Bahan Non Logam

A.     PENGERTIAN  NONLOGAM

Nonlogam adalah kelompok unsur kimia yang bersifat elektronegatif, yaitu lebih mudah menarik elektron valensi dari atom lain dari pada melepaskannya. Unsur-unsur yang termasuk dalam nonlogam adalah:

1.      Halogen : Fluorine (F), Chlorine (Cl), Bromine (Br), Iodine (I), Astatine (At), Ununseptium (Uus).

2.      Gas mulia : Helium (H), Neon (Ne), Argon (Ar), Krypton (Kr), Xenon (Xe), Radon (Rn), Ununoctium (Uuo).

3.      Nonlogam lainnya : Hidrogen (H), Carbon (C), Nitrogen (N), Phosphorus (F), Oxygen (O), Sulfur (B), Selenium (Se).

Sebagian besar nonlogam ditemukan pada bagian atas tabel periodik, kecuali hidrogen yang terletak pada bagian kiri atas bersama logam alkali. Walaupun hanya terdiri dari 20 unsur, dibandingkan dengan lebih dari 80 lebih jenis logam, nonlogam merupakan penyusun sebagian besar isi bumi, terutama lapisan luarnya.

Pada tabel periodik, unsur-unsur di daerah perbatasan antara logam dan nonlogam mempunyai sifat ganda. Misalnya unsur Boron (B) dan Silikon (Si) merupakan unsur nonlogam yang memilki beberapa sifat logam yang disebut unsur metaloid. 

B.      SIFAT FISIS NONLOGAM

Pada umumnya unsur nonlogam mempunyai sifat fisis, antara lain:

1.      Nonlogam tidak dapat memantulkan sinar yang datang sehingga nonlogam tidak terlihat mengkilat.

2.      Nonlogam tidak dapat menghantarkan panas dan listrik sehingga disebut sebagai isolator.

3.      Nonlogam sangat rapuh sehingga tidak dapat ditarik menjadi kabel atau ditempa menjadi lembaran.

4.      Densitas atau kepadatannya pun relatif rendah sehingga terasa ringan jika dibawa dan tidak bersifat diamagnetik (dapat ditarik magnet).

5.      Nonlogam berupa padatan, cairan dan gas pada suhu kamar. Contohnya padatan Carbon (C), cairan Bromin (Br) dan gas Hidrogen (H).

C.      SIFAT KIMIA NONLOGAM

Sifat-sifat kimia yang dimiliki unsur nonlogam antara lain:

1.      Jika dilihat dari konfigurasi elektronnya, unsur-unsur nonlogam cenderung menangkap elektron karena memiliki energi ionisasi yang besar untuk membentuk anion. Contohnya,    Cl^-      O^2-      N³

2.      Umumnya unsur nonlogam memiliki titik leleh dan titik didih yang relatif rendah jika dibandingkan dengan unsur logam.

3.      Nonlogam memiliki 4 sampai 8 elektron dalam kulit terluar dari atom-atomnya.

4.      Nonlogam yang bereaksi dengan logam akan membentuk garam.

                                                nonlogam   +    logam          garam

5.      Kebanyakan nonlogam oksida yang larut dalam air akan bereaksi membentuk asam. Contohnya:

                                         nonlogam oksida     +        air                asam

                                  CO₂ (g)             +     H₂O (l)         H₂CO₃ (aq)

6.      Nonlogam dapat bereaksi dengan basa membentuk garam dan air.

                            nonlogam oksida  +          basa                garam        +       air

                                  CO ₂ (g)       +   2NaOH (aq)      Na₂CO₃ (aq)  +    H₂O (l)

D.    PENGGUNAAN NONLOGAM

Belerang merupakan endapan gas belerang yang membatu. Terbentuknya belerang karena aktifitas vulkanisme. Belerang (Su) ini banyak digunakan di berbagai macam industri, misalnya
pupuk, kertas, cat, plastik, bahan sintetis, pengolahan minyak bumi, industri karet dan ban, industri gula pasir, aki, industri kimia, bahan peledak, pertenunan, film dan fotografi, industri logam dan besi baja, bahan korek api, obat-obatan dan lain-lain.

Belerang atau sulfur ini tersebar di Pegunungan Ijen (Jawa Timur), Dataran Tinggi
Dieng (Jawa Tengah), dan Tangkuban Perahu (Jawa Barat).

Fosfat merupakan bahan endapan dari kotoran kelelawar dan burung. Fosfat terdapat di daerah karst terutama di dalam gua-gua. Pemanfaatannya digunakan untuk bahan utama pupuk fosfat. Tersebar di Bojonegoro (Jawa Timur), Ajibarang (Jawa Tengah), dan Bogor (Jawa Barat).

Contoh dari carbon (C) adalah intan atau berlian. Intan dalam tingkatan kekerasan batuan, merupakan batuan yang mempunyai tingkatan kekerasan paling tinggi, sehingga intan bisa digunakan untuk mengiris kaca dan marmer. Intan berasal dari endapan tumbuhan jenis pakis-pakisan yang telah mengalami proses yang sangat panjang dan lama. Pemanfaatan utama intan ialah digunakan sebagai perhiasan. Mineral intan tersebar di Martapura (Kalimantan Selatan),
Longiram (Kalimantan Timur), Sei Pinang (Kalimantan Tengah), dan Muara Mengkiang (Kalimantan barat).

Karbon monoksida (CO) lebih dikenal karena sifatnya yang beracun daripada kegunaannya. Gas ini dapat berikatan dengan haemoglobin dalam darah sehingga menghalangi fungsi utama darah sebagai pengangkut oksigen. Gas CO tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. CO di udara berasal dari pembakaran tak sempurna dalam mesin kendaraan bermotor dan industri. Beberapa penggunaan CO adalah sebagai reduktor pada pengolahan logam, sebagai bahan baku untuk membuat methanol dan merupakan komponen berbagai jenis bahan bakar gas.

Gas CO₂ tidak beracun, tetapi jika kadarnya terlalu besar (10-20%) dapat membuat pingsan dan merusak sistem pernapasan. CO₂ terbentuk pada pembakaran bahan bakar yang mengandung karbon seperti batu bara, minyak bumi, gas alam dan kayu. Gas ini juga dihasilkan pada pernapasan makhluk hidup. Karbon dioksida komersial diperoleh dari pembakaran residu penyulingan minyak bumi. Dalam jumlah besar juga diperoleh sebagai hasil samping produksi urea dan pembuatan alkohol dari proses peragian. Beberapa penggunaan komersial karbon dioksida adalah karbon dioksida padat yang disebut es kering digunakan sebagai pendingin, untuk memadamkan kebakaran dan untuk membuat minuman ringan.

B. Contoh Bahan Non Logam

1. Asbes

Asbes adalah suatu jenis mineral terdiri dari asam kerbik dan magnesium yang berbentuk serat. Untuk beberapa mineral sangat berbeda dalam komposisi, kekuatan, fleksibilitas, dan kualitas dari serat – seratnya. Asbes dipakai untuk melapisi rem mobil. Serat asbes yang murni dipakai untuk keperluan kimia. Tali asbes dan kain asbes banyak digunakan untuk bermacam keperluan.  

2.  Plastik

Plastik merupakan bahan yang sangat penting dalam dunia permesinan dan industri modern. Plastik adalah bahan sintetis berasal dari minyak mineral, gas alam, atau dibuat dari bahan asal batu bara, batu kapur, udara, air dan juga dari binatang dan tumbuh-tumbuhan. Pengolahannya dapat dikerjakan pada proses panas dan tekanan.

Sifat-sifat plastik pada umumnya adalah sebagai berikut.

a.	Tahan korosi oleh atmosfer ataupun oleh beberapa zat kimia.
b.	Berat jenisnya cukup rendah, sebagian dapat mengapung dalam air.
c.	Cukup ulet dan kuat, tetapi kekuatannya di bawah logam.
d	Bahan termoplastik mulai melunak pada suhu yang rendah, sedikit mempunyai wujud yang menarik dan dapat diberi warna, ada yang transparan

Sifat mekanik dari plastik adalah tidak mudah pecah dan rapuh. Beberapa bahan plastik koefisien geseknya sangat rendah sehingga sering digunakan sebagai bantalan kering.

Keburukan-keburukan dari plastik adalah sebagai berikut.

a.         Kecenderungan memuai yaitu menjadi lebih panjang dengan adanya beban.

b.         Suhu diatas 200⁰ C sifatnya menjadi kurang baik.

c.          Terjadi perubahan polimer selama pemakaian yang kemungkinan

sekali karena aksi dari sinar ultra violet. Bahan plastik dibagi dalam dua golongan yaitu plastik termoseting dan thermoplastik.

(a). Termoseting

Bahan ini keras dan mempunyai daya tahan panas yang tinggi. Proses pengerjaan plastik termoseting adalah sebagai berikut. Bahan baku (resin) berbentuk biji-biji kering dan

bahan tambahan dimasukkan kedalam cetakan lalu dipanaskan hingga 150⁰ C, kemudian ditekan dengan gaya

kira-kira 150 atm. bAhan ini akan mencair dan memenuhi model. Selanjutnya dipanasi lagi hingga bahan tersebut mengeras, lalu tutup cetakan dibuka dan benda tersebut diangkat. Proses itu berlangsung pada temperatur tinggi. Untuk mendapatkan permukaan benda yang halus cetakan harus dipoles, terutama digunakan dalam pembuatan alat-alat listrik, tread bushing, dan bearing bushing.

(b). termoplastik

Thermoplastik tersusun dari molekul-molekul panjang. Jikalau molekul panjang itu diumpakan sebagai sebuah garis yang ditarik dan kita letakkan dua buah molekul panjang berdampingan maka memperlihatkan suatu gambaran dari suatu termoplas dalam keadaan padat.

Jika termolas dipanaskan untuk menjaga keseimbangan maka molekul panjang akan bergerak lebih banyak. Suhu pemanasan yang menyebabkan proses ini dinamakan suhu pelunak. Bila termoplastik dipanaskan lebih lama, molekul panjang akan bergerak keluar dari keseimbangannya dan berpindah tempat terhadap satu sama lain. suhu pada saat tersebut dinamakan suhu lumer dan bahan menjadi cair.

Antara fasa padat dan cair terdapat fasa antara tambahan, saat itu bahan berada dalam keadaan lunak. Dalam keadaan itu bahan dikatakan plastik. Jadi termoplastik adalah bahan yang menjadi plastis karena pemanasan dan bentuknya dapat diubah dalam keadaan plastis itu. Bahan-bahan termoplastik adalah polietilen, polivinil khlorida, polistiren, poliamide dan poliester.

Metode pembentukan termoplastik yaitu.

?   Proses pembentukan vakum, pembentukan cara ini dilakukan untuk komponen yang relatif besar, dalam metode ini tidak dibutuhkan cetakan yang mahal ataupun mesin yang mahal.

?   Pembentukan dengan injeksi, pembentukan injeksi khususnya dilakukan untuk polistiren, politilen, poliamide. Resin tersebut pertama-tama dipanaskan pada silinder pemanas kemudian ditekan melalui lubang laluan menuju ke cetakan yang mana dengan pendinginan akan menjadi cepat padat.

?   Pembentukan dengan proses ekstrusi, mesin extruder dapat juga digunakan untuk pembentukan injeksi tetapi terutama untuk menghasilkan bahan-bahan yang panjang seperti lembaran plastik, pelapis kabel, pipa plastik, dan film. Ekstrusi adalah proses yang menggunakan panas dan tekanan untuk melelehkan polietilen dan polivinil klorida yang didorong melewati cetakan dengan ukuran yang sangat teliti pada produksi bersambung

.

(2). Bahan Isolasi

Bahan isolasi adalah bahan yang menyekat, artinya yang tidak menghantarkan. Bahan isolasi dibedakan atas bahan penyekat listrik, penyekat suara, penyekat getaran, penyekat panas, penyekat bangunan, dan bahan penyekat konstruksi bangunan mesin.

(a). Bahan penyekat listrik, bahan ini harus tahan terhadap tegangan, arus listrik dan tidak boleh menghantarkan listrik, walaupun lembabnya udara dan buruknya keadaan suhu. Bahan-bahan penyekat listrik yaitu sebagai berikut.

Produk alam yaitu mika (kolektor) dan asbes (oven listrik). Bahan keramik yaitu porselen dan steatif (isolator) dan kaca (lampu dan pipa). Zat cair yaitu minyak isolasi (transformator dan kabel) dan lak isolasi (kawat).

Lapisan tekstil dan kertas yang diintgrasikan yaitu prespan (isolasi alur), kertas isolasi (kondensator), dan tekstil isolasi (kumparan).Produk organik sintetis yaitu polieten, polivinil klorida, polisterin

dan karet (kawat dan kabel), dan formaldehid (bahan penghubung).

(b). Bahan penyekat suara, bahan ini harus sedikit mungkin dapat ditembus suara dan bahan ini sangat penting dalam konstruksi bangunan kapal. Zat penyekat suara yang paling baik ialah udara dinding. Sifat ini digunakan pada konstruksi dinding berganda yaitu terdiri dari dua dinding terpisah sama sekali. Bahan penyekat suara yang lain adalah pelat serat kayu, pelat kumparan lunak (soft brand plate), dan pelat jerami.

(c). Bahan penyekat getaran, bahan ini harus dapat meredam getaran dalam konstruksi bangunan-bangunan mesin dan kendaraan. Bahan penyekat getaran yang terpenting adalah kulit dan karet.

(d). Bahan penyekat panas, bahan ini tidak boleh menghantarkan panas dari konstruksi bangunan gedung dan konstruksi bangunan mesin. Bahan penyekat panas harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut.

Koefisien panas harus rendah, Daya tahan lembab yang baik, Daya tahan suhu yang tinggi,Masa jenis yang rendah

(e). Bahan penyekat bangunan, yang baik adalah udara diam mempunyai koefisien daya hantar yang paling rendah yaitu 0,02 J/det ⁰Cm. Konstruksi dinding berlaois dimana udara diam terdapat suara yang baik, juga bekerja sebagai isolasi panas yang sempurna. Bahan penyekat panas yang lain ialah, kayu, pelat serat kayu, pelat gabus, pelat damar buatan, pelat beton batu apung, pelat semen asbes, dan kertas yang dipreparasikan.

(3). Bahan Paking

Bahan paking ialah bahan yang digunakan untuk perapat ruangan yang berisi zat cair atau gas. Sifat perapatannya dibedakan atas dua jenis yaitu;

(a). Perapat statis, adalah perapatan bagian yang tidak bergerak terhadap satu sama lain, seperti paking tutup silinder head, karter, dan lain­lainnya.

(b). Perapat dinamis, adalah perapatan bagian-bagian yang bergerak terhadap satu sama lain. perapatan dinamis ini dapat dibedakan dalam dua kelompok, yaitu perapatan bagian-bagian yang bergerak bolak-balik terhadap satu sama lain dan perapatan bagian-bagian yang berputar terhadap satu sama lain.

Bahan paking dibedakan dalam kelompok bukan metalik, setengah metalik dan metalik.

(a). Bahan paking bukan metalik.

• Alat perapat statis

?   Kertas dan karton, bahan yang terbuat dari campuran serat yang ditambah dengan perekat dan bahan pengisi. Sebagai serat digunakan serat kayu, serat kain tua, serat jerami dan serat kertas tua.

?   Fiber, bahan terdiri dari lapisan-lapisan kertas yang diimpregnasikan (dijenuhkan) dengan damar buatan, fiber ini biasanya digunakan sebagai paking pelat .

?   Gabus, bahan ini berasal dari kulit pohon gabus. Gabus ini diikat berupa pelat dan digunakan sebagai paking pelat.

• Alat perapat statis dan dinamis

?   Kulit, adalah bahan kulit binatang yang disamak dengan asam krom mineral dinamakan kulit krom. Kulit selain dipakai dalam bentuk gelang juga paking pelat-pelat, terutama digunakan dalam bentuk manset sebagai paking perapat untuk batang.

?   Karet, bahan ini terbuat dari karet alam dan jenis karet sintetis karena kekenyalanya yang besar termasuk bahan paking yang terbaik. Akan tetapi bahan paking ini hanya sesuai untuk media tertentu yaitu pada suhu, tekanan, dan kecepatan yang tidak terlampau tinggi. Paking karet digunakan untuk perapat pipa­pipa air, dan lain-lain.

?   Asbes, adalah silikat magnesium yang ditemukan di alam dalam bentuk serat. Dalam bentuk itu daya tahan suhunya kira-kira 500 ⁰C, akan tetapi, asbes biasanya diberi campuran karet dan grafit. Asbes digunkan sebagai paking pelat dan paking sumbat tabung, paking ini dibuat dalam berbagai bentuk.

?   Politetrafluoreten, ialah plastik termoplastis dalam keadaan murni daya tahan kimianya baik dan daya tahan suhunya kira-kira 260 ⁰C akan tetapi, bahan ini sering juga ditambahkan kepada asbes sebagai bahan impegnasi. Politetrafluoereten digunakan sebagai paking pelat dan paking sumbat tabung dan terseia dalam berbagai macam bentuk.

 (b). Bahan paking setengah metalik.

• Alat perapat statis Karet dengan kasa tembaga, tersedia dalam bentuk palet. Asbes dengan kasa tembaga, paking ini terdiri dari kain asbes yang ditenun dengan tembaga. Keseluruhannya diimpregnasikan dengan suatu massa tahan panas dan kemudian diberi grafit pada salah satu sisi atau kedua belah sisinya. Asbes dengan kasa baja, pada kedua belah sisi kasa baja yang ditenun rapat dan kuat ditempelkan dengan tekanan tinggi suatu lapisan tipis.
• Asbes dengan salut tembaga yang tipis, asbes diberi sati lapisan tipis salut tembaga dan dapat diperoleh sebagai barang jadi (gelang dan paking kepala).

(c). Bahan paking metalik

?   Alat perapat statis, terbuat dari baja, tembaga, loyang, timbel, aluminium, dan nikel. Bahan ini digunakan dalam bentuk gelang persegi panjang, bulat, bulat telur, bentuk lensa, atau bentuk lain yang diinginkan.

?   Alat perapat dinamis terbuat dari bahan logam putih yang digunakan sebagai paking sumbang tabung dalam berbagai bentuk.