Belerang (S)

 

Belerang di alam terdapat sebagai unsur bebas ataupun senyawa. Sebagai unsur bebas, belerang terdapat dalam bentuk endapan-endapan dalam tanah serta kawah-kawah gunung berapi, mungkin merupakan hasil reaksi antara gas SO₂ dan H₂S.
8 SO₂(g) + 16 H₂S(g) → 16 H₂O(l) + 3S₈(s)
Kestabilan molekul belerang (S₈) disebabkan molekul belerang terdiri dari delapan atom yang saling mengikat dan membentuk suatu cincin.

Sebagai senyawa, belerang terdapat dalam berbagai bentuk, antara lain:

1. Sebagai sulfida
   Belerang yang terdapat sebagai senyawa berupa sulfida-sulfida logam, seperti pirit (FeS₂); seng blende (ZnS); galena/timbal glans (PbS); cinnabar (HgS); tembaga kis (Cu₂S); dan calcopyrite (CuFeS₂).
2. Sebagai sulfat
   Belerang yang terdapat sebagai senyawa sulfat, seperti batu tahu atau gibs atau kalsium sulfat (CaSO₄): garam epsom atau garam Inggris atau magnesium sulfat (MgSO₄.7 H₂O); dan barium sulfat (BaSO₄).
3. Sebagai senyawa organik
   Belerang yang terdapat sebagai senyawa organik terdapat dalam minyak bumi dan batu bara.
4. Sebagai gas hidrogen sulfida
   Belerang yang terdapat sebagtai gas hidrogen sulfida (H₂S) terdapat dalam gas alam.

Belerang padat mempunyai dua bentuk alotropi, yaitu belerang rombik (belerang alfa) dan belerang monoklinik (belerang beta). Belerang rombik adalah belerang yang biasa kita lihat berwarna kuning, stabil di bawah suhu 95,5°C. Di atas suhu 95,5°C belerang rombik berubah menjadi belerang monoklinik, yang seterusnya mencair pada suhu 113°C.

Pembuatan belerang

Belerang dapat dihasilkan menurut cara Sisilia dan cara Frasch. Cara pembuatan belerang tersebut adalah:

• Cara Sisilia
  Cara Sisilia dilakukan untuk memperoleh belerang yang ada di permukaan tanah, yaitu batu yang mengandung belerang dipanaskan hingga belerang  melebur dan terpisah dari batuan. Selanjutnya, belerang yang tidak murni ini dimurnikan dengan cara sublimasi.

• Cara Frasch
  Cara Frasch dilakukan untuk memperoleh belerang yang ada jauh di dalam tanah maka pengambilan belerang dengan menggunakan bor.
  Pipa bor terdiri atas tiga pipa konsentris, yaitu pipa air panas; pipa untuk udara bertekanan tinggi, dan pipa untuk belerang cair naik ke atas.

Cara kerja proses Frasch adalah sebagai berikut.

• Melalui pipa sebelah luar di alirkan air sangat panas (superheated) yaitu sekitar 180°C untuk mencairkan deposit belerang.
• Pada saat yang sama dipompakan udara bertekanan tinggi (sekitar 20-25 atm) melalui pipa sebelah dalam.
• Dengan demikian, belerang cair dipaksa keluar melalui pipa yang lain dan belerang cair tersebut dibiarkan membeku.

Oleh karena belerang tidak larut dalam air maka belerang yang diperoleh dengan cars ini dapat mencapai kemurnian 99,6%. Sekarang ini proses Frasch sudah di tinggalkan karena kebutuhan belerang lebih banyak berasal dari hasil desulfu risasi minyak bami agar mengurangi pencemaran akibat pembakaran belerang dalam bahan bakar minyak.

Penggunaan belerang

Unsur belerang banyak digunakan untuk berbagai keperluan, antara lain untuk membuat asam sulfat, mesiu, insektisida, vulkanisasi karet untuk industri ban. dan untuk membuat senyawa-senyawa belerang lainnya. Senyawa belerang yang sering digunakan antara lain:

Asam sulfat (H₂SO₄)

Asam sulfat merupakan senyawa belerang terpenting, paling banyak dipro- duksi dan paling banyak digunakan karena paling murah.Ada dua macam cara pembuatan asam sulfat, yaitu proses bilik-timbal dan proses kontak.

• Proses bilik-timbal
  Proses bilik-timbal adalah proses pembuatan asam sulfat dalam suatu bejana yang dilapisi timbal. Pada pembuatan asam sulfat, cara ini menggunakan campuran gas NO dan NO₂ untuk menghasilkan pengubahan SO₂ menjadi SO₃.
  SO₂(g) + 2 NO₂(g) → SO₃(g) + NO(g)2
  NO(g) + O₂(g) → 2 NO₂ dan selanjutnya NO₂, mengoksidasi SO₂
  SO₃(g) + H₂O(l) → H₂SO₄(aq)
  Proses bilik timbal hanya menghasilkan asam sulfat sampai kadar 80%, sedangkan industri banyak memerlukan asam sulfat pekat berasap. Oleh karena itu, pembuatan asam sulfat saat ini menggunakan proses kontak.
• Proses kontak
  Proses kontak adalah proses pembuatan asam sulfat dalam industri yang berdasarkan reaksi kesetimbangan. Bahan baku untuk membuat asam sulfat adalah belerang (S) melalui reaksi-reaksi sebagai berikut.
  Belerang dibakar dengan udara membentuk belerang dioksida.
  S(s) + O₂(g) → SO₂(g)
  Belerang dioksida dioksidasi lebih lanjut membentuk belerang triok-sida.
  2 SO₂(g) + O₂(g) → 2 SO₃(g)   ∆H = -196 ΚJReaksi ini merupakan reaksi kesetimbangan maka faktor-faktor yang harus diperhatikan adalah:
  Pengaruh tekanan
  Penambahan tekanan akan menyebabkan reaksi bergeser ke kanan, tetapi tidak diimbangi penambahan hasil yang memadai karena tanpa tekanan besar pun, dengan adanya katalisator vanadium penta oksida (V₂O₅) reaksi ke kanan sudah cukup sempurna. Oleh karena itu, pada proses kontak tidak digunakan tekanan besar melainkan tekanan normal, yaitu 1 atmosfer.
  Pengaruh temperatur
  Reaksi ke kanan adalah reaksi eksoterm, berarti suhu harus di turunkan. Akan tetapi, bila suhu rendah maka laju reaksi akan lam- bat, sedangkan bila suhu tinggi maka reaksi akan menuju zat endoterm (ke kiri). Oleh karena itu, harus digunakan suhu yang optimum, di mana maksimum untuk laju reaksi ke kanan tetapi tidak tejadi reaksi ke kiri. Temperatur optimum pada proses kontak digunakan suhu sekitar 500°C.
  Pengaruh Katalisator
  Penambahan katalisator dalam industri kimia bertujuan agar pro- ses produksi (reaksi ke kanan) berlangsung cepat. Katalisator yang digunakan pada proses kontak adalah vanadium penta oksida (V₂O₅). Selanjutnya belerang trioksida dilarutkan dalam asam sulfat pekat membentuk asam pirosulfat (asam sulfat pekat berasap atau disebut juga oleum).
  SO₃(g) + H₂SO₄(l) → H₂S₂O₇(l)
  Asam pirosulfat direaksikan dengan air membentuk asam sulfat pekat.
  H₂S₂O₇(l) + H₂O(l) → 2 H₂SO₄)
  Pada proses kontak ini menghasilkan asam sulfat 98% yang disebut sebagai Pada proses asam sulfat pekat, jenis asam yang biasa diperdagangkan.

Sifat-sifat asam sulfat, antara lain:

• Merupakan cairan kental seperti oli
• Merupakan asam kuat dan sangat korosif.
• Bersifat higroskopis dan merupakan zat dehidrator (dapat menarik air dari senyawa yang mengandung hidrogen dan oksigen dengan merusak zat itu)
  contoh: Bila asam sulfat pekat diteteskan pada gula tebu terjadi reaksi berikut.
  C₆H₂₂O₁₁ + 11 H₂SO₄ → 2C + 11 H₂SO₄.H₂O

Asam sulfat digunakan untuk berbagai bidang, antara lain:

1. Industri pupuk, seperti pembuatan pupuk ZA (zwavelzuur amonium = amonium sulfat).
   2NH₃(g) + H₂SO₄(aq) → (NH₄)₂SO₄(aq)
2. Membuat deterjen.
3. Membersihkan permukaan logam dalam elektroplating.
4. Menetralkan basa.
5. Bahan peledak.
6. Industri zat warna.
7. Obat-obatan.
8. Pemurnian minyak bumi.
9. Pengisian aki.

Hidrogen sulfida (H₂S)

Hidrogen sulfida merupakan gas tidak berwarna, berbau busuk, dan beracun. Senyawa ini digunakan sebagai pereaksi dalam analisis kualitatif di laboratorium.

Belerang dioksida (SO₂)

Belerang dioksida merupakan gas tidak berwarna dan berbau tidak enak (mencekik), pada suhu 15°C dan tekanan 2,5 atm berbentuk cair. SO₂ digunakan sebagai fungisida (pembasmi jamur), fumigan (pembasmi serangga), dan pengawet makanan.

Natrium sulfida (Na₂S)

Senyawa natrium sulfida (Na₂S) digunakan dalam industri kimia organik, sebagai zat pereduksi, sebagai bahan untuk pembuatan zat warna dan digunakan untuk menghilangkan bulu dari kulit ternak.

Natrium tiosulfat penta hidrat (Na₂S₂O₃.5 H₂O)

Senyawa tiosulfat penta hidrat (Na₂S₂O₃.5 H₂O) , dikenal sebagai bahan "hipo", dalam fotografi digunakan dalam pencucian film.

Karbon disulfida (CS₂)

Sifat-sifat karbon disulfida, antara lain:

• Merupakan zat cair tidak berwarna, encer, mudah menguap dan mudah terbakar.
• Sedikit larut dalam air.
• Mudah tercampur dengan eter, alkohol, dan minyak.

Karbon disulfida banyak digunakan untuk:

1. Pembuatan karbon tetraklorida.
   3 Cl₂ + CS₂ (mendidih) → CCI + S₂Cl₂
2. Pembuatan rayon.
3. Pemusnah hama, tikus, dan binatang kecil lainnya.
4. Sebagai pelarut nonpolar.

Kadmium sulfida (CdS)

Senyawa kadmium sulfida (CdS) merupakan zat berwarna kuning dan digunakan sebagai pewarna.