Terbium: logam tanah jarang dengan simbol kimia Tb

Pengantar Terbium

Terbium adalah logam lunak berwarna keperakan yang termasuk dalam rangkaian unsur lantanida pada tabel periodik. Meskipun mungkin tidak dikenal luas seperti beberapa unsur tanah jarang lainnya, terbium memainkan peran penting dalam berbagai teknologi dan aplikasi modern.

Dalam artikel ini, kita akan melihat lebih dekat terbium – apa itu terbium, di mana ditemukan, bagaimana terbium diekstraksi dan diproses, sejarah penggunaannya, dan beberapa bidang utama di mana terbium digunakan saat ini. Tetaplah bersama saya dan pada akhirnya Anda akan memiliki pemahaman yang baik tentang unsur tanah jarang yang kurang dikenal namun sangat penting ini.

Apa itu Terbium?

Terbium adalah logam tanah jarang dengan simbol kimia Tb dan nomor atom 65. Terbium adalah unsur lunak, mudah dibentuk, dan agak reaktif yang harus disimpan dalam atmosfer lembam atau cair seperti minyak untuk mencegah oksidasi. Beberapa properti terbium utama:

Sifat Terbium

• Berat atom: 158,92534 g/mol
• Massa jenis: 8,230 g/cm3
• Titik lebur: 1.621 °C (2.950 °F)
• Panas spesifik: 0,052 J·g−1·K−1
• Konfigurasi elektron: [Xe] 4f9 6s2

Kegunaan Terbium

Terbium memiliki sifat magnetik dan optik berharga yang membuatnya berguna untuk aplikasi khusus seperti paduan, laser, dan banyak lagi. Kami akan mengeksplorasi beberapa kegunaan terbium modern yang spesifik nanti di artikel.

Sejarah Penemuan dan Penerapan Terbium

Penemuan Terbium

Terbium adalah salah satu dari enam unsur tanah jarang yang ditemukan oleh ahli kimia Swiss Jean Charles Galissard de Marignac pada tahun 1843. Ia mengisolasinya dari gadolinit, mengenalinya sebagai unsur baru, tetapi pada saat itu unsur tersebut belum dikarakterisasi dengan baik. Penemuan sebenarnya dari terbium dikreditkan ke ahli kimia Finlandia Gadolin, yang namanya diambil dari nama unsur gadolinium.

Penggunaan Awal Terbium

Pada awal abad ke-20, terbium mulai digunakan untuk mengolah kalsium tungstate fosfor hijau dalam tabung televisi dan lampu. Namun, penggunaan ini menurun seiring dengan munculnya teknologi LED. Selama beberapa dekade, terbium hanya memiliki sedikit aplikasi praktis karena kesulitan dalam memisahkannya dari lantanida lainnya.

Dimana Terbium Ditemukan?

Seperti unsur tanah jarang lainnya, terbium tersebar di seluruh planet dalam bentuk serpih, tanah liat, dan beberapa pasir mineral, meskipun dalam konsentrasi yang sangat rendah. Sumber ekonomi yang paling umum adalah:

Cadangan Terbium

Endapan pasir monasit mengandung sekitar 1-2% total oksida tanah jarang, termasuk terbium. Tiongkok mempunyai cadangan monasit terbesar yang teridentifikasi. Bijih Bastnäsite mengandung lebih dari 3% logam tanah jarang dan merupakan sumber penting lainnya, dengan simpanan besar di Tiongkok, AS, dan Greenland.

Produksi Terbium

Sejauh ini Tiongkok merupakan produsen terbium global yang dominan, menguasai lebih dari 90% pasokan. Negara lain dengan produksi terbium skala kecil termasuk Amerika Serikat, Australia dan India. Produksi terbium dunia diperkirakan sekitar 15 hingga 20 metrik ton per tahun.

Bagaimana Terbium Diekstraksi dan Diproses?

Memulihkan terbium murni dari konsentrasi rendahnya dalam bijih memerlukan proses ekstraksi dan pemisahan multi-langkah yang rumit. Berikut langkah-langkah dasarnya:

Ekstraksi Terbium

Bijih yang mengandung tanah jarang dihancurkan, digiling dan dilakukan pencucian kimia untuk mengekstrak larutan konsentrat. Solusinya diproses lebih lanjut menggunakan ekstraksi pelarut.

Pengolahan Terbium

Pertukaran ion, kristalisasi fraksional, dan presipitasi digunakan untuk memisahkan unsur-unsur tanah jarang seperti terbium. Pemrosesan akhir menghasilkan bentuk terbium oksida, logam atau paduan dengan kemurnian tinggi yang siap digunakan dalam aplikasi.

Aplikasi Terbium Modern

Dengan sifat magnetik dan optiknya, terbium digunakan di beberapa sektor teknologi penting. Beberapa bidang utama meliputi:

Terbium dalam Paduan

Terbium digunakan sebagai aditif pada paduan aluminium untuk meningkatkan kekuatan. Ini juga meningkatkan ketahanan korosi pada paduan magnesium yang berguna untuk aplikasi seperti komponen pesawat terbang.

Terbium dalam Magnet

Paduan terbium dan senyawa intermetalik dihargai karena sifat magnetiknya. Mereka adalah komponen integral dari beberapa magnet tanah jarang paling kuat yang digunakan pada perangkat mulai dari hard drive hingga turbin angin.

Kegunaan Terbium Lainnya

Doping terbium menghasilkan fosfor hijau yang efisien yang digunakan di berbagai industri. Ini juga digunakan untuk membuat laser yang memancarkan radiasi kuat dalam jangkauan inframerah menengah untuk aplikasi militer dan medis. Penelitian tentang penggunaan terbium baru terus berlanjut.

Kesimpulan

Meskipun terbium relatif tidak jelas dibandingkan dengan unsur-unsur seperti emas atau tembaga, terbium memainkan peran yang sangat diperlukan di balik layar dalam banyak teknologi modern. Mulai dari elektronik dan energi terbarukan hingga infrastruktur dan pertahanan, sifat unik terbium mendorong inovasi penting. Dengan perkiraan permintaan global akan logam tanah jarang (rare earth) yang diperkirakan akan meningkat pesat di tahun-tahun mendatang, penambangan dan pasokan terbium yang bertanggung jawab akan sangat penting untuk memastikan ketersediaannya yang berkelanjutan untuk teknologi yang menentukan masa depan kita.

FAQ

• Apakah terbium langka?

J: Terbium dianggap sebagai unsur tanah jarang, namun bukan termasuk yang paling langka. Jumlahnya diperkirakan sama banyaknya dengan tembaga di kerak bumi. Sebutannya yang “langka” lebih disebabkan oleh kesulitan dalam ekstraksi dan pemisahan dari lantanida lainnya.

• Apa warna terbium?

A: Logam terbium murni mempunyai warna abu-abu keperakan. Namun, bila terkena udara, lapisan oksida warna-warni akan dengan cepat terbentuk yang dapat tampak kekuningan, keabu-abuan, atau kebiruan tergantung ketebalannya. Bubuk terbium yang dibelah halus mungkin tampak agak kecoklatan.

• Apakah terbium aman?

J: Seperti logam tanah jarang lainnya, terbium dalam bentuknya yang murni dan terisolasi tidak dianggap sangat beracun. Namun, menghirup atau menelan senyawa terbium tertentu tetap harus dihindari, karena efek kesehatannya belum sepenuhnya dipahami. Peralatan pelindung yang tepat disarankan ketika menangani terbium dan senyawanya secara industri.

• Apa kegunaan terbium yang paling berharga?

J: Tidak ada kegunaan pasti yang “paling berharga”, karena terbium memenuhi peran penting dalam berbagai aplikasi. Namun, beberapa kontribusinya yang paling strategis dan penting kemungkinan besar adalah magnet tanah jarang neodymium-besi-boron berkinerja tinggi dan fosfor hijau yang memungkinkan pencahayaan hemat energi dan tampilan panel datar.

• Seberapa pentingkah terbium bagi teknologi energi ramah lingkungan?

J: Terbium memainkan peran penting dalam mewujudkan revolusi energi hijau. Ini merupakan bagian integral dari magnet tanah jarang yang menggerakkan kendaraan listrik dan turbin angin. Ketika dunia beralih dari bahan bakar fosil, permintaan terhadap fosfor yang lebih efisien meningkat dengan menggunakan terbium untuk meningkatkan LED, sebuah teknologi pencahayaan yang semakin lazim. Terbium akan tetap penting untuk solusi energi rendah karbon.