terbentuk segera direaksikan dengan air
untuk menghasilkan H2SO4.
SO3(g)+H2O(l)→ H2SO4(aq)
Gas SO3 direaksikan dengan H2SO4 untuk membentuk asam pirosulfat, H2S2O7 kemudian
barulah asam pirosulfat direaksikan denga air untuk membentuk asam sulfat
SO3¬(g)+H2SO4(aq) →H2S2O7(aq)
H2S2O7(aq)+H2O→2H2SO4¬(aq)
7. Pembuatan Oksigen
Oksigen dapat dibuat dalam skala besar di industri dan dapat juga dalam skala kecil di
laboratorium. Dalam skala besar di industri, pembuatan oksigen diperoleh dari destilasi
bertingkat udara cair. Prosesnya, mula-mula udara disaring untuk menghilangkan debu lalu
dimasukkan ke dalam kompresor. Pada kompresi ini suhu udara akan naik, kemudian
didinginkan dalam pendingin. Udara dingin mengembang melalui celah, dan hasilnya adalah
udara yang suhunya lebih dingin, cukup untuk menyebabkannya mencair. Udara cair disaring
untuk memisahkan karbondioksida dan air yang telah membeku. Kemudian udara cair itu
memasuki bagian puncak kolom di mana nitrogen, komponen yang paling mudah menguap,
keluar sebagai gas. Pada pertengahan kolom, gas argon keluar dan selanjutnya oksigen cair.
Komponen lain yang paling sulit menguap akan terkumpul di dasar. Berturut-turut titik didih
normal nitrogen, argon, dan oksigen adalah -195,8, -185,7, dan -183,0°C.

8. 8. Pembuatan Nitrogen
a. Filtrasi
Pada saat udara dihisap oleh kompresor, terlebih dahulu udara disaring dengan
menggunakan filter, agar kotoran atau gas-gas pengotor dari udara bebas dapat disaring dan
tidak terikut dalam proses-proses selanjutnya. Contoh gas pengotor : uap air dan
karbondioksida, debu juga bisa menjadi zat pengotor pada udara bebas. Zat pengotor ini
harus dihilangkan karena dapat menyebabkan penyumbatan pada perlatan, tingkat bahaya
yang dapat ditimbulkan, korosi, dan juga dalam batas-batas tertentu dilarang terkandung
dalam spesifikasi produk akhir.
b. Kompresi
Alat yang digunakan yaitu compressor, dimana fungsinya yaitu menaikkan tekanan
udara bebas yang diserap sampai 145 – 175 Psig atau sekitar 6 bar.
c. Cooling Water
Air umumnya digunakan sebagai pendingin pada industri sebab air tersedia jumlahya
dan mudah ditangani. Air juga mampu menyerap sejumlah besar enegi per satuan volume dan
tidak mengalami ekspansi maupun pengerutan dalam rentang temperatur yang biasanya
dialaminya. Sistem penguapan terbuka merupakan tipe sistem pendingin yang umumnya
digunakan dalam plant pemisahan udara.
Sebagian industri menggunakan system direct cooler pada proses pendinginannya,
dimana terjadi kontak langsung antara udara dengan air pada sepanjang tray direct cooler.
Direct cooler mempunyai kelebihan dari pada proses pendinginan yang menggunakan tube
atau shell cooler, dimana temperatur yang bisa dicapai yaitu 2ºC, sedang pada tube atau shell
cooler hanya sekitar 8ºC, efek pengguyuran (scrubbing) dari air juga dapat membantu
menurunkan kandungan partikel dan menyerap pengotor yang terbawa udara. Namun jika
direct cooler tidak terjaga, seperti ∆P tinggi (pada aliran dan udara masuk) dan tinggi cairan
(pada aliran air). Oleh karena tingginya perbedaan temperatur yang melalui tray bawah unit,
maka pada tray ini sangat mungkin terjadi pembentukan kerak. Untuk alasan itu, water
treatment harus bekerja efektif dan tray harus dibersihkan dan diperiksa jika memungkinkan.
d. Purrification (Pemurnian)
Pada proses ini terdapat proses penyerapan (adsorpsi) terhadap material/zat-zat
pengotor dari feed air , diantaranya : uap air, karbon monoksida, karbon dioksida, dan
beberapa kandungan hidrokarbon. Pada beberapa industri, menggunakan 2 layer pada vessel
pemurnian ini, layer bawah menggunakan alumina untuk menyerap/ mengadsorpsi
kandungan uap air dalam udara dan bagian top/atas menggunakan molecular sieve yang
bertindak sebagai adsorben untuk menghilangkan karbondioksida.
e. Heat Exchanger (Pemindah Panas)
Melewati exchanger, udara didinginkan hingga mendekati titik pencairan. Karena
udara menjadi dingin, mula-mula uap air akan menjadi deposit, dimulai jadi cairan kemudian
berubah menjadi salju halus dengan arah yang berlawanan. Fungsi heat exchanger untuk
memudahkan pergerakan panas yang akan dipindahkan aliran panasnya, dari zat yang
memiliki panas lebih tinggi menuju daerah yang dingin hingga temperature keduanya sama

9. f. Ekspansi
Udara yang dingin tersebut diekspansikan atau diturunkan tekanannya sampai tekanan
menjadi 70 – 80 psig hingga udara tersebut cair.
g. Distilasi
Pada proses ini final terjadi proses pemisahan antara gas-gas yang terkandung pada
udara bebas sebagai umpan melalui perbedaan titik didih (relative volatilitas). Dimana
nitrogen memiliki titik didih yang lebih tinggi dibandingkan dengan gas-gas lain yang
terkandung dalam udara yaitu -195. Bila dipisahkan masing-masing gas pada proses
vaporisasi (destilasi), maka nitrogen akan cepat menguap dan menghasilkan produk gas yang
siap digunakan. Gas nitrogen yang dihasilkan dari proses vaporisasi bisa dirubah bentuk
menjadi liquid dengan cara dilewatkan pada kolom-kolom
9. Pembuatan Kromium
Kromium adalah 21 paling banyak unsur dalam kerak bumi dengan konsentrasi ratarata 100 ppm. Senyawa Kromium terdapat di dalam lingkungan, karena erosi dari batuan
yang mengandung kromium dan dapat didistribusikan oleh letusan gunung berapi. Rentang
konsentrasi dalam tanah adalah antara 1 dan 3000 mg / kg, dalam air laut 5-800 μg / liter, dan
di sungai dan danau 26 μg / liter dengan 5,2 mg / liter. Hubungan antara Cr (III) dan Cr (VI)
sangat tergantung pada pH dan oksidatif sifat lokasi, tetapi dalam banyak kasus, Cr (III)
adalah spesies dominan, meskipun di beberapa daerah di tanah air dapat mengandung sampai
39 μg dari total kromium dari 30 μg yang hadir sebagai Cr (VI).
Bijih utama khrom adalah khromit, yang ditemukan di Zimbabwe, Rusia, Selandia Baru,
Turki, Iran, Albania, Finlandia, Republik Demokrasi Madagaskar, dan Filipina. Logam ini
biasanya dihasilkan dengan mereduksi khrom oksida dengan aluminum.