Vanadinit

Vanadinit
Umum
Kategori	Mineral vanadet Grup Apatit
Rumus (unit berulang)	Pb5(VO4)3Cl
Klasifikasi Strunz	8.BN.05
Sistem kristal	Heksagon
Kelas kristal	Dipiramidal (6/m) H-M symbol: (6/m)
Grup ruang	P63/m
Sel unit	a = 10.3174, c = 7.3378 [Å]; Z = 2
Identifikasi
Massa molekul	1416.27 g/mol
Warna	Merah terang, jingga kemerahan, merah kecoklatan, coklat, kuning, abu-abu atau tidak berwarna
Perawakan	Berbentuk prisma atau nodulus; bisa berbentuk seperti jarum, seperti rambut, seperti benang; jarang berbentuk bulat, seperti tetesan air
Belahan	Tidak ada
Fraktur	Tidak rata hingga patahan konkoid
Sifat dalam	Rapuh
Kekerasan dalam skala Mohs	3–4
Kilau	Seperti getah hingga sub-adamantin
Gores	Coklat kekuningan
Diafaneitas	Transparan, translusen atau buram
Berat jenis	6.8–7.1 (terukur) 6.95 (terkalkulasi)
Sifat optik	Uniaksial (-)
Indeks bias	nω = 2.416, nε = 2.350
Bias ganda	δ = 0.066
Fluoresensi ultraungu	Tidak ada
Titik lebur	3.470 °F (1.910 °C)

Vanadinit adalah mineral dari kelompok apatit fosfat yang terdiri dari vanadium, timah hitam, oksigen dan klor dengan rumus kimia Pb₅(VO₄)₃Cl.^[1][2][3] Vanadinit tersusun atas 73.2% timah hitam atau timbal atau plumbum (Pb), 10.8% vanadium (V), 13.5% oksigen (O) dan 2.5% klor (Cl).^[3][4]

Vanadinit adalah mineral sekunder dalam bentuk yang teroksidasi bersama dengan mineral yang lain. Bentuk kristalnya heksagon. Vanadinit berbentuk prisma atau nodulus namun terkadang seperti jarum, rambut atau benang dengan banyak variasi warna. Vanadinit ini ada yang berwarna merah terang, jingga kemerahan, merah kecoklatan, coklat, kuning hingga tidak berwarna. Penampakannya yang menyolok ini membuatnya populer di antara kolektor mineral.^{[2][3][5][6][7]} Vanadinit sering kali dihubungkan dengan mimetesit dan piromorfit. Ketiga mineral ini sering sekali ditemukan dalam satu endapan.^[8][9]

Vanadinit pertama kali ditemukan di Zimapan, Meksiko oleh Andrés Manuel del Río pada tahun 1801.^[2][4][10] Orang Meksiko menyebutnya plomo rojo (timah merah) karena warna merahnya yang menyolok.^[8] Mineral ini dapat ditemukan di berbagai tempat dengan iklim panas dan gersang seperti di barat daya Amerika, Namibia, Brasil, Maroko, Australia dan Argentina.^[1]

Asal

Vanadinit seringnya ditemukan dalam bentuk endapan biji mineral yang teroksidasi seperti galena, barit, wulfenit dan limonit sebagai mineral sekunder.^{[1][7][11][12]} Disebut mineral sekunder karena hanya terbentuk karena adanya perubahan kimiawi dari mineral sebelumnya. Vanadinit adalah sumber utama untuk vanadium dan klor dalam jumlah yang kecil.^[1][7][13] Nama vanidinit sendiri diberikan berdasarkan kandungan vanadium sebagai penyusunnya. Vanadinit bukanlah mineral yang lazim ditemukan. Vanadinit tidak pernah berdiri sendiri melainkan ada pada setidaknya 65 mineral yang berbeda-beda. Vanadinit juga dapat ditemukan di endapan bauksit dan bahan bakar fosil.^[1][3][14]

Vanadinit pertama kali ditemukan tahun 1801 oleh Andrés Manuel del Río Fernandez di Zimapan, Meksiko. Del Rio adalah seorang ahli mineral berkebangsaan Spanyol yang juga seorang profesor dari Royal College of Mines, Meksiko. Penemuannya atas vanadinit jauh sebelum unsur vanadium ditemukan pada tahun 1830. Oleh del Río, mineral yang dia temukan awalnya diberi nama pankromium namun kemudian diubah menjadi erythronium. Dia kemudian mengirimkan laporan hasil temuannya ke Eropa untuk diverifikasi. Sayangnya kapal yang membawa laporannya mengalami tabrakan dan tenggelam beserta laporan yang dia buat. Seorang ilmuwan Jerman, Alexander von Humboldt juga menyatakan bahwa temuan del Rio hanyalah kromium dan diperkuat oleh pendapat ahli kimia Perancis Hippolyte-Victor Collet-Descotils pada tahun 1805. Del Rio yang sangat menghormati von Humbolt, menerima pendapatnya namun tetap menuliskan laporannya dengan judul "Penemuan Kromium Berwarna Coklat dari Zimapan" tanpa mengumumkan adanya temuan elemen baru.^{[2][7][8][10][14]}

Elemen vanadium kemudian ditemukan lagi pada tahun 1830 oleh ahli kimia Swedia bernama Nils Gabriel Sefström di Taberg, Swedia. Dia kemudian memberinya nama vanadium sesuai dengan nama dewi kecantikan Skandinavia, Vanadis, karena keindahan elemen tersebut.^[8][10] Pada tahun yang sama, ahli kimia Jerman Friedrich Wohler meneliti dan menemukan bahwa vanadium Sefström identik dengan milik del Rio.^[14]

Sumber

Vanadinit seringnya ditemukan di daerah gersang dari dinding batu yang mengandung silika. Vanadinit bersama dengan klor biasanya luruh mengikuti aliran air.^[2][7][15]

Endapan vanadinit ditemukan di daerah Argentina, Brasil, Maroko, Australia, Namibia, dan bagian barat daya Amerika Serikat.^[1] Daerah Mibladen Maroko merupakan tempat ditemukannya vanadinit dalam jumlah besar dan bentuk serta warna yang sangat indah, bahkan yang paling indah dibandingkan tempat manapun. Tempat lain di Maroko yang merupakan sumber vanadinit adalah di Taouz dan Touissit. Di Touissit ditemukan vanadinit berwarna kuning. Di Afrika, vanadinit ditemukan di Broken Hill Zambia dan Abenab serta Tsumeb, Namibia. Di Meksiko, kristal vanadinit berwarna coklat ditemukan di Villa Ahumada, Sierra de los Lamentos, Chihuahua. Di Chihuahua juga, vanadinit ditemukan di daerah pertambangan Apex di San Carlos. Di daerah Amerika vanadinit hanya ditemukan di negara bagian Arizona, Colorado, New Mexico dan Dakota Selatan. Vanadinit juga ditemukan di daerah Urals Rusia, Skotlandia, Sardinia dan tersebar di kurang lebih 400 pertambangan di seluruh dunia.^{[1][3][5][6][7][11][13]}

Struktur

Vanadinit adalah timbal klorovanadat dengan rumus kimia Pb₅(VO₄)₃Cl. Ini berarti ion Pb⁺² berikatan dengan Cl⁻¹ dalam bentuk oktahedron dan atom oksigen (O) berikatan dengan vanadium (V) dalam bentuk tetrahedron. Tiap ion Cl⁻¹ dikelilingi oleh enam ion Pb⁺² di tiap sudut oktahedron yang jarak Pb-Cl adalah 3,17Å dan jarak terpendek antara dua ion timbalnya adalah 4,48Å. Ion klor yang aksis z-nya = 0 berhadapan dengan ion klor yang aksis z-nya =½, dan berseberangan dengan ion klor yang aksis z-nya = -½ di struktur oktahedron. Sehingga tiap ion timbal memiliki jarak yang sama dengan dua ion klor. Bentuk ion timbal yang oktahedron ini akan membentuk rantai yang tidak terputus sepanjang aksis z.^[16]

Unsur yang terdekat dengan tiap ion timbal adalah 6 atom oksigen dengan perincian satu O_I yang jaraknya 3,17Å, dua O_III yang jaraknya 2,89Å, satu O_II yang jaraknya 2,54Å dan 2 O_III yang jaraknya 2,52Å (jadi totalnya ada 6 atom O). VO₄ adalah struktur tetrahedron yang berdiri sendiri dengan jarak V dengan O_I dan O_II adalah 1,76Å dan jarak dengan dua O_III adalah 1,72Å. Ikatan V-O ini memiliki panjang yang sama namun bentuk tetrahedronnya tidak beraturan karena adanya variasi jarak antara atom O-O sekitar 2,56Å-3,01Å dan variasi sudut O-V-O antara 94°-121°. Tiap ion timbal dikelilingi oleh 9 atom oksigen, 3 atom O_I yang jaraknya 2,47Å, 3 atom O_II yang jaraknya 2,57Å dan 3 atom O_III yang jaraknya 2,76Å. Jarak terpendek antara Pb_II dan V 3,31Å, 3,69Å, 3,79Å dan 3,96Å. sedangkan untuk Pb_I dan V jarak terpendeknya adalah 3,51Å dan 4,06Å. Jarak antara dua atom vanadium yang terpendek adalah 4,32Å.^[16]

Vanadinit dan apatit serta piromorfit memiliki struktur yang mirip (isostruktur). Isostruktur berarti mineral-mineral ini memiliki struktur kristal yang serupa namun dengan ikatan kimia yang berbeda.^[4]

Karakteristik

Vanadinit memiliki banyak variasi warna mulai dari merah terang, jingga kemerahan, merah kecoklatan, coklat, kuning hingga tidak berwarna. Warna vanadinit dipengaruhi oleh paparan sinar matahari. Sinar matahari yang berlebihan akan membuat warnanya pudar dan semakin gelap. Bentuknya pun bervariasi dari kristal heksagon hingga berbentuk lonjong sedikit memanjang yang menyerupai jarum, rambut, dan benang atau menyerupai tetesan air. Vanadinit ada yang transparan, translusen hingga buram (tidak tembus cahaya atau buram). Saat berinteraksi dengan cahaya, kilaunya memperlihatkan gambaran seperti getah hingga gambaran sub-adamantin (mengkilap namun tidak sekilap berlian).^{[3][4][12][14][15]}

Hal yang menyebabkan vanadinit terlihat berwarna adalah karena vanadium yang terkandung di dalamnya merupakan elemen logam transisi. Ini berarti struktur atomnya tersusun sedemikian rupa hingga elektron terakhir yang mengelilingi nukleus bisa berasal dari mana saja mulai dari dua sampai lima elektron-elektron yang disebut elektron valensi (kesanggupan satu unsur untuk bersenyawa dengan unsur lainnya).^[8] Vanadinit resisten terhadap alkali, asam klorida, asam sulfat dan air laut/asin.^[14]

Vanadinit sangat rapuh hingga mampu membentuk patahan yang tidak teratur. Berdasarkan skala Mohs, yang dipakai untuk menilai tingkat kekerasan mineral, vanadinit berada di angka 3-4 (dari skala 1-10). Berat molekulnya 1.416,27 g/mol, tidak memiliki belahan dengan berat jenis 6,8-7,1. Vanadinit tidak bersifat radioaktif dengan titik lebur 3470 °F (1910 °C). Sifat optiknya uniaksial dengan indeks bias 2,416 - 2,350 dan bias ganda 0,066.^{[1][4][12][15]}

Penggunaan

Vanadinit merupakan mineral yang dicari oleh kolektor mineral karena tampilannya yang berwarna terang.^[5]

Vanadinit serta karnotit dan roskoelit adalah sumber logam vanadium. Sebagai vanadinit, mineral ini hanya berharga untuk kolektor saja namun tidak memberikan banyak manfaat dari sisi ekonomi. Namun sebagai sumber utama vanadium, vanadinit digunakan untuk membuat ferovanadium dan vanadium pentoksida. Ferovanadium adalah campuran besi yang kuat, tahan terhadap guncangan dan korosi, yang ditambahkan ke dalam baja untuk memperkuat baja dan mencegah karat. Sedangkan vanadium pentoksida adalah komponen untuk memperbaiki warna pada kain, untuk mempercepat reaksi kimia dan untuk membentuk magnet kuat bila digabungkan dengan galium. Ekstrak vanadinit ini juga dipakai sebagai pewarna kayu, sebagai katalis dalam pembuatan asam sulfat, sebagai katalis dalam proses oksidasi sintesis asam ftalat dan maleat anhidrida. Ekstrak vanadinit juga dipakai dalam pembuatan poliamida seperti nilon dan dalam oksidasi senyawa organik seperti etanol menjadi asetaldehid dan gula menjadi asam oksalat. Selain sebagai sumber vanadium, vanadinit juga merupakan sumber timah hitam.^{[1][3][6][10][12][13][14]}

Selain sebagian besar digunakan untuk campuran baja, ekstrak vanadinit juga dipakai untuk campuran titanium. Campuran vanadium-titanium-aluminium digunakan dalam industri pesawat jet dan pesawat udara berkecepatan tinggi. Sifatnya yang mampu menyerap neutron yang rendah, membuatnya digunakan untuk reaktor nuklir.^[14][17]

Referensi

1. "Vanadinite | Uses and Physical Properties". geology.com. Diakses tanggal 2020-02-03. 
2. "Vanadinite: Mineral information, data and localities". www.mindat.org. Diakses tanggal 2020-02-03. 
3. "Vanadinite Crystals For Sale - FossilEra.com". FossilEra. Diakses tanggal 2020-02-03. 
4. "Vanadinite". National Gem Lab (dalam bahasa Inggris). 2017-03-27. Diakses tanggal 2020-02-04. 
5. "Vanadinite: The mineral Vanadinite information and pictures". www.minerals.net (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-02-04. 
6. "Vanadinite | Le Havre Natural History Museum". www.museum-lehavre.fr. Diakses tanggal 2020-02-04. 
7. "Vanadinite". Prehistoric Online (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-02-04. 
8. "The Story of Vanadinite | Rock & Gem Magazine". www.rockngem.com. Diakses tanggal 2020-02-04. 
9. "GMS - Vanadinite". www.gamineral.org. Diakses tanggal 2020-02-04. 
10. "Vanadium | chemical element". Encyclopedia Britannica (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-02-04. 
11. "VANADINITE". www.ravencrystals.com. Diakses tanggal 2020-02-04. 
12. "About Vanadinite". www.mamasminerals.com. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2020-02-04. Diakses tanggal 2020-02-04. 
13. "Vanadinite | mineral". Encyclopedia Britannica (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-02-04. 
14. "Vanadium". www.chemicool.com. Diakses tanggal 2020-02-04. 
15. Minerals, Dakota Matrix. "Vanadinite mineral information and data". www.dakotamatrix.com (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-02-04. 
16. Trotter, J.; Barnes, W. H. (1958). "The Canadian Mineralogist" (PDF). The Structure of Vanadinite: 161–172. 
17. Dixie (2020-01-15). "Vanadium (V): Proses Terbentuknya - Kegunaan - Jenisnya". MateriIPA.com. Diakses tanggal 2020-02-04.