Senyawa Timbal

TIMBAL ( Pb )

            Unsur Pb mempunyai keistimewaan dibandingkan dengan unsur-unsur lain pada golongan IVA ini. Timbal atau Timah Hitam (Pb) adalah unsur yang bersifat logam, hal ini merupakan anomali karena unsur-unsur diatasnya (Gol IVA) yakni karbon dan silikon bersifat non-logam.

            Logam Pb ini memiliki manfaat yang sangat besar bagi kesejahteraan hidup manusia apabila dikelola secara bijaksana, namun jika tidak, akan mendatangkan kerugian yang tidak sedikit bagi kesehatan dan kesejahteraan manusia.

  

1. Sejarah Logam Timbal

Logam timbal telah dipergunakan oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu (sekitar 6400 SM) hal ini disebabkan logam timbal terdapat diberbagai belahan bumi, selain itu timbal mudah di ekstraksi dan mudah dikelola. Unsur ini telah lama diketahui dan disebutkan di kitab Exodus. Para alkemi mempercayai bahwa timbal merupakan unsur tertua dan diasosiasikan dengan planet Saturnus. Timbal alami, walau ada jarang ditemukan di bumi.

Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai “Lead” dengan simbol kimia “Pb”. Simbol ini berasal dari nama latin timbal yaitu “Plumbum” yang artinya logam lunak. Timbal memiliki warna putih kebiruan yang terlihat ketika logam Pb dipotong akan tetapi warna ini akan segera berubah menjadi putih kotor atau abu-abu gelap ketika logam Pb yang baru dipotong tersebut terekspos oleh udara.

Timbal memiliki empat isotop yang stabil yaitu ²⁰⁴Pb, ²⁰⁶Pb, ²⁰⁷Pb, dan ²⁰⁸Pb. Standar massa atom Pb rata-rata adalah 207,2. Sekitar 38 isotop Pb telah ditemukan termasuk isotop sintesis yang bersifat tidak stabil. Isotop timbal dengan waktu paruh yang terpanjang dimiliki oleh ²⁰⁵Pb yang waktu paruhnya adalah 15,3 juta tahun dan ²⁰²Pb yang memiliki waktu paruh 53.000 tahun.

Timbal memiliki nomor atom 82 dan nomor massa 207,2. Dengan nomor atom 82 maka timbal memiliki konfigurasi elektron [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p² dengan jumlah elektron tiap selnya adalah 2, 8, 18, 32, 18, 4. Timbal berada pada golongan IVA (14) bersama dengan C, Si, Ge, dan Sn, periode 6 dan berada pada blok s. Gambar susunan kulit pada timbal adalah:

B.     Sifat-Sifat Logam Timbal (Pb)

                  Timbal atau Timah Hitam (Pb) adalah unsur yang bersifat logam, hal ini merupakan anomali karena unsur-unsur diatasnya (Gol IV) yakni Karbon dan Silikon bersifat non-logam. Di alam, timbal ditemukan dalam mineral Galena (PbS), Anglesit (PbSO₄ ) dan Kerusit (PbCO₃,), juga dalam keadaan bebas. Memiliki sifat khusus seperti dibawah ini, yakni:

1. Berwarna putih kebiru-biruan dan mengkilap.

2. Lunak sehingga sangat mudah ditempa.

3. Tahan asam, karat dan bereaksi dengan basa kuat.

4. Daya hantar listrik kurang baik. (Konduktor yang buruk)

5. Massa atom relative 207,2

6. Memiliki Valensi 2 dan 4.

7. Tahan Radiasi

8.  Timbal larut dalam beberapa asam

9. Bereaksi secara cepat dengan halogen

10. Bereaksi lambat dengan alkali dingin tetapi bereaksi cepat dengan alkali panas menghasilkan plumbit.

      

C.     Sumber

Timbal tidak ditemukan bebas dialam akan tetapi biasanya ditemukan sebagai biji mineral bersama dengan logam lain misalnya seng, perak, dan tembaga. Sumber mineral timbal yang utama adalah “Galena (PbS)” yang mengandung 86,6% Pb dengan proses pemanggangan, “Cerussite (PbCO₃)”, dan “Anglesite” (PbSO₄). Kandungan timbal dikerak bumi adalah 14 ppm,

D.    Persenyawaan

Persenyawaan timbal yang umum adalah Tetra Etil Lead (TEL), PbO_2, Timbal(II) Klorida (PbCl₂), Timbal tetroksida (Pb₃O₄), dan Timbal(II) Nitrat.

Tetra Etil Lead (TEL)

                   Tetra etil lead disingkat sebagai TEL adalah senyawa organometalik yang memiliki rumus Pb(CH₃CH₂). Senyawa ini disintesis dengan mereaksikan antara alloy NaPb dengan etl klorida dengan reaksi sebagai berikut:

4 NaPb + 4 CH₃CH₂Cl              (CH₃CH₂)₄Pb + 4 NaCl + 3 Pb

TEL dipakai sebagai zat “antiknocking” pada bahan bakar. TEL jika terbakar tidak hanya menghasilkan CO₂ akan tetapi juga Pb.

(CH₃CH₂)₄Pb + 13 O₂               8 CO₂ + 10 H₂O + Pb

Pb akan terakumulasi dalam mesin sehingga dapat merusak mesin. Oleh sebab itu ditambahkan 1,2-dibromoetana dan 1,2-dikloroetana bersamaan dengan TEL sehingga akan dapat dihasilkan PbBr₂ dan PbCl₂ yang dapat dibuang dari mesin. Karena efek racun terhadap manusia maka TEL sekarang tidak boleh dipergunakan.

Timbal(II) Klorida (PbCl₂)

                  PbCl₂ merupakan salah satu reagen berbasis timbal yang sangat penting disebabkan dari senyawa ini dapat dibuat berbagai macam senyawa timbale. Banyak digunakan sebagai bahan untuk mensintesis timbal titanat dan barium-timbaltitanat, untuk produksi kaca yang menstransimisikan inframerah, dipakai untuk memproduksi kaca ornament, untuk bahan cat dan sebagainya. PbCl₂ dibuat dari beberapa metode yaitu dengan proses pengendapan senyawa Pb²⁺ dengan garam klorida, atau dengan mereaksikan PbO₂ dengan HCl.

PbO₂ (s) + 4 HCl               PbCl₂ (s) + Cl₂ + 2 H₂O

Atau dibuat dari logam Pb yang direaksikan dengan gas Cl₂

Pb + Cl₂               PbCl₂

PbO₂

                  Nama kimianya adalah Plumbi oksida atau Timbal(IV) oksida merupakan oksida timbal dengan biloks 4. PbO₂ ada dialam sebagai mineral plattnerite. PbO₂ bersifat amfoter dimana dapat larut dalam asam maupun basa. Jika dilarutkan dalam basa kuat akan terbentuk ion plumbat dengan rumus Pb(OH)₆^2-. Dalam kondisi asam maka biasanya tereduksi menjadi ion Pb²⁺. Ion Pb⁴⁺ tidak pernah ditemukan dalam larutan. Penggunaan PbO₂ yang utama adalah sebagai katoda dalam accu.

Reaksi Kimia pada Timbal dan Perubahannya

1. Asam klorida encer (atau klorida yang larut):

      endapan putih dalam larutan yang dingin dan tak terlalu encer:
Pb2+ + 2Cl- ↔ PbCl2↓

2.  Hydrogen sulfide

      dalam suasana netral atau asam ancer:endapan hitam timbel sulfide:
Pb2+ + H2S PbS↓ + 2H+

3.  Larutan ammonia:

      endapan putih timbel hidroksida:
Pb2+ + 2NH3 + 2H2O Pb(OH)2↓ + 2NH4+
Endapan tak larut dalam reagensia berlebihan.

4. Natrium hidroksida:

      endapan putih timbel hidroksida:
Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2↓

5. Asam sulfat encer (atau sulfat-sulfat yang larut)

      endapan putih, timbel sulfat:
Pb2+ + SO42- PbSO4↓
Endapan ini tak larut dalam reagensia yang berlebihan. Asam sulfat yang panas, pekat, melarutkan endapan karena terbentuk timbel hydrogen sulfat:
PbSO4↓ + H2SO4 Pb2+ + 2HSO4-
Kelarutan jauh lebih rendah dengan adanya etanol.
Endapan timbel sulfat larut dalam larutan ammonium asetat yang agak pekat(10M)(a) atau ammonium tartat yang agak pekat(6M)(b) dengan adanya ammonia, pada mana akan terbentuk ion-ion tetraasetatoplumbat(II) dan ditartatoplumbat(II):
PbSO4↓ + 4CH3COO- [Pb()CH3COO)4]2- + SO42- …(a)
PbSO4↓ + 2C4H4O62- [Pb(C4H4O6)2]2- + SO42- …(b)
Kestabilan kompleks-kompleks ini tak terlalu besar, ion kromat, misalnya, dapat mengendapkan timbel kromat dari larutan kompleks-kompleks tersebut.
Bila dididihkan dengan natrium karbonat, timbel sulfat diubah menjadi timbel karbonat dalam suatu reaksi pertukaran endapan:
PbSO4↓ + CO32- PbCO3↓ + SO42-
Dengan mencuci endapan secara dekantasi dengan air panas, ion-ion sulfat dapat dihilangkan, dan endapan akan larut dalam asam nitrat encer.
PbCO3↓ + 2H+ Pb2+ + H2O + CO2↑
6.Kalium kromat dalamlarutan netral, asam asetat atau ammonia: endapan kuning,timbel kromat
Pb2+ + CrO42- PbCrO4↓
Asam nitrat(a) atau natrium hidroksida(b) melarutkan endapan:
PbCrO4↓ + 2H+ ↔ 2Pb2+ + Cr2O72- + 2H2O …(a)
PbCrO4↓ + 4OH- ↔ [Pb(OH)4]2- + CrO42- …(b)
Kedua reaksi reversible, dengan membufferkan larutana, masing-masing dengn ammonia dan asam asetat, timbel kromat mengendap lagi.
7.Kalium iodide: endapan kuning, timbel iodide
Pb2+ + 2I- PbI2↓
Endapan larut sedang-sedang saja dalam air mendidih, menghasilkan larutan yang tak berwarna, dari mana endapan memisah lagi sebagai keeping-keping berwarna kuning keemasan setelah mendingin.
Larutan reagensia yang agak pekat(6M) dalam jumlah yang berlebihan, melarutkan endapan, dan terbentuk ion tetraiodoplumbat(II):
PbI2↓+ 2I- ↔ [PbI4]2-
Reaksi ini dapat balik, ketika diencerkan dengan air, endapan akan muncul lagi.
8.Natrium sulfit dalam larutan netral: endapan putih, timbel sulfat
Pb2+ + SO32-↓ PbSO3↓
Endapan kuning kurang larut dibandingkan timbel sulfat, meskipun dapat dilarutkan baik oleh asam nitrat encer(a), maupun oleh natrium hidroksida(b):
PbSO3↓+ 2H+ Pb2+ + H2O + SO2↑ …(a)
PbSO3↓+ 4OH- [Pb(OH)4]2- + SO32- …(b)
9.Natrium karbonat: endapan putih campuran timbel karbonat dan timbel hidroksida
2Pb2+ + 2CO32- + H2O Pb(OH)2↓ + PbCO3↓ + CO2↑
Pada pendidihan, tak nampak perubahan [perbedaan dari ion-ion merkurium(I) dan perak(I)]. Endapan larut dalam asam nitrat encer, bahkan dalam asam asetat, dan gas CO2 dibebaskan:
Pb(OH)2↓ + PbCO3↓+ 4H+ 2Pb2+ + 3H2O + CO2↑
10.Dinatrium hydrogen fosfat: endapan putih timbel fosfat
3Pb2+ + 2HPO42- ↔ Pb3(PO4)2↓ + 2H+
Reaksi ini dapat-balik, asam-asam kuat(asam nitrat) melarutkan endapan. Endapan ini juga larut dalam natrium hidroksida.
11.Kallium sianida(Racun): endapan putih timbel sianida
Pb2+ + 2CN- Pb(CN)2↓
Yang tak larut dalam reagensia berlebihan. Reaksi ini dapat dipakai untuk membedakan ion timbel(II) dari merkurium(I) dan perak(I), yang bereaksi secara berlainan.

F.      Kegunaan dan Kerugian

Timbal memiliki manfaat yang sangat besar bagi kesejahteraan hidup manusia apabila dikelola secara bijaksana, adapun berbagai kegunaan dari timbal antara lain:

·         Timbal digunakan dalam accu dimana accu ini banyak dipakai dalam bidang automotif.

·          Timbal dipakai sebagai agen pewarna dalam bidang pembuatan keramik terutama untuk warna kuning dan merah.

·         Timbal dipakai dalam industri plastic PVC untuk menutup kawat listrik.

·          Timbal dipakai sebagai proyektil untuk alat tembak dan dipakai pada peralatan pancing untuk pemberat disebakan timbale memiliki densitas yang tinggi, harganya murah dan mudah untuk digunakan.

·         Timbal dipakai untuk pelindung alat-alat kedokteran, laboratorium yang menggunakan radiasi misalnya sinar X.

·         Dalam bentuk senyawaan maka tetra-etil-lead dipakai sebagai anti-knock pada bahan bakar.

Mengenai kegunaan point terakhir, bensin yang mengandung TEL (Tetra Ethyl Lead) di Indonesia dikenal sebagai bensin premium dengan angka oktan bernilai lebih dari 80, sedangkan yang bernlai oktan 98 lebih dikenal sebagai bensin super. Semakin tinggi angka oktan berarti mutu suatu bensin menjadi semakin baik dan efisiensinya semakin tinggi (Jarak yang ditempuh persatuan volume semakin jauh) serta bagus untuk mesin.

Namun ternyata bensin Bertimbal atau yang mengandung TEL menyebabkan ancaman bagi umat manusia. Menurut sebuah penelitian, kadar timbal (Pb) di udara dibeberapa kota besar Indonesia telah melebihi ambang batas yang ditetapkan oleh Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), yaitu sebesar 10 mikrogram per desiliter udara. Diam-diam menghanyutkan, itulah peribahasa yang cocok untuk timbal. Logam timbal adalah silent epidemic yang dampaknya baru diketahui 5-15 tahun kedepan.

Hasil mengejutkan dari studi terbaru dari Campaign for Safe Cosmetic menemukan bahwa terdapat kandungan timbal sebesar 61% dari setiap lipstick yang dites para peneliti. Produk-produk yang telah dites dan dinyatakan terdeteksi mengandung timbal (dan tak satupun lipstick mencatumkan timbal dalam daftar bahan baku) yaitu L’Oreal Colour Riche “True Red”, L’Oreal Colour Riche “Classic Wine”, Cover Girl Incredifull Lipcolor “Maximum Red”, dan Dior Addict “Positive Red”.

Lebih jauh lagi tentang bahaya timbal, ternyata timbal menyebabkan kerugian lainnya yakni:

1. Dapat memicu turunnya IQ seseorang.

2. Perilaku anti sosial

3. Beringas

4. Kesulitan dalam bernalar

5. Anemia

6. Gangguan fungsi reproduksi

7. Memicu cacat pada janin.

8. Sistem pencernaan, di mana Pb dapat menyebabkan kolik dan konstipasi

9. Bersifat karsinogenik dalam dosis tinggi

                  Dari data tersebut, tidaklah mengherankan apabila orang kota memiliki sifat egois. Tidak seperti di pedesaan yang udaranya masih segar, sehingga sifat sosialnya tinggi. Menurut data terpercaya, setiap kenaikan kadar timbal 10 mikrogram per desiliter dalam darah, dapat memicu penurunan IQ sebesar 2,5 Point.

                  Paparan Pb dosis tinggi mengakibatkan kadar Pb darah mencapai 80 µg/dL pada orang dewasa dan 70 µg/dL pada anak-anak sehingga terjadi ensefalopati, kerusakan arteriol dan kapiler, edeme otak, degenerasi neuron, serta perkembangbiakan sel glia yang disertai dengan munculnya ataksia, koma, kejang-kejang, dan hiperaktivitas. Kandungan Pb dalam darah berkorelasi dengan tingkat kecerdasan manusia. Semakin tinggi kadar Pb dalam darah, semakin rendah poin IQ. Apabila dalam darah ditemukan kadar Pb sebanyak tiga kali batas normal (intake normal sekitar 0,3 mg/hari), maka akan terjadi penurunan kecerdasan intelektual. Intoksikasi Pb bisa terjadi melalui jalur oral, lewat makanan, minuman, pernafasan, kontak lewat kulit, kontak lewat mata, serta lewat parenteral. Logam Pb tidak dibutuhkan oleh tubuh manusia sehingga bila makanan atau minuman tercemar Pb dikonsumsi, maka tubuh akan mengeluarkannya^. Sebagian kecil Pb diekskresikan melalui urin atau feses karena sebagian terikat oleh protein dan sebagian lainnya lagi terakumulasi dalam ginjal, hati, kuku, jaringan lemak, dan rambut.

                  Pencemaran timbal tidak hanya melalui udara, namun juga melalui air. Apabila melalui air dapat berupa buangan limbah pabrik yang tidak dikelola secara bijaksana, yang dapat menyebabkan keracunan Timbal. Adapun keracunan yang demikian dampaknya dapat dikurangi dengan pemberian [Ca(EDTA)]^2- yang dapat mengasingkan ion logam Pb²⁺.

Upaya Meminimalisir Dampak Endemik Timbal

·        Bagi sekolah hendaknya menerapkan peraturan 3 km, yakni peraturan yang mewajibkan bagi para siswa yang rumahnya berjarak kurang dari 3 km untuk menaiki sepeda. Selain untuk menghemat penggunaan bahan bakar, menaiki sepeda dapat menjadi olahraga bagi para siswa. Siswa juga diajari untuk peduli pada lingkungan.

·        Menemukan bahan bakar alternatif.

·        Berolahraga secara rutin. Berolahraga dapat meningkatkan metabolism tubuh, yang berarti dapat membongkar senyawa-senyawa yang berbahaya. Apabila seseorang jarang berolahraga, maka logam timbal dapat mudah menumpuk pada tubuh seseorang.

·        Pengelolaan secara bijaksana bagi setiap pabrik yang menggunakan Logam Timbal, sebuah industri tidak hanya mengeruk keuntungan sebesar-besarnya tetapi juga harus memperhatikan alam sekitar pabrik.

 KESIMPULAN

1. Timbal (Pb) adalah unsur yang bersifat logam.
2. Timbal tidak ditemukan bebas dialam akan tetapi biasanya ditemukan sebagai biji mineral bersama dengan logam lain.
3. Sumber mineral timbal yang utama adalah “Galena (PbS)”, “Cerussite (PbCO₃)”, dan “Anglesite (PbSO₄).”
4. Persenyawaan timbal yang umum adalah Tetra Etil Lead (TEL), PbO_2, Timbal(II) Klorida (PbCl₂), Timbal tetroksida (Pb₃O₄), dan Timbal(II) Nitrat.

Logam Pb ini memiliki manfaat yang sangat besar bagi kesejahteraan hidup manusia apabila dikelola secara bijaksana, namun jika tidak, akan mendatangkan kerugian yang tidak sedikit bagi kesehatan dan kesejahteraan manusia.