Timah (Sn) adalah unsur kimia yang termasuk keluarga karbon, Golongan 14 (IVa) dari tabel periodik. Ini adalah logam putih lembut berwarna keperakan dengan semburat kebiruan, yang dikenal oleh orang-orang kuno dalam perunggu, paduan dengan tembaga. Timah banyak digunakan untuk melapisi kaleng baja yang digunakan sebagai wadah makanan, logam yang digunakan untuk bantalan, dan solder.
Apa itu timah?
Timah adalah logam putih keperakan, lunak, lunak yang bisa dipoles tinggi.
Timah memiliki struktur yang sangat kristalin dan ketika batang timah bengkok, terdengar ‘tangisan timah’ karena pecahnya kristal-kristal ini.
Ini menolak oksigen dan air tetapi larut dalam asam dan basa. Permukaan yang terbuka membentuk film oksida. Ketika dipanaskan di udara, timah membentuk timah (IV) oksida (stannic oxide) yang lemah asam.
Timah memiliki dua bentuk alotropik pada tekanan normal, timah abu-abu dan timah putih. Timah putih murni perlahan cenderung menjadi bubuk abu-abu (grey tin), suatu perubahan yang biasa disebut ‘hama timah’ pada suhu di bawah 13,2 oC. Timah abu-abu tidak memiliki sifat logam sama sekali. Kaleng berkualitas komersial tahan terhadap hama timah sebagai akibat dari efek penghambat pengotor minor.
Sejarah timah
Timah memiliki dampak langsung pada sejarah manusia terutama karena perunggu, meskipun dapat digunakan dengan haknya sendiri, menyaksikan cincin timah dan botol peziarah yang ditemukan di sebuah makam Mesir dari dinasti kedelapan belas (1580–1350 SM). Orang Cina menambang timah sekitar 700 SM di provinsi Yunnan. Timah murni juga ditemukan di Machu Picchu, benteng gunung Inca.
Ketika tembaga dicampur dengan sekitar 5 persen timah, ia menghasilkan perunggu, yang tidak hanya meleleh pada suhu yang lebih rendah, sehingga membuatnya lebih mudah untuk bekerja, tetapi menghasilkan logam yang jauh lebih keras, dan ideal untuk peralatan dan senjata. Zaman Perunggu sekarang merupakan tahap yang diakui dalam pengembangan peradaban. Bagaimana perunggu ditemukan, kita tidak tahu, tetapi orang-orang Mesir, Mesopotamia, dan lembah Indus mulai menggunakannya sekitar 3000 SM.
Sifat timah
Timah tidak beracun, ulet, mudah dibentuk, dan disesuaikan dengan semua jenis kerja dingin, seperti penggulungan, pemintalan, dan ekstrusi. Warna timah murni dipertahankan selama pemaparan karena lapisan tipis oksida stannik yang tipis, tidak terlihat, terbentuk secara spontan melalui reaksi dengan oksigen dari udara.
Titik leleh rendah timah dan adhesi yang kuat untuk membersihkan permukaan besi, baja, tembaga, dan paduan tembaga memfasilitasi penggunaannya sebagai bahan pelapis yang tahan terhadap oksidasi.
Timah ada dalam dua bentuk berbeda, atau alotrop: bentuk akrab, timah putih (atau beta), dan timah abu-abu (atau alfa), yang berbentuk bubuk dan tidak banyak digunakan. Bentuk abu-abu berubah menjadi putih di atas 13,2 ° C (55,8 ° F), dengan cepat pada suhu di atas 100 ° C (212 ° F); transformasi terbalik, yang disebut hama timah, terjadi pada suhu rendah dan secara serius menghambat penggunaan logam di daerah yang sangat dingin. Perubahan ini cepat hanya di bawah −50 ° C (−58 ° F), kecuali dikatalisis oleh timah abu-abu atau timah dalam keadaan oksidasi +4, tetapi dicegah oleh sejumlah kecil antimon, bismut, tembaga, timah, perak, atau emas biasanya hadir dalam kadar komersial timah.
Timah putih memiliki struktur kristal tetragonal yang berpusat pada tubuh, dan timah abu-abu memiliki struktur kubik yang berpusat pada wajah. Ketika ditekuk, kaleng membuat “tangisan” yang menakutkan dan berderak saat kristal-kristal itu saling menghancurkan.
Timah diserang oleh asam dan alkali yang kuat, tetapi larutan yang hampir netral tidak terlalu memengaruhi. Klorin, bromin, dan yodium bereaksi dengan timah, tetapi fluor hanya bereaksi secara perlahan pada suhu kamar.
Kegunaan timah
Timah memiliki banyak kegunaan. Dibutuhkan cat tinggi dan digunakan untuk melapisi logam lain untuk mencegah korosi, seperti dalam kaleng, yang terbuat dari baja berlapis timah. Paduan timah penting, seperti solder lunak, perunggu, dan perunggu fosfor. Paduan niobium-timah digunakan untuk magnet superkonduktor.
Pelapisan timah dari besi melindungi yang terakhir dari korosi; pipa dan katup timah menjaga kemurnian dalam air dan minuman; timah cair adalah dasar untuk produksi gelas-kaca. Karena timah murni relatif lemah, maka timah itu tidak digunakan secara struktural kecuali dicampur dengan logam lain dalam bahan seperti perunggu, logam bantalan, logam jenis, solder berbasis timah, logam lonceng, logam babbitt, dan paduan casting suhu rendah.
Timah oksida, di mana timah berada dalam keadaan oksidasi +4, berguna dalam membuat badan keramik buram, sebagai abrasif ringan, dan sebagai bahan pembobot untuk kain.
Timah fluorida dan timah pirofosfat, yang timahnya dalam keadaan oksidasi +2, digunakan dalam pasta gigi.
Senyawa timah organik bertindak sebagai penstabil dalam plastik tertentu dan sebagai pengawet kayu. Paduan kristal dengan niobium adalah superkonduktor pada suhu setinggi 18 K (−427 ° F) dan mempertahankan sifat ini dalam medan magnet yang sangat kuat.
Unsur timah tampaknya tidak beracun, dan jumlah timah hingga 300 bagian per juta, seperti yang dilarutkan oleh makanan yang dikemas dalam wadah berlapis timah dan peralatan memasak, tidak berbahaya. Namun, senyawa timah organik yang biasa digunakan sebagai biosida dan fungisida beracun bagi manusia.
Garam timah yang disemprotkan ke kaca digunakan untuk menghasilkan lapisan konduktif listrik.
Garam timah yang paling penting yang digunakan adalah timah (II) klorida, yang digunakan sebagai zat pereduksi dan sebagai mordan untuk mewarnai belacu dan sutra. Timah (IV) oksida digunakan untuk sensor keramik dan gas. Seng stanat (Zn2SnO4) adalah penghambat api yang digunakan dalam plastik.
Beberapa senyawa timah telah digunakan sebagai cat anti fouling untuk kapal dan perahu, untuk mencegah teritip. Namun, bahkan pada tingkat rendah, senyawa ini sangat mematikan bagi kehidupan laut, terutama tiram. Penggunaannya sekarang telah dilarang di sebagian besar negara.
Peran biologis
Timah tidak memiliki peran biologis yang diketahui pada manusia, meskipun mungkin penting untuk beberapa spesies. Logam ini tidak beracun, tetapi senyawa organo-timah bisa beracun dan harus ditangani dengan hati-hati. Tumbuhan mudah menyerap timah.
Kelimpahan alami
Timah ditemukan terutama dalam bijih cassiterite (timah (IV) oksida). Ini terutama ditemukan di ‘sabuk timah’ yang membentang melalui Cina, Thailand dan Indonesia. Itu juga ditambang di Peru, Bolivia dan Brasil. Itu diperoleh secara komersial dengan mengurangi bijih dengan batubara di dalam tungku.
Senyawa
Timah membentuk dua rangkaian senyawa: stannous, di mana timah berada dalam keadaan oksidasi +2, dan stannik, di mana timah berada dalam keadaan +4. Beberapa senyawa stannous yang lebih penting secara komersial adalah Timah(II) klorida, SnCl2, yang digunakan dalam galvanisasi timah dan sebagai agen pereduksi dalam pembuatan polimer dan pewarna; Timah(II) oksida, SnO, yang digunakan dalam pembuatan garam timah untuk pereaksi kimia dan untuk pelapisan; dan stannous fluoride, SnF2, bahan aktif dalam pasta gigi. Senyawa stannik yang penting termasuk Timah(IV) klorida, SnCl4, banyak digunakan sebagai stabilisator untuk parfum dan sebagai bahan awal untuk garam timah lainnya; dan Timah dioksida, SnO2, katalis yang berguna dalam proses industri tertentu dan bubuk pemoles untuk baja.
Timah dapat membentuk ikatan dengan karbon, seperti pada lebih dari 500 senyawa organotin yang dikenal. Stabilisator organotin digunakan untuk mencegah perubahan polivinil klorida setelah terpapar cahaya dan panas. Sejumlah senyawa organotin adalah bahan utama dalam biosida dan fungisida.