Apa Itu Logam Tanah Jarang? Berikut Penjelasan, Kegunaan dan Sejarah Ditemukannya

YOGYAKARTA - Elemen tanah jarang (REE) adalah satu set dari tujuh belas elemen logam. Ini termasuk lima belas lantanida pada tabel periodik ditambah skandium dan itrium. Lalu apa itu logam tanah jarang?

Elemen tanah jarang adalah bagian penting dari banyak perangkat berteknologi tinggi. Rilis berita US Geological Survey "Going Critical" menjelaskan:

Apa Itu Logam Tanah Jarang?

"Unsur tanah jarang (REE) adalah komponen penting dari lebih dari 200 produk di berbagai aplikasi, terutama produk konsumen berteknologi tinggi, seperti telepon seluler, hard drive komputer, kendaraan listrik dan hibrida, serta monitor layar datar dan televisi. Aplikasi pertahanan yang signifikan mencakup tampilan elektronik, sistem panduan, laser, serta sistem radar dan sonar. Meskipun jumlah REE yang digunakan dalam suatu produk mungkin bukan merupakan bagian penting dari produk tersebut berdasarkan berat, nilai, atau volume, REE dapat diperlukan agar perangkat berfungsi. Misalnya, magnet yang terbuat dari REE seringkali hanya mewakili sebagian kecil dari berat total, tetapi tanpanya, motor spindel dan kumparan suara desktop dan laptop tidak akan mungkin berfungsi.

Pada tahun 1993, 38 persen produksi REE dunia berada di China, 33 persen di Amerika Serikat, 12 persen di Australia, dan masing-masing lima persen di Malaysia dan India. Beberapa negara lain, termasuk Brasil, Kanada, Afrika Selatan, Sri Lanka, dan Thailand, merupakan sisanya. Namun, pada tahun 2008, Cina menyumbang lebih dari 90 persen produksi REE dunia, dan pada tahun 2011, Cina menyumbang 97 persen produksi dunia. Mulai tahun 1990 dan seterusnya, pasokan REE menjadi masalah karena Pemerintah China mulai mengubah jumlah REE yang diizinkan untuk diproduksi dan diekspor. Pemerintah China juga mulai membatasi jumlah perusahaan patungan China dan Sino-asing yang dapat mengekspor REE dari China."

Penemuan dan sejarah

Meskipun tanah jarang telah ada sejak pembentukan Bumi, keberadaannya baru terungkap pada akhir abad ke-18. Pada 1787, letnan tentara Swedia Carl Axel Arrhenius menemukan mineral hitam yang unik di sebuah tambang kecil di Ytterby (sebuah kota kecil dekat Stockholm). Mineral itu adalah campuran tanah jarang, dan unsur individu pertama yang diisolasi adalah cerium pada tahun 1803.

Sejarah masing-masing unsur tanah jarang itu rumit dan membingungkan, terutama karena kemiripan kimianya. Banyak "elemen yang baru ditemukan" bukanlah satu elemen melainkan campuran sebanyak enam elemen tanah jarang yang berbeda. Selain itu, ada klaim penemuan sejumlah besar "elemen" lain, yang seharusnya menjadi anggota seri tanah jarang tetapi tidak.

Unsur tanah jarang yang terjadi secara alami terakhir (lutetium) ditemukan pada tahun 1907, tetapi penelitian kimia unsur-unsur ini sulit karena tidak ada yang tahu berapa banyak unsur tanah jarang yang benar-benar ada. Untungnya, pada tahun 1913–14 penelitian fisikawan Denmark Niels Bohr dan fisikawan Inggris Henry Gwyn Jeffreys Moseley menyelesaikan situasi ini. Teori atom hidrogen Bohr memungkinkan ahli teori untuk menunjukkan bahwa hanya ada 14 lantanida. Studi eksperimental Moseley memverifikasi keberadaan 13 unsur ini dan menunjukkan bahwa lantanida ke-14 pasti unsur 61 dan terletak di antara neodymium dan samarium.

Pada 1920-an, pencarian elemen 61 sangat intensif. Pada tahun 1926 sekelompok ilmuwan di Universitas Florence, Italia, dan di Universitas Illinois mengklaim telah menemukan unsur 61 dan menamai unsur florentium dan illinium, masing-masing, tetapi klaim mereka tidak dapat diverifikasi secara independen. Kehebohan klaim dan klaim balasan ini akhirnya mereda pada tahun 1930. Baru pada tahun 1947, setelah fisi uranium, unsur 61 itu benar-benar diisolasi dan diberi nama prometium oleh para ilmuwan di Laboratorium Nasional Oak Ridge Komisi Energi Atom AS di Tennessee. (Rincian lebih lanjut tentang penemuan unsur-unsur individu ditemukan di artikel tentang unsur-unsur tersebut.)

Selama 160 tahun penemuan (1787–1947), pemisahan dan pemurnian unsur tanah jarang merupakan proses yang sulit dan memakan waktu. Banyak ilmuwan menghabiskan seluruh hidup mereka mencoba untuk mendapatkan 99 persen tanah jarang murni, biasanya dengan kristalisasi fraksional, yang memanfaatkan sedikit perbedaan kelarutan garam tanah jarang dalam larutan berair dibandingkan dengan unsur lantanida tetangga.

Karena unsur tanah jarang ditemukan sebagai produk fisi dari pemisahan atom uranium, Komisi Energi Atom A.S. berusaha keras untuk mengembangkan metode baru untuk memisahkan unsur tanah jarang. Namun, pada tahun 1947 Gerald E. Boyd dan rekannya di Laboratorium Nasional Oak Ridge dan Frank Harold Spedding dan rekannya di Laboratorium Ames di Iowa secara bersamaan menerbitkan hasil yang menunjukkan bahwa proses pertukaran ion menawarkan cara yang jauh lebih baik untuk memisahkan logam tanah jarang.

Jadi setelah mengetahui apa itu logam tanah jarang, simak berita menarik lainnya di VOI, saatnya merevolusi pemberitaan!