Vanadium (V): Proses Terbentuknya – Kegunaan – Jenisnya
Dalam ilmu kimia, vanadium (V) adalah unsur kimia yang berada di Grup 5 dalam sistem periodik. Unsur kimia ini ditemukan oleh mineralogi Spanyol Andrés Manuel del Río pada tahun 1801.
Namun, setelah ia sadar bahwa vanadium hanya sebatas kromium yang tidak murni, unsur kimia ini ditemukan kembali pada tahun 1830 oleh kimiawan Swedia Nils Gabriel Sefstrom yang menamakannya vanadis. Vanadium pun merupakan elemen ke-22 yang paling melimpah di kerak bumi.
Sifat Vanadium
- Vanadium memiliki warna abu-abu putih dan memiliki lapisan pelindung oksida di permukaannya, sehingga tahan terhadap korosi.
- Vanadium terbentuk pada endapan yang mengandung karbon, contohnya minyak mentah, batu bara, dan pasir tar.
Proses Terbentuknya Vanadium
Vanadium murni tidak dapat ditemukan di alam, melainkan ada senyawa pada setidaknya 65 mineral bijih seperti patronit, vanadinit, kartonit, dan bauksit. Unsur kimia ini juga dapat ditemukan dalam bebatuan fosfat dan beberapa bijih besi. Selain itu, vanadium dapat ditemukan dalam batu meteor. Contohnya adalah pada gambar meteor yang pernah jatuh ke bumi.
Pada umumnya, unsur kimia ini terdapat di sebagian besar tanah dengan jumlah yang bervariasi. Kemudian, tanaman akan menyerap unsur kimia tersebut. Spesies seperti kerang dan kepiting juga mengandung konsentrasi vanadium yang tinggi karena telah terakumulasi di tubuh mereka.
Di dunia, sekitar 45.000 ton vanadium doproduksi per tahun. Cadangan besar unsur ini dapat ditemukan di Afrika Selatan dan Rusia.
Kegunaan Vanadium
1. Untuk memproduksi logam tahan karat
Karena vanadium memiliki sifat tahan korosi dan tahan karat, unsur air ini biasa digunakan dalam memproduksi logam-logam tahan karat serta peralatan yang biasa digunakan dalam kecepatan tinggi.
2. Sebagai paduan
Seperti logam-logam lainnya, vanadium dicampur dengan aluminium dan titanium agar dapat digunakan dalam mesin jet dan rangka pesawat. Vanadium juga biasa dicampur dengan baja untuk digunakan dalam roda, poros engkol, roda gigi, dan komponen-komponen lainnya.
3. Untuk reaktor nuklir
Karena vanadium dapat menyerap neutron yang rendah, logam ini biasa digunakan dalam reaktor nuklir.
4. Sebagai katalis
Dalam pembuatan asam sulfat dan anhidrida maleat, vanadium oksida biasa digunakan sebagai katalis. Proses pembuatan keramik juga menggunakan vanadium oksida.
4. Untuk kaca
Vanadium dapat ditambahkan ke kaca untuk menghasilkan warna hijau atau biru. Karena kaca tersebut telah dilapisi dengan vanadium oksida (VO2), kaca tersebut dapat memblokir radiasi infra merah pada suhu tertentu.
Reaksi Vanadium
1. Dengan air
Karena permukaan logam vanadium dilapisi oksida, unsur ini tidak dapat bereaksi dengan air dalam kondisi normal. Rumus reaksi tersebut adalah sebagai berikut:
V(s) + H2O(g)
2. Dengan oksigen
Logam vanadium hanya akan bereaksi dengan oksigen jika dipanaskan, karena selain manfaat oksigen, oksigen juga dapat menghasilkan vanadium oksida (V2O5) yang memiliki warna kuning-oranye. Rumus reaksi tersebut adalah sebagai berikut:
4V(s) + 5O2(g) → 2V2O5(s)
3. Dengan halogen
Ketika vanadium bereaksi dengan halogen, hasilnya adalah vanadium fluorida yang tidak berwarna. Rumus dari reaksi tersebut adalah sebagai berikut:
2V(s) + 5F2(g) → 2VF5(I)
Jenis Vanadium
1. Vanadium oksida
Vanadium oksida, atau juga biasa dikenal sebagai vanadium pentoksida, adalah senyawa yang tersusun dari vanadium dan oksigen dengan rumus V2O5. Masa molar senyawa ini adalah 181.9 gram/mol dengan titik leleh 690°C dan titik didihnya 1750°C.
Senyawa tersebut memiliki warna kuning-oranye, dan ketika dibekukan senyawa ini akan membentuk kristal-kristal yang berbentuk jarum. Senyawa ini biasa digunakan sebagai katalis dalam pembuatan asam sulfat dan anhidrida maleat.
Pembuatan keramik juga biasa menggunakan vanadium oksida agar dapat memberi warna cokelat hingga hijau. Akan tetapi, bahaya dari senyawa ini adalah dapat menyebabkan iritasi pada mata, kulit, saluran pernapasan, radang trakea dan bronkus, edema paru-paru, dan keracunan sistemik pada tubuh manusia.
Secara struktur, vanadium oksida memiliki struktur trigonal bipiramida terdistorsi karena rasio jari-jari relatif terhadap oksigen dan ukuran vanadium yang terlalu besar untuk koordinasi struktur tetahedron dan terlalu kecil untuk koordinasi oktahedron.
Untuk membentuk vanadium oksida, pemanasan vanadat (NH4VO3) dapat dilakukan melalui persamaan reaksi sebagai berikut:
2NH4VO3 (s) → NH3 (g) + V2O5 (s) + H2O (g)
Vanadium oksida juga dapat diperoleh dengan menambahkan larutan asam encer ke dalam larutan amonium vanadat melalui persamaan reaksi sebagai berikut:
2NH4VO3 (aq) + H2SO4 (aq) → (NH4)2SO4 (aq) + H2O (l) +V2O5 (s)
Walaupun vanadium menjadi unsur kimia yang penting, efeknya pada kesehatan tubuh manusia dan lingkungan juga besar. Jika terpapar secara langsung pada debu vanadium peroksida, orang tersebut akan mengalami iritasi mata, hidung, dan tenggorokan parah.
Vanadium pun dapat dikonsumsi melalui makanan seperti gandum, kacang keledai, minyak zaitun, apel, dan telur, namun jika diserap dalam jumlah yang terlalu tinggi akan menyebabkan iritasi paru-paru, tenggorokan, mata, dan rongga hidung.
Dalam lingkungan, vanadium dapat ditemukan di berbagai tanaman, invertebrata, ikan, dan spesies lainnya. Namun, vanadium dapat menyebabkan penghambatan enzim-enzim dalam kehidupan sehari hari pada hewan serta memicu gangguan pernapasan, kelumpuhan, dan efek negatif pada hati dan ginjal.
Maka kita harus selalu perhatikan penggunaanya dan pastikan bahwa kita menggunakan unsur kimia vanadium atau senyawa darinya dengan benar agar tidak menyebabkan kerusakan parah baik pada tubuh atau pada lingkungan.
