Troublesome Displacement Reactions

 Troublesome Displacement Reactions

Memburuknya Patung Liberty dan kerusakan yang terjadi di Three Mile Island dan fasilitas nuklir Chernobyl hanyalah beberapa masalah utama yang dihasilkan dari ketidaktahuan tentang reaktivitas kimia.

Ketika awalnya dibangun lebih dari seratus tahun yang lalu, Patung Liberty memiliki kulit tembaga luar seberat 200.000 pound yang didukung oleh 2000 kerangka batang besi. Pertama, oksigen di udara mengoksidasi kulit tembaga untuk membentuk tembaga oksida. Dalam serangkaian reaksi, besi (logam yang lebih aktif) kemudian mengurangi ion Cu2+ dalam tembaga oksida. 

Selama bertahun-tahun, rangka besi pendukung dikurangi menjadi kurang dari setengah ketebalan aslinya; perbaikan ini perlu dilakukan pada patung sebelum perayaan ulang tahun ke-100 pada 4 Juli 1986. 

Dua kecelakaan besar pembangkit listrik tenaga nuklir, satu di Three Mile Island dekat Harrisburg, Pennsylvania, pada 1979 dan yang lainnya di Chernobyl di Ukraina pada 1986 , juga merupakan konsekuensi tak terduga dari reaktivitas kimia. Dalam setiap kasus, kegagalan pompa pendingin mengirim suhu melonjak di atas 340°C. Seperti aluminium, zirkonium (digunakan dalam membangun reaktor) membentuk lapisan oksida yang melindunginya dari reaksi lebih lanjut. Namun, lapisan pelindung itu rusak pada suhu tinggi. Tanpa lapisan pelindungnya, zirkonium bereaksi dengan uap.

Di Three Mile Island, reaksi perpindahan ini menghasilkan gelembung gas hidrogen 1.000 kaki kubik. Karena hidrogen mudah dinyalakan oleh percikan api, pembangkit listrik tenaga nuklir benar-benar dalam bahaya kehancuran total sampai hidrogen dapat dihilangkan. 

Selama Abad Pertengahan (~ 400–1400 M), reaksi pemahaman yang salah tentang reaktivitas logam ini terjadi pada para alkemis yang secara bodoh mengejar batu filsuf yang diyakini memiliki kekuatan untuk mengubah logam dasar seperti besi dan menghasilkan logam yang lebih berharga seperti perak dan emas. Ketidaktahuan para alkemis tentang aktivitas relatif logam membuat mereka percaya bahwa mereka telah mengubah besi menjadi logam yang lebih berharga ketika mereka memasukkan batang besi ke dalam larutan tembaga biru (II) sulfat.

Pada 1960-an dan 1970-an, beberapa produsen mobil menunjukkan ketidaktahuan mereka tentang reaktivitas kimia dengan membangun mobil dengan pompa air aluminium dan kepala mesin aluminium yang melekat pada blok mesin besi. Pompa air ini sering bocor dan kepala mesin cepat rusak. Masalah-masalah ini terjadi ketika aluminium yang lebih aktif bereaksi dengan besi (II) oksida (terbentuk ketika mesin besi bereaksi dengan oksigen atmosfer).

Beberapa dokter gigi telah melakukan kesalahan yang sama dengan menempatkan tutup emas di atas gigi yang berdekatan dengan gigi yang memiliki tambalan. Emas yang sedikit teroksidasi dapat bereaksi dengan filling gigi (paduan perak, timah, tembaga, dan merkuri). Ketika amalgam gigi dioksidasi, ia larut dalam air liur untuk menghasilkan rasa logam yang persisten di mulut pasien. 

Ketika tukang pipa menghubungkan pipa galvanis (pipa besi dilapisi dengan seng) ke pipa tembaga, ion tembaga mengoksidasi lapisan seng dan mengekspos besi yang melapisinya, memungkinkannya berkarat. Reaksi perpindahan yang terjadi adalah

Setelah terjadi kerusakan pada lapisan seng pada pipa besi, oksidasi pipa besi terjadi dengan cepat karena besi adalah logam yang lebih aktif daripada tembaga. Penting untuk diingat bahwa berbagai reaksi selain reaksi perpindahan yang dibahas di sini mungkin terjadi. Misalnya, logam yang kurang aktif (seperti tembaga) dapat menghantarkan elektron dari logam yang dioksidasi menjadi zat pengoksidasi (seperti oksigen atau oksida nitrogen dan belerang) yang ada di atmosfer. Oksigen memainkan peran penting dalam semua contoh reaksi perpindahan  ini.

Sumber :Kenneth W. Whitten, General Chemistry