Germanium

                                                           GERMANIUM

1.      Keberadaan Germanium

Germanium berasal dari bahasa latin Germania yang artinya Jerman. Germanium ditemukan relatif terlambat dalam sejarah kimia, karena sangat sedikit mengandung mineral dalam konsentrasi tinggi. Germanium peringkat kelimapuluh di dekat kelimpahan relatif dari unsur-unsur dalam kerak bumi.

Keberadaan unsur germanium telah ditemukan sekitar 100 tahun yang lalu oleh ahli kimia Rusia, Mendeleev Omitri.Sementara pada tahun 1886, seorang kimiawan Jerman, Clemens Winkler,  membuat analisis kimia bijih argyrodite, melihat pada penyelesaian analisisnya bahwa jumlah semua bahan tidak menambahkan ke jumlah sebelumnya. Dalam upaya untuk menemukan substansi yang hilang, ia mengembangkan dan bereksperimen dengan beberapa tes sampai akhirnya ia berhasil mengisolasi itu. Dalam analisis berikutnya ia menemukan bahwa itu cocok deskripsi dari elemen Mendeleev sebelumnya disebut "ekasilicon." Winkler memutuskan untuk memberi nama unsur baru germanium, sebagai penghormatan kepada tanah airnya.

Berdasarkan beratnya, germanium termasuk langka tapi tidak juga sangat jarang (sekitar 1,5 bagian per juta) unsur dalam kerak bumi, setara dalam kelimpahan berilium, molibdenum, dan cesium dan melebihi unsur arsenik, kadmium, antimon, dan merkuri . Kelimpahan kosmik atom germanium adalah 50,5 (berdasarkan Si = 1 × 106), nilainya kurang lebih sama dengan kripton dan zirkonium. Kelimpahan kosmik germanium jauh lebih sedikit dibandingkan dengan sejumlah elemen yang lebih berat; misalnya, brom, strontium, timah, barium, merkuri, dan timah. Semua elemen yang bermuatan inti lebih rendah dari germanium, kecuali berilium, boron, skandium, dan gallium, memiliki kelimpahan kosmik lebih banyak daripada germanium. Germanium diyakini salah satu dari banyak elemen yang dibentuk oleh penyerapan neutron setelah proses awal hidrogen dan helium terbakar dan penyerapan alpha-partikel.

2.      Isolasi Germanium

Sumber Logam Germanium (Ge) yaitu argyrodite (sulfida dari  Germanium (Ge) & perak); germanite (mengandung 8% Germanium (Ge)); seng ores; batu bara; & mineral lain. . Germanium (Ge) dapat dipisahkan dari logam lain dengan penyulingan pecahan dari Tetraklorida stabil. Teknik ini menghasilkan Germanium (Ge) dgn kemurnian sangat tinggi.

Biasanya tidak perlu membuat germanium di laboratorium karena sudah tersedia secara komersial. Germanium tersedia melalui pengobatan germanium dioksida, GeO _2, dengan karbon atau hidrogen. Ekstraksi germanium dari debu buang adalah kompleks karena kesulitan dalam memisahkan dari seng  yang juga hadir.

GeO ₂ + 2C → Ge + ​​2CO

GeO ₂ + 2H ₂ → Ge + ​​2H ₂ O

Germanium sangat murni dapat dibuat dengan reaksi GeCl ₄ dengan hidrogen. Reaksinya adalah sebagai berikut.

GeCl ₄ + 2H ₂ → Ge + ​​4HCl

Germanium merupakan unsur dengan peringkat kelima puluh di dekat kelimpahan unsur-unsur dalam kerak bumi. Logam ini ditemukan dalam argyrodite, sulfida germanium dan perak,  germanite, yang mengandung 8% unsur ini bijih seng, batubara, mineral-mineral lainnya. Unsur ini diambil secara komersil dari debu-debu pabrik pengolahan bijih-bijih seng, dan sebagai produk sampingan beberapa pembakaran batubara. Di alam, Germanium (Ge) memiliki kelimpahan yg lebih tinggi bila dibandingkan dgn timah & timbal, karena Germanium (Ge) mudah ditemukan dalam senyawaan yang terdapat di kulit bumi.

Unsur ini diambil secara komersil dari debu-debu pabrik pengolahan bijih-bijih seng, dan sebagai produk sampingan beberapa pembakaran batubara. Germanium dapat dipisahkan dari logam-logam lainnya dengan cara distilasi fraksi tetrakloridanya yang sangat reaktif. Tehnik ini dapat memproduksi germanium dengan kemurnian yang tinggi.

Logam ini dapat ditemukan:

1.    Argirodite, sulfide germanium dan perak

2.    Germanite, yang mengandung 8% unsure ini

3.    Biji seng

4.    Batu bara

5.    Mineral-mineral lainnya

          Germanium murni ditemukan dalam bentuk yang keras, berkilauan, berwarna putih keabu-abuan, tapi merupakan metalloid yang rapuh. Germanium stabil di udara dan air pada keadaan yang normal, dan sukar bereaksi dengan alkali dan asam, kecuali dengan asam nitrat.

Ada beberapa isotop germanium seperti tertera pada tabel berikut.

Isotop

iso NA waktu paruh DM DE(MeV) DP 68Ge syn 270.8 d ε - 68Ga 70Ge 21.23% Ge stabil dengan 38 neutron 71Ge syn 11.26 d ε - 71Ga 72Ge 27.66% Ge stabil dengan 40 neutron 73Ge 7.73% Ge stabil dengan 41 neutron 74Ge 35.94% Ge stabil dengan 42 neutron 76Ge 7.44% Ge stabil dengan 44 neutron

3.      Sifat Germanium

Germanium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang unsur (Ge) dan nomor atom 32. Unsur ini logam yang putih keabu-abuan, massa atomnya 72.64 g/mol. Dalam bentuknya yang murni, germanium berbentuk kristal dan rapuh. Germanium merupakan bahan semikonduktor yang penting. Tehnik pengilangan-zona (zone-refining techniques) memproduksi germanium kristal untuk semikonduktor dengan kemurnian yang sangat tinggi.

Ciri-ciri fisik dan ciri-ciri atom germanium adalah sebagai berikut:

Ciri-ciri Fisik

Fasa                                                     : Padat

Massa Jenis                                         : 5.323 g/cm³

Massa jenis cair pada titik lebur       : 5.60 g/cm³

Titik lebur                                           : 1211.40 K

Titik Didih                                          : 3106 K

Kalor peleburan                                  : 36.94 kJ/mol

Kalor penguapan                                : 334 kJ/mol

Ciri-ciri Atom

Bilangan Oksidasi                               : 4

Elektronegativitas                               : 2.01 (skala pauling)

Energy ionisasi                                    : ke-1 762 kJ/mol

                                                              ke-2 1537.5 kJ/mol

                                                              ke-3 3302.1 kJ/mol

jari-jari atom                                        : 125 pm

jari-jari kovalen                                   : 122 pm

Germanium murni adalah metaloid yang bersifat keras, getas, berkilau, dan berwarna putih abu-abu. Unsur ini memiliki sifat kimia dan fisika mirip silikon. Germanium stabil di udara dan air, serta tidak terpengaruh oleh asam dan basa, kecuali asam nitrat. Germanium tidak tersedia banyak di alam. Dalam proses geologi, unsur ini tidak banyak berasosiasi dengan mineral sehingga penyebarannya amat luas, namun dengan konsentrasi amat rendah.

Bijih germanium termasuk langka. Bijih yang paling umum ditemukan adalah germanite yang merupakan tembaga besi germanium sulfida dengan kandungan sekitar 8% germanium. Namun bijih ini pun biasanya tidak ditambang. Germanium tersebar di bijih logam lain, seperti seng, sehingga germanium terutama diperoleh sebagai produk sampingan dari pengolahan berbagai bijih logam lain.

4.      Penggunaan Germanium

Ketika germanium dipadu dengan arsenic, Galium, atau unsur-unsur lain, ia digunakan sebagai elemen transistor dalam ribuan aplikasi elektronik. Yang paling umum adalah penggunaan germanium sebagai semikonduktor.

Seperti halnya selenium, germanium juga termasuk ke dalam golongan trace mineral. Germanium dalam bentuk anorganik tidak memiliki manfaat apapun bagi tubuh. Germanium anorganik berfungsi sebagai bahan semikonduktor dan sangat bermanfaat dalam industri elektronik. Akan tetapi, germanium yang memiliki manfaat terhadap tubuh manusia adalah germanium organik atau sering disebut germanium-132 atau Ge-Oxy 132. Germanium organik mampu melindungi tubuh dari pertumbuhan tumor dan kanker ganas dengan jalan memperkuat sistem imun. Selain itu, penelitian menunjukkan bahwa germanium juga mampu melawan munculnya penyakit degeneratif akibat proses penuaan dan radikal bebas. Germanium banyak terdapat pada ginseng, aloe vera, dan bawang putih. Hasil ekstraksi senyawa germanium organik dari tumbuhan tadi disebut biscarboxyethyl germanium sesquioxide.

Dr Kazuhiko Asai menemukan bahwa germanium melawan kanker dengan jalan menstimulasi produksi interferon (suatu substansi antiviral protein yang menstimulus produksi sell pembunuh alami sebagai bentuk kekebalan tubuh) yang langsung menyerang sel kanker. Selain itu, germanium juga mampu meningkatkan kadar oksigen dalam tubuh. Dalam kondisi suplai germanium cukup, konsumsi oksigen oleh organ tubuh turun dari keadaan normalnya. Hal inilah yang membuat kadar oksigen dalam tubuh tetap kaya.

Germanium juga mampu mengaktifkan kembali fungsi T-sel, Limfosit B, dan meningkatkan jumlah sel antibodi. Germanium organik melindungi diri dari akumulasi amyloid, suatu produk oksidatif radikal bebas (berdasarkan riset pada tikus). Selain itu, germanium organik juga melindungi sistein (suatu asam amino sulfhidril) dari oksidasi. Beberapa manfaat suplai germanium organik itu diantaranya:

a.       Teraktifkannya sitoplasmik dan mikrosomal glutathione-S-transferase

b.      Teraktifkannya glutathione peroxidase (GSH-Px)

c.       Teraktifkannya superoksida dismutase

d.      Mengkatalis aktivitas mitokondria hati

Germanium merupakan semikonduktor penting yang terutama digunakan dalam transistor dan sirkuit terpadu. Germanium juga mampu membentuk berbagai senyawa. Germanium oksida bisa ditambahkan ke kaca untuk meningkatkan indeks bias yang digunakan dalam lensa wide-angle dan perangkat inframerah.

Detektor kristal germanium lazim digunakan untuk mengidentifikasi sumber-sumber radiasi dan banyak digunanakan di berbagai bandara. Germanium dipandang sebagai pengganti potensial untuk silicon pada chip mini. Kegunaan lain dalam elektronika termasuk posfor di lampu neon. Germanium transistor masih digunakan di beberapa pedal efek oleh musisi yang ingin memproduksi karakter nada khas. Germanium dioksida juga digunakan dalam katalis untuk polimerisasi dalam produksi polyethylene terephtalate.  Selain itu juga germanium telah mendapatkan popularitas dalam beberapa tahun terakhir terkenal karena kemempuannya untuk meningkatkan fungsi system kekebalan tubuh pada pasien kanker. Ini tersedia di Amerika Serikat sebagai suplemen makanan dalam bentuk kapsul, oral atau tablet, dan juga telah ditemukan sebagai larutan injeksi. Sebelumnya bentuk anorganik, khususnya garam sitrat-laktat, menyebabkan sejumlah kasus disfungsi ginjal, steatosis hati

Germanium anorganik mampu melindungi tubuh dari pertumbuhan tumor dan kanker ganas dengan jalan memperkuat sistem imun. Germanium dibutuhkan oleh tubuh, dalam satu hari minimal 1 mg. Seperti halnya selenium, germanium juga termasuk ke dalam golongan trace mineral.

Germanium organik melindungi diri dari akumulasi amyloid, suatu produk oksidatif radikal bebas (berdasarkan riset pada tikus). Kelebihan amyloid akan menyebabkan amyloidosis, yaitu suatu penyakit yang diakibatkan ketidakseimbangan dalam proses pemecahan protein yang menyebabkan terakumulasinya amyloid. Amyloidosis diketahui berhubungan dengan penyakit inflammatori kronis, kelainan sel plasma, deposisi amyloid di organ neuroendokrin, dan defisiensi kongenital enzim (terutama enzim yang berperan dalam penguraian prekursor amyloid). Selain itu, germanium organik juga melindungi sistein (suatu asam amino sulfhidril) dari oksidasi.

DAFTAR PUSTAKA

Krull, I. S. (ed). (1991). Journal of Chromatography Library_volume 47 Trace Metal Analysis and Speciation. 655 Avenue of the Americas: Elsevier Science Publishing Company,inc.

Mahan, Myers. Universitas Chemistry Fourth Edition. California : Edison Wesley.

Mc Graw-Hill. (1994). Concise Encyclopedia of Science & Technology, Third Edition. New York: Mc Graw Hill, inc.
sumber gambar : Google.com

lebih banyak lagi klik disini. 

Tweet

Postingan terkait:

Ditulis AYOKK BACA — Sunday, October 16, 2016 — 1 Comment — Pengetahuan