Seng

Berkas:Zinc fragment sublimed and 1cm3 cube.jpg

Zinc fragment sublimed and 1cm3 cube

Seng, (, ) adalah sebuah unsur kimia dengan lambang Zn dan nomor atom 30. Seng adalah logam yang sedikit rapuh pada suhu kamar dan memiliki penampilan keabu-abuan keperakan ketika oksidasi dihilangkan. Ia merupakan unsur pertama dalam golongan 12 (IIB) dari tabel periodik. Dalam beberapa hal, seng secara kimiawi mirip dengan magnesium: kedua unsur ini hanya menunjukkan satu bilangan oksidasi normal (+2), dan ion Zn²⁺ dan Mg²⁺ memiliki ukuran yang sama. Seng merupakan unsur paling melimpah ke-24 di kerak Bumi dan memiliki lima isotop stabil. Bijih seng yang paling umum adalah sfalerit (seng campuran), sebuah mineral seng sulfida. Lode terbesar yang bisa diterapkan berada di Australia, Asia, dan Amerika Serikat. Seng dimurnikan melalui pengapungan buih bijih, pemanggangan, dan ekstraksi akhir menggunakan listrik (pengekstraksian listrik).

Kuningan, sebuah paduan tembaga dan seng dalam berbagai proporsi, digunakan sejak milenium ketiga SM di wilayah Aegean dan wilayah yang saat ini meliputi Irak, Uni Emirat Arab, Kalmykia, Turkmenistan dan Georgia. Pada milenium kedua SM, ia digunakan di wilayah yang saat ini termasuk India Barat, Uzbekistan, Iran, Suriah, Irak, dan Israel. Logam seng tidak diproduksi dalam skala besar sampai abad ke-12 di India, meskipun diketahui oleh orang Romawi dan Yunani kuno. Tambang Rajasthan telah memberikan bukti pasti produksi seng sejak abad ke-6 SM. Sampai saat ini, bukti tertua seng murni berasal dari Zawar, di Rajasthan, pada awal abad ke-9 M ketika proses penyulingan digunakan untuk membuat seng murni. Para alkemis membakar seng di udara untuk membentuk apa yang mereka sebut "wol filsuf" atau "salju putih".

Unsur ini mungkin dinamai oleh alkemis Paracelsus dari kata bahasa Jerman Zinke (cabang, gigi). Kimiawan Jerman Andreas Sigismund Marggraf dikreditkan dengan menemukan seng logam murni pada tahun 1746. Karya Luigi Galvani dan Alessandro Volta menemukan sifat elektrokimia seng pada tahun 1800. Pelapisan seng tahan korosi dari besi (galvanisasi celup panas) merupakan aplikasi utama untuk seng. Aplikasi lainnya ialah dalam baterai listrik, coran nonstruktural kecil, dan paduan seperti kuningan. Berbagai senyawa seng yang umum digunakan, seperti seng karbonat dan seng glukonat (sebagai suplemen makanan), seng klorida (dalam deodoran), seng pirition (sampo anti ketombe), seng sulfida (dalam cat luminesen), dan dimetilseng atau dietilseng dalam laboratorium organik.

Seng merupakan sebuah mineral penting, yang diperlukan untuk perkembangan pranatal dan pascanatal. Kekurangan seng memengaruhi sekitar dua miliar orang di negara berkembang dan berhubungan dengan banyak penyakit. Pada anak-anak, defisiensi menyebabkan retardasi pertumbuhan, keterlambatan pematangan seksual, kerentanan infeksi, dan diare. Enzim dengan atom seng di pusat reaktif tersebar luas dalam biokimia, seperti alkohol dehidrogenase pada manusia. Konsumsi seng berlebih dapat menyebabkan ataksia, letargi, dan kekurangan tembaga.

Karakteristik

Sifat fisik

Seng adalah logam diamagnetik berwarna putih kebiruan dan berkilau, meskipun nilai komersial yang paling umum dari logam ini memiliki hasil akhir yang kusam. Ia agak kurang padat daripada besi dan memiliki struktur kristal heksagon, dengan bentuk susunan padat heksagon terdistorsi, di mana setiap atom memiliki enam tetangga terdekat (pada jarak 265,9 pm) di bidangnya sendiri dan enam lainnya pada jarak yang lebih jauh (290,6 pm). Logam ini keras dan rapuh pada sebagian besar suhu tetapi menjadi lunak antara suhu 100 hingga 150 °C. Di atas suhu 210 °C, logam ini menjadi rapuh lagi dan dapat dihancurkan dengan cara dipukul. Seng adalah konduktor listrik yang wajar. Untuk sebuah logam, seng memiliki titik lebur dan titik didih yang relatif rendah (419,5 °C dan 907 °C). Titik leburnya menjadi yang paling rendah dari semua logam blok-d lainnya selain raksa dan kadmium; untuk alasan ini di antara beberapa alasan lainnya, seng, kadmium, dan raksa sering tidak dianggap sebagai logam transisi seperti logam blok-d lainnya.

Banyak paduan mengandung seng, termasuk kuningan. Logam lain yang telah lama diketahui membentuk paduan biner dengan seng adalah aluminium, antimon, bismut, emas, besi, timbal, raksa, perak, timah, magnesium, kobalt, nikel, telurium, dan natrium. Meskipun baik seng maupun zirkonium tidak bersifat feromagnetik, paduan mereka, , menunjukkan feromagnetisme di bawah suhu 35 K.

Keterjadian

Seng membentuk sekitar 75 ppm (0,0075%) dari kerak Bumi, menjadikannya unsur paling melimpah ke-24. Konsentrasi latar belakang seng yang khas tidak melebihi 1 μg/m³ di atmosfer; 300 mg/kg dalam tanah; 100 mg/kg dalam vegetasi; 20 μg/L di air tawar dan 5 μg/L di air laut. Unsur ini biasanya ditemukan dalam hubungan dengan logam dasar lainnya seperti tembaga dan timbal dalam bijih. Seng merupakan unsur kalkofil, artinya unsur ini lebih mungkin ditemukan dalam mineral bersama dengan belerang dan kalkogen berat lainnya, daripada dengan kalkogen ringan oksigen atau dengan unsur elektronegatif nonkalkogen seperti halogen. Sulfida terbentuk sebagai kerak yang memadat di bawah kondisi reduksi atmosfer Bumi awal. Sfalerit, yang merupakan bentuk seng sulfida, adalah bijih yang mengandung seng yang paling banyak ditambang karena konsentratnya mengandung 60–62% seng.

Sumber mineral lain untuk seng termasuk smithsonit (seng karbonat), hemimorfit (seng silikat), wurtzit (seng sulfida lain), dan kadang-kadang hidrozinkit (seng karbonat dasar). Dengan pengecualian wurtzit, semua mineral lain ini dibentuk oleh pelapukan seng sulfida yang primordial.

Sumber daya seng dunia yang teridentifikasi berjumlah sekitar 1,9–2,8 miliar ton. Deposito besar berada di Australia, Kanada dan Amerika Serikat, dengan cadangan terbesar berada di Iran. Perkiraan terbaru dari basis cadangan untuk seng (memenuhi kriteria fisik minimum yang ditentukan terkait dengan penambangan dan praktik produksi saat ini) dibuat pada tahun 2009 dan dihitung menjadi sekitar 480 Mt. Di sisi lain, cadangan seng merupakan badan bijih yang diidentifikasi secara geologis yang kesesuaiannya untuk pemulihan berdasarkan ekonomi (lokasi, kadar, kualitas, dan kuantitas) pada saat penentuan. Karena eksplorasi dan pengembangan tambang merupakan proses yang berkelanjutan, jumlah cadangan seng bukanlah jumlah yang tetap dan keberlanjutan pasokan bijih seng tidak dapat dinilai hanya dengan mengekstrapolasi umur tambang gabungan dari tambang seng saat ini. Konsep ini didukung dengan baik oleh data dari Survei Geologi Amerika Serikat (USGS), yang menggambarkan bahwa meskipun produksi seng olahan meningkat 80% antara tahun 1990 dan 2010, masa pakai cadangan untuk seng tetap tidak berubah. Sekitar 346 juta ton seng telah diekstraksi sepanjang sejarah hingga tahun 2002, dan para ahli memperkirakan bahwa sekitar 109–305 juta ton seng telah digunakan.

Isotop

Lima isotop stabil seng terdapat di alam, dengan ⁶⁴Zn menjadi isotop yang paling melimpah (49,17% kelimpahan alami). Isotop lain yang ditemukan di alam adalah (27,73%), (4,04%), (18,45%), dan (0,61%).

Beberapa lusin radioisotop telah dikarakterisasi. , yang memiliki waktu paruh 243,66 hari, adalah radioisotop yang paling tidak aktif, diikuti oleh dengan waktu paruh 46,5 jam. Seng memiliki 10 isomer nuklir. ^69mZn memiliki waktu paruh terpanjang, 13,76 jam. Superskrip m menunjukkan bahwa ia merupakan isotop metastabil. Inti isotop metastabil berada dalam keadaan tereksitasi dan akan kembali ke keadaan dasar dengan memancarkan foton dalam bentuk sinar gama. memiliki tiga keadaan metastabil tereksitasi dan memiliki dua. Isotop , , dan masing-masing hanya memiliki satu keadaan metastabil tereksitasi.

Mode peluruhan yang paling umum dari radioisotop seng dengan nomor massa lebih rendah dari 66 adalah penangkapan elektron. Produk peluruhan yang dihasilkan dari penangkapan elektron adalah isotop tembaga.

+ Elektron →

Mode peluruhan yang paling umum dari radioisotop seng dengan nomor massa lebih tinggi dari 66 adalah peluruhan beta (β⁻), yang menghasilkan isotop galium.

→ + Elektron + [[Neutrino elektron#Antineutrino elektron|]]

Senyawa dan sifat kimia

Reaktivitas

Seng memiliki konfigurasi elektron [Ar]3d¹⁰4s² dan merupakan anggota golongan 12 dari tabel periodik. Ia merupakan logam yang cukup reaktif dan zat pereduksi yang kuat. Permukaan seng murni cepat ternoda, dan akhirnya membentuk lapisan pasivasi pelindung dari seng karbonat dasar, , melalui reaksi dengan karbon dioksida atmosfer.

Seng terbakar di udara dengan nyala hijau kebiruan terang, mengeluarkan asap seng oksida. Seng mudah bereaksi dengan asam, alkali dan nonlogam lainnya. Seng yang sangat murni hanya bereaksi lambat pada suhu kamar dengan asam. Asam kuat, seperti asam klorida atau sulfat, dapat menghilangkan lapisan pasivasi dan reaksi selanjutnya dengan kedua asam tersebut melepaskan gas hidrogen.

Sifat kimia seng didominasi oleh bilangan oksidasi +2. Ketika senyawa dalam bilangan oksidasi ini terbentuk, kulit terluar elektron s hilang, menghasilkan ion seng telanjang dengan konfigurasi elektron [Ar]3d¹⁰. Dalam larutan berair kompleks oktahedron, merupakan spesies yang dominan. Volatilisasi seng dalam kombinasi dengan seng klorida pada suhu di atas 285 °C menunjukkan pembentukan , senyawa seng dengan bilangan oksidasi +1. Tidak ada senyawa seng dalam bilangan oksidasi positif selain +1 atau +2 yang diketahui. Perhitungan menunjukkan bahwa senyawa seng dengan bilangan oksidasi +4 tidak mungkin ada. Zn(III) diperkirakan ada dengan adanya trianion elektronegatif kuat; tetapi, ada beberapa keraguan seputar kemungkinan ini. Tetapi pada tahun 2021, senyawa lain telah dilaporkan dengan lebih banyak bukti yang memiliki bilangan oksidasi +3 dengan rumus ZnBeB₁₁(CN)₁₂.

Sifat kimia seng mirip dengan sifat kimia logam transisi baris pertama akhir, nikel dan tembaga, meskipun ia memiliki kulit-d yang terisi dan senyawanya bersifat diamagnetik serta sebagian besar tidak berwarna. Jari-jari ionik seng dan magnesium kebetulan hampir identik. Karena itu beberapa garam ekuivalen memiliki struktur kristal yang sama, dan dalam keadaan lain di mana jari-jari ionik merupakan faktor penentu, sifat kimia seng memiliki banyak kesamaan dengan magnesium. Dalam hal lain, ada sedikit kesamaan dengan logam transisi baris pertama akhir. Seng cenderung membentuk ikatan dengan tingkat kovalensi yang lebih besar dan kompleks yang jauh lebih stabil dengan donor -N dan -S. Kompleks seng sebagian besar memiliki koordinasi -4 atau -6, meskipun kompleks koordinasi-5 juga telah diketahui.

Senyawa seng(I)

Senyawa seng(I) sangatlah jarang. Ion [Zn₂]²⁺ terlibat dalam pembentukan kaca diamagnetik kuning dengan melarutkan seng logam dalam ZnCl₂ cair. Inti [Zn₂]²⁺ akan analog dengan kation [Hg₂]²⁺ yang ada dalam senyawa raksa(I). Sifat diamagnetik ion ini menegaskan struktur dimernya. Senyawa seng(I) pertama yang mengandung ikatan Zn–Zn, (η⁵-C₅Me₅)₂Zn₂.

Senyawa seng(II)

Senyawa biner seng dikenal untuk sebagian besar metaloid dan semua nonlogam kecuali gas mulia. Seng oksida ZnO adalah bubuk putih yang hampir tidak larut dalam larutan berair netral, tetapi bersifat amfoter, larut dalam larutan basa kuat dan asam. Kalkogenida seng lainnya (ZnS, ZnSe, dan ZnTe) memiliki aplikasi yang bervariasi dalam elektronika dan optika. Seng pniktogenida (Seng nitrida, Seng fosfida, Seng arsenida dan Seng antimonida), seng peroksida (Seng peroksida), seng hidrida (Seng hidrida), dan seng karbida (Seng karbida) juga telah diketahui. Dari keempat halida seng, Seng fluorida memiliki sifat ionik paling besar, sedangkan yang lainnya (Seng klorida, Seng bromida, dan Seng iodida) memiliki titik lebur yang relatif rendah dan dianggap lebih bersifat kovalen.

Dalam larutan basa lemah yang mengandung ion , seng hidroksida (Seng hidroksida) terbentuk sebagai endapan putih. Dalam larutan alkali yang lebih kuat, hidroksida ini dilarutkan untuk membentuk zinkat (zinkat). Seng nitrat (Seng nitrat), seng klorat (Seng klorat), seng sulfat (Seng sulfat), seng fosfat (Seng fosfat), seng molibdat (Seng molibdat), seng sianida (Seng sianida), seng arsenit (Seng arsenit), seng arsenat (Seng arsenat), dan seng kromat (Seng kromat) (salah satu dari sedikit senyawa seng berwarna) merupakan beberapa contoh senyawa anorganik umum lainnya dari seng.

Senyawa organoseng merupakan senyawa yang mengandung ikatan kovalen seng–karbon. Dietilseng (Dietilseng) merupakan sebuah reagen dalam kimia sintetis. Ia pertama kali dilaporkan pada tahun 1848 dari reaksi seng dan etil iodida, dan merupakan senyawa pertama yang diketahui mengandung ikatan sigma logam–karbon.

Tes untuk seng

Kertas Kobaltisianida (tes Rinnmann untuk Zn) dapat digunakan sebagai indikator kimia untuk seng. 4 gram K₃Co(CN)₆ dan 1 gram KClO₃ dilarutkan dalam 100 ml air. Kertas dicelupkan ke dalam larutan dan dikeringkan pada suhu 100 °C. Satu tetes sampel diteteskan ke atas kertas kering dan dipanaskan. Cakram hijau menunjukkan adanya seng.

Sejarah

Penggunaan kuno

Charaka Samhita, diperkirakan ditulis antara tahun 300 dan 500 M, menyebutkan sebuah logam yang, ketika dioksidasi, menghasilkan pushpanjan, yang dianggap sebagai seng oksida. Tambang seng di Zawar, dekat Udaipur di India, telah aktif sejak periode Maurya (sekitar 322 dan 187 SM). Peleburan seng logam di sini, bagaimanapun, tampaknya telah dimulai sekitar abad ke-12 M. Satu perkiraan adalah bahwa lokasi ini menghasilkan sekitar satu juta ton seng logam dan seng oksida dari abad ke-12 hingga ke-16. Perkiraan lain memberikan total produksi 60.000 ton seng logam selama periode ini. Rasaratna Samuccaya, yang ditulis sekitar abad ke-13 M, menyebutkan dua jenis bijih yang mengandung seng: satu digunakan untuk ekstraksi logam dan lainnya digunakan untuk tujuan pengobatan.

Berbagai contoh terisolasi dari penggunaan seng tidak murni pada zaman kuno telah ditemukan. Bijih seng digunakan untuk membuat kuningan paduan seng–tembaga ribuan tahun sebelum penemuan seng sebagai unsur terpisah. Kuningan Yudea dari abad ke-14 hingga ke-10 SM mengandung 23% seng.

Pengetahuan mengenai cara memproduksi kuningan menyebar ke Yunani Kuno pada abad ke-7 SM, tetapi hanya sedikit varietas yang dibuat. Ornamen yang terbuat dari paduan yang mengandung 80–90% seng, dengan timbal, besi, antimon, dan logam lain yang menyusun sisanya, telah ditemukan berusia 2.500 tahun. Sebuah patung prasejarah yang mungkin mengandung 87,5% seng ditemukan di situs arkeologi Dacia.

Pil tertua yang diketahui terbuat dari seng karbonat, hidrozinkit, dan smithsonit. Pil-pil tersebut digunakan untuk sakit mata dan ditemukan di atas kapal Romawi Relitto del Pozzino yang karam pada 140 SM.

Pembuatan kuningan dikenal oleh orang Romawi sekitar tahun 30 SM. Mereka membuat kuningan dengan memanaskan kalamin bubuk (seng silikat atau karbonat), arang dan tembaga bersama-sama dalam wadah. Kuningan kalamin yang dihasilkan kemudian dicor atau ditempa untuk digunakan dalam persenjataan. Beberapa koin yang dibuat oleh orang Romawi di era Kristen terbuat dari kuningan kalamin.

Tulisan Strabo pada abad ke-1 SM (tetapi mengutip karya sejarawan abad ke-4 SM Theopompos yang sekarang hilang) menyebutkan "tetesan perak palsu" yang bila dicampur dengan tembaga akan menghasilkan kuningan. Ini mungkin merujuk pada sejumlah kecil seng yang merupakan produk sampingan dari peleburan bijih sulfida. Seng dalam sisa-sisa seperti itu dalam oven peleburan biasanya dibuang karena dianggap tidak berharga.

Tablet seng Bern adalah sebuah plakat nazar yang berasal dari Galia Romawi yang terbuat dari paduan yang sebagian besar adalah seng.

Studi awal dan penamaan

Seng secara jelas diakui sebagai logam di bawah sebutan Yasada atau Jasada dalam leksikon medis yang dianggap berasal dari raja Hindu Madanapala (dari dinasti Taka) dan ditulis sekitar tahun 1374. Peleburan dan ekstraksi seng tidak murni dengan mereduksi kalamin dengan wol dan zat organik lainnya dilakukan pada abad ke-13 di India. Orang Tiongkok tidak mempelajari teknik ini sampai abad ke-17.

Para alkemis membakar logam seng di udara dan mengumpulkan seng oksida yang dihasilkan pada sebuah kondensor. Beberapa alkemis menyebut seng oksida ini sebagai lana philosophica, Latin untuk "wol filsuf", karena ia dikumpulkan dalam jumbai wol, sedangkan yang lain berpikir bahwa ia tampak seperti salju putih dan menamakannya nix album.

Nama logam ini mungkin pertama kali didokumentasikan oleh Paracelsus, seorang alkemis Jerman kelahiran Swiss, yang menyebut logam ini sebagai "zincum" atau "zinken" dalam bukunya yang berjudul Liber Mineralium II, pada abad ke-16. Kata ini mungkin berasal dari bahasa Jerman zinke, dan konon berarti "seperti gigi, runcing atau bergerigi" (kristal seng metalik memiliki penampilan seperti jarum). Zink juga bisa berarti "mirip timah" karena hubungannya dengan zinn dari bahasa Jerman yang berarti timah. Namun, kemungkinan lain menyatakan bahwa kata tersebut berasal dari kata Persia سنگ seng yang berarti batu. Logam ini juga disebut timah India, tutanego, kalamin, dan spinter.

Ahli metalurgi Jerman Andreas Libavius menerima sejumlah apa yang dia sebut "calay" Malabar dari sebuah kapal kargo yang ditangkap dari Portugis pada tahun 1596. Libavius menggambarkan sifat-sifat sampel, yang mungkin adalah seng. Seng secara teratur diimpor ke Eropa dari Timur pada abad ke-17 dan awal abad ke-18, tetapi pada waktu itu ia kadang-kadang sangat mahal.

Isolasi

Seng logam diisolasi di India pada tahun 1300 M, jauh lebih awal daripada di Barat. Sebelum diisolasi di Eropa, seng diimpor dari India sekitar tahun 1600 M. Universal Dictionary Postlewayt, sumber kontemporer yang memberikan informasi teknologi di Eropa, tidak menyebutkan seng sebelum tahun 1751 tetapi unsur tersebut dipelajari sebelum itu.

Ahli metalurgi dan alkemis Flemish P. M. de Respour melaporkan bahwa ia telah mengekstraksi seng logam dari seng oksida pada tahun 1668. Pada awal abad ke-18, Étienne François Geoffroy menggambarkan bagaimana seng oksida mengembun sebagai kristal kuning pada batangan besi yang ditempatkan di atas bijih seng yang sedang dilebur. Di Britania Raya, John Lane dikatakan telah melakukan eksperimen untuk melebur seng, mungkin di Landore, sebelum kebangkrutannya pada tahun 1726.

Pada tahun 1738 di Britania Raya, William Champion mematenkan proses untuk mengekstrak seng dari kalamin dalam peleburan gaya retot vertikal. Tekniknya mirip dengan yang digunakan di tambang seng Zawar di Rajasthan, tetapi tidak ada bukti yang menunjukkan bahwa dia mengunjungi Timur. Proses Champion digunakan sampai tahun 1851.

Kimiawan Jerman Andreas Marggraf biasanya mendapat pujian karena menemukan seng logam murni, meskipun ahli kimia Swedia Anton von Swab telah menyuling seng dari kalamin empat tahun sebelumnya. Dalam percobaannya pada tahun 1746, Marggraf memanaskan campuran kalamin dan arang dalam wadah tertutup tanpa tembaga untuk mendapatkan sebuah logam. Prosedur ini menjadi praktis secara komersial pada tahun 1752.

Pekerjaan berikutnya

Saudara William Champion, John, mematenkan sebuah proses pada tahun 1758 untuk mengalsinasi seng sulfida menjadi oksida yang dapat digunakan dalam proses retot. Sebelum ini, hanya kalamin yang dapat digunakan untuk memproduksi seng. Pada tahun 1798, Johann Christian Ruberg meningkatkan proses peleburan dengan membangun pelebur retot horizontal pertama. Jean-Jacques Daniel Dony membangun berbagai jenis pelebur seng horizontal di Belgia yang memproses lebih banyak seng.

Dokter Italia Luigi Galvani menemukan pada tahun 1780 bahwa menghubungkan sumsum tulang belakang katak yang baru dibedah ke rel besi yang dipasang dengan kait kuningan menyebabkan kaki katak berkedut. Dia salah mengira dia telah menemukan kemampuan saraf dan otot untuk menciptakan listrik dan menyebut efek tersebut sebagai "listrik hewan". Sel Galvanik dan proses galvanisasi dinamai untuk Luigi Galvani, dan penemuannya membuka jalan bagi baterai listrik, galvanisasi, dan proteksi katodik.

Teman Galvani, Alessandro Volta, terus meneliti efek tadi dan menemukan tumpukan Volta pada tahun 1800. Tumpukan Volta terdiri dari setumpuk sel Galvanik yang disederhanakan, masing-masing menjadi satu pelat tembaga dan satu seng yang dihubungkan oleh elektrolit. Dengan menumpuk unit-unit ini secara seri, tumpukan (atau "baterai") Volta secara keseluruhan memiliki tegangan yang lebih tinggi, yang dapat digunakan lebih mudah daripada sel tunggal. Listrik dihasilkan karena potensial Volta antara dua pelat logam membuat elektron mengalir dari seng ke tembaga dan menimbulkan korosi pada seng.

Karakter nonmagnetik seng dan kurangnya warna dalam larutan menunda penemuan pentingnya untuk biokimia dan nutrisi. Hal ini berubah pada tahun 1940 ketika karbonat anhidrase, enzim yang membersihkan karbon dioksida dari darah, terbukti memiliki seng di situs aktifnya. Enzim pencernaan karboksipeptidase menjadi enzim yang mengandung seng kedua yang diketahui pada tahun 1955.

Produksi

Penambangan dan pengolahan

Hasil produksi tambang seng teratas (menurut negara) 2019

Peringkat	Negara	Ton
1	Tiongkok	4.210.000
2	Peru	1.400.000
3	Australia	1.330.000
4	Amerika Serikat	753.000
5	India	720.000
6	Meksiko	677.000

Seng adalah logam keempat yang paling umum digunakan, di bawah besi, aluminium, dan tembaga dengan produksi tahunan sekitar 13 juta ton. Produsen seng terbesar di dunia adalah Nyrstar, penggabungan dari OZ Minerals Australia dan Umicore Belgia. Sekitar 70% seng dunia berasal dari pertambangan, sedangkan 30% sisanya berasal dari daur ulang seng sekunder. Seng murni komersial dikenal sebagai Special High Grade (Kelas Tinggi Khusus), sering disingkat sebagai SHG, dan murni 99,995%.

Di seluruh dunia, 95% seng baru ditambang dari deposit bijih sulfida, di mana sfalerit (ZnS) hampir selalu dicampur dengan sulfida tembaga, timah, dan besi. Tambang seng tersebar di seluruh dunia, dengan tambang utama seng berada di Tiongkok, Australia, dan Peru. Tiongkok menghasilkan 38% dari output seng global pada tahun 2014.

Logam seng diproduksi menggunakan metalurgi ekstraktif. Bijih seng ditumbuk halus, kemudian dimasukkan melalui pengapungan untuk memisahkan mineral dari gangue (berdasarkan sifat hidrofobisitas), untuk mendapatkan konsentrat bijih seng sulfida yang terdiri sekitar 50% seng, 32% belerang, 13% besi, dan 5% .

Pemanggangan mengubah konsentrat seng sulfida menjadi seng oksida:

$2\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{S}+3\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{t}{\phantom{A}}^o}{\to }2\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{O}+2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Sulfur dioksida digunakan untuk produksi asam sulfat, yang diperlukan untuk proses pelindian. Jika endapan seng karbonat, seng silikat, atau seng-spinel (seperti Deposit Skorpion di Namibia) digunakan untuk produksi seng, pemanggangan dapat dihilangkan.

Untuk pemrosesan lebih lanjut, dua metode dasar digunakan: pirometalurgi atau pengekstraksian listrik. Pirometalurgi mereduksi seng oksida dengan karbon atau karbon monoksida pada ke dalam logam, yang disuling sebagai uap seng untuk memisahkannya dari logam lain, yang tidak mudah menguap pada suhu tersebut. Uap seng kemudian dikumpulkan dalam kondensor. Persamaan di bawah ini menggambarkan proses ini:

$\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{O}+\mathrm{C}\stackrel{950{\phantom{A}}^o\mathrm{C}}{\to }\mathrm{Z}\mathrm{n}+\mathrm{C}\mathrm{O}$

$\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{O}\stackrel{950{\phantom{A}}^o\mathrm{C}}{\to }\mathrm{Z}\mathrm{n}+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Dalam pengekstraksian listrik, seng dilindikan dari konsentrat bijih oleh asam sulfat dan kotoran diendapkan:

$\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{O}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Akhirnya, seng direduksi dengan elektrolisis.

$2\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶2\mathrm{Z}\mathrm{n}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$

Asam sulfat diregenerasi dan didaur ulang ke langkah pelindian.

Ketika bahan baku tergalvanisasi diumpankan ke sebuah tanur busur listrik, seng dipulihkan dari debu dengan sejumlah proses, terutama proses Waelz (90% pada 2014).

Dampak lingkungan

Penyempurnaan bijih seng sulfida menghasilkan sejumlah besar sulfur dioksida dan uap kadmium. Terak peleburan dan residu lainnya mengandung sejumlah besar logam. Sekitar 1,1 juta ton seng logam dan 130 ribu ton timbal ditambang dan dilebur di kota La Calamine dan Plombières di Belgia antara tahun 1806 dan 1882. Tempat pembuangan dari operasi penambangan dan pelindian seng dan kadmium masa lalu serta sedimen Sungai Geul, mengandung jumlah logam yang tidak sepele. Sekitar dua ribu tahun yang lalu, emisi seng dari pertambangan dan peleburan mencapai 10 ribu ton per tahun. Setelah meningkat 10 kali lipat dari tahun 1850, emisi seng mencapai puncaknya pada 3,4 juta ton per tahun pada 1980-an dan menurun menjadi 2,7 juta ton pada 1990-an, meskipun studi tahun 2005 mengenai troposfer Arktik menemukan bahwa konsentrasi di sana tidak mencerminkan penurunan. Emisi buatan manusia dan alami terjadi pada rasio 20 banding 1.

Seng di sungai yang mengalir melalui kawasan industri dan pertambangan bisa mencapai 20 ppm. Pengolahan limbah yang efektif sangat mengurangi hal ini; pemulihan di sepanjang Sungai Rhein, misalnya, telah menurunkan kadar seng hingga 50 ppb. Konsentrasi seng serendah 2 ppm memengaruhi jumlah oksigen yang dapat dibawa ikan dalam darahnya.

Tanah yang terkontaminasi seng dari penambangan, pemurnian, atau pemupukan dengan lumpur yang mengandung seng dapat mengandung beberapa gram seng per kilogram tanah kering. Kadar seng yang melebihi 500 ppm dalam tanah mengganggu kemampuan tanaman untuk menyerap logam-logam esensial lainnya, seperti besi dan mangan. Kadar seng dari 2000 ppm hingga 180.000 ppm (18%) telah dicatat di beberapa sampel tanah.

Aplikasi

Aplikasi utama seng, di antaranya (angka diberikan untuk AS)

1. Galvanisasi (55%)
2. Kuningan dan perunggu (16%)
3. Paduan lainnya (21%)
4. Lain-lain (8%)

Antikorosi dan baterai

Seng paling sering digunakan sebagai zat antikorosi, dan galvanisasi (pelapisan besi atau baja) adalah bentuk yang paling dikenal. Pada tahun 2009 di Amerika Serikat, 55% atau 893.000 ton logam seng digunakan untuk galvanisasi.

Seng lebih reaktif daripada besi atau baja dan dengan demikian akan menarik hampir semua oksidasi lokal sampai ia benar-benar terkorosi. Lapisan permukaan pelindung oksida dan karbonat ( terbentuk sebagai korosi seng. Perlindungan ini bertahan bahkan setelah lapisan seng tergores tetapi menurun seiring waktu karena seng terkorosi. Seng diterapkan secara elektrokimia atau sebagai seng cair melalui penyemprotan atau galvanisasi celup panas. Galvanisasi digunakan pada pagar rantai, pagar pengaman, jembatan gantung, tiang lampu, atap logam, penukar panas, dan badan mobil.

Reaktivitas relatif seng dan kemampuannya untuk menarik oksidasi ke dirinya sendiri membuatnya menjadi anode pengorban dalam proteksi katodik (cathodic protection, CP). Misalnya, perlindungan katodik dari pipa yang terkubur dapat dicapai dengan menghubungkan anode yang terbuat dari seng ke pipa. Seng bertindak sebagai anode (terminus negatif) dengan terkorosi secara perlahan saat mengalirkan arus listrik ke pipa baja. Seng juga digunakan untuk melindungi logam yang terpapar air laut secara katodik. Piringan seng yang menempel pada kemudi besi kapal akan perlahan terkorosi, sementara kemudi tetap utuh. Demikian pula, sumbat seng yang dipasang pada baling-baling atau pelindung logam untuk lunas kapal memberikan perlindungan sementara.

Dengan potensial elektrode standar (standard electrode potential, SEP) sebesar −0,76 volt, seng digunakan sebagai bahan anode untuk baterai. (Litium yang lebih reaktif (SEP −3,04 V) digunakan untuk anode dalam baterai litium). Seng bubuk digunakan dengan cara ini dalam baterai alkalin dan pelindung (yang juga berfungsi sebagai anode) baterai seng–karbon dibentuk dari lembaran seng. Seng digunakan sebagai anode atau bahan bakar sel bahan bakar/baterai seng–udara. Baterai aliran redoks seng–serium juga bergantung pada setengah sel negatif berbasis seng.

Paduan

Paduan seng yang banyak digunakan adalah kuningan, di mana tembaga dicampur dengan seng dari 3% hingga 45%, tergantung pada jenis kuningannya. Kuningan umumnya lebih ulet dan lebih kuat dari tembaga, dan memiliki ketahanan korosi yang unggul. Sifat-sifat ini membuatnya berguna dalam peralatan komunikasi, perangkat keras, alat musik, dan katup air.

Paduan seng lain yang banyak digunakan, di antaranya perak nikel, logam mesin tik, solder lunak dan aluminium, dan perunggu komersial. Seng juga digunakan dalam organ pipa kontemporer sebagai pengganti paduan timbal/timah tradisional dalam pipa. Paduan 85–88% seng, 4–10% tembaga, dan 2–8% aluminium memilih penggunaan terbatas pada jenis bantalan mesin tertentu. Seng telah menjadi logam utama dalam koin satu sen Amerika (penny) sejak 1982. Inti seng dilapisi dengan lapisan tipis tembaga untuk memberikan tampilan seperti koin tembaga. Pada tahun 1994, seng digunakan untuk menghasilkan 13,6 miliar sen di Amerika Serikat.

Paduan seng dengan sejumlah kecil tembaga, aluminium, dan magnesium berguna dalam pengecoran mati (die casting) serta pengecoran berputar (spin casting), terutama dalam industri otomotif, listrik, dan perangkat keras. Paduan-paduan ini dipasarkan dengan nama Zamak. Contohnya adalah seng aluminium. Titik lebur yang rendah bersama dengan viskositas rendah dari paduan memungkinkan produksi bentuk kecil dan rumit. Suhu kerja yang rendah menyebabkan pendinginan yang cepat dari produk cor dan produksi yang cepat untuk perakitan. Paduan lain, dipasarkan dengan merek Prestal, mengandung 78% seng dan 22% aluminium, dan dilaporkan hampir sekuat baja tetapi dapat ditempa seperti plastik. Superplastisitas paduan ini memungkinkannya untuk dicetak menggunakan cetakan yang terbuat dari keramik dan semen.

Paduan serupa dengan penambahan sedikit timbal dapat digulung dingin menjadi lembaran. Paduan seng 96% dan aluminium 4% digunakan untuk membuat stamping mati untuk aplikasi yang dijalankan dengan produksi rendah di mana logam besi mati akan terlalu mahal. Untuk fasad bangunan, atap, dan aplikasi lain untuk logam lembaran yang dibentuk oleh deep drawing, pembentukan rol, atau pembengkokan, digunakanlah paduan seng dengan titanium dan tembaga. Seng murni terlalu rapuh untuk proses manufaktur ini.

Sebagai bahan padat, murah, mudah dikerjakan, seng digunakan sebagai pengganti timbal. Di tengah kekhawatiran timbal, seng muncul dalam bobot untuk berbagai aplikasi mulai dari memancing hingga timbangan ban dan roda gila.

Kadmium seng telurida (cadmium zinc telluride, CZT) adalah sebuah paduan semikonduktor yang dapat dibagi menjadi berbagai perangkat penginderaan kecil. Perangkat ini mirip dengan sirkuit terpadu dan dapat mendeteksi energi foton sinar gama yang masuk. Saat berada di balik topeng penyerap, susunan sensor CZT dapat menentukan arah sinar.

Kegunaan industri lainnya

Kira-kira seperempat dari semua keluaran seng di Amerika Serikat pada tahun 2009 dikonsumsi dalam senyawa seng; beberapa di antaranya digunakan secara industri. Seng oksida banyak digunakan sebagai pigmen putih pada cat dan sebagai katalis dalam pembuatan karet untuk mendispersikan panas. Seng oksida digunakan untuk melindungi polimer karet dan plastik dari radiasi ultraviolet (UV). Sifat semikonduktor seng oksida membuatnya berguna dalam varistor dan produk fotokopi. Siklus seng–seng oksida adalah sebuah proses termokimia dua langkah yang didasarkan pada seng dan seng oksida untuk produksi hidrogen.

Seng klorida sering ditambahkan ke kayu sebagai penghambat api dan terkadang sebagai pengawet kayu. Ia digunakan dalam pembuatan bahan kimia lainnya. Seng metil () digunakan dalam sejumlah sintetis organik. Seng sulfida (ZnS) digunakan dalam pigmen bercahaya seperti pada jarum jam, sinar-X dan layar televisi, serta cat bercahaya. Kristal ZnS digunakan dalam laser yang beroperasi di spektrum inframerah bagian tengah. Seng sulfat adalah bahan kimia dalam pewarna dan pigmen. Seng pirition digunakan dalam cat antipengotoran.

Bubuk seng kadang-kadang digunakan sebagai propelan dalam roket model. Ketika campuran terkompresi dari 70% bubuk seng dan 30% bubuk belerang dinyalakan, akan terjadi reaksi kimia yang hebat. Reaksi ini akan menghasilkan seng sulfida, bersama dengan sejumlah besar panas, gas panas, dan cahaya.

Lembaran logam seng digunakan untuk membuat bar seng.

, isotop seng yang paling melimpah, sangat rentan terhadap pengaktifan neutron, ditransmutasikan menjadi yang sangat radioaktif, yang memiliki waktu paruh 244 hari dan menghasilkan radiasi gama yang intens. Oleh karena itu, seng oksida yang digunakan dalam reaktor nuklir sebagai agen antikorosi merupakan yang terdeplesi sebelum digunakan, dan ia disebut seng oksida terdeplesi. Untuk alasan yang sama, seng telah diusulkan sebagai bahan penggaraman untuk senjata nuklir (kobalt adalah bahan penggaraman lain yang lebih dikenal). Jaket yang diperkaya secara isotop akan disinari oleh fluks neutron berenergi tinggi yang intens dari senjata termonuklir yang meledak, membentuk dalam jumlah besar yang secara signifikan meningkatkan radioaktivitas luruhan senjata. Senjata seperti ini tidak diketahui pernah dibuat, diuji, atau digunakan.

digunakan sebagai pelacak untuk mempelajari bagaimana paduan yang mengandung seng aus, atau jalur dan peran seng dalam organisme.

Kompleks seng ditiokarbamat digunakan sebagai fungisida pertanian; mereka termasuk Zineb, Metiram, Propineb, dan Ziram. Seng naftenat digunakan sebagai pengawet kayu. Seng dalam bentuk ZDDP, digunakan sebagai aditif antiaus untuk bagian logam dalam oli mesin.

Kimia organik

Kimia organoseng adalah ilmu mengenai senyawa yang mengandung ikatan karbon-seng, yang menggambarkan sifat fisik, sintesis, dan reaksi kimia. Banyak senyawa organoseng yang penting. Beberapa di antaranya, yaitu

• Reaksi Frankland-Duppa Reaction di mana sebuah ester oksalat (ROCOCOOR) bereaksi dengan alkil halida R'X, seng dan asam klorida untuk membentuk ester α-hidroksikarboksilat RR'COHCOOR
• Pada sisi negatifnya, organoseng jauh lebih sedikit nukleofilik daripada Grignards, dan harganya mahal serta sulit ditangani. Senyawa diorganoseng yang tersedia secara komersial adalah dimetilseng, dietilseng dan difenilseng. Dalam sebuah penelitian, senyawa organoseng aktif diperoleh dari prekursor organobromin yang jauh lebih murah.

Seng memiliki banyak kegunaan sebagai katalis dalam sintesis organik termasuk sintesis asimetris, menjadi alternatif yang murah dan mudah tersedia untuk kompleks logam berharga. Hasil (hasil dan kelebihan enansiomer) yang diperoleh dengan katalis seng kiral sebanding dengan yang dicapai dengan paladium, rutenium, iridium dan lainnya, dan seng menjadi katalis logam pilihan.

Suplemen makanan

Dalam kebanyakan tablet tunggal, obat bebas, suplemen vitamin dan mineral harian, seng dimasukkan dalam bentuk seperti seng oksida, seng asetat, seng glukonat, atau seng asam amino kelat.

Umumnya, suplemen seng direkomendasikan di mana ada risiko tinggi kekurangan seng (seperti negara berpenghasilan rendah dan menengah) sebagai tindakan pencegahan. Meskipun seng sulfat adalah bentuk seng yang umum digunakan, seng sitrat, glukonat, dan pikolinat mungkin juga merupakan pilihan yang valid. Bentuk-bentuk ini lebih baik diserap daripada seng oksida.

Gastroenteritis

Seng adalah bagian dari pengobatan diare yang murah dan efektif pada anak-anak di negara berkembang. Seng menjadi terdeplesi dalam tubuh selama diare dan pengisian kembali seng dengan pengobatan 10 sampai 14 hari dapat mengurangi durasi dan keparahan diare dan juga dapat mencegah diare berikutnya selama tiga bulan. Gastroenteritis sangat dilemahkan oleh konsumsi seng, mungkin dengan tindakan antimikroba langsung dari ion di saluran pencernaan, atau dengan penyerapan seng dan pelepasan kembali dari sel-sel kekebalan (semua granulosit menyekresi seng), atau keduanya.

Pilek

Suplemen seng (sering kali pelega seng asetat atau seng glukonat) adalah sekelompok suplemen makanan yang biasanya digunakan untuk pengobatan pilek. Penggunaan suplemen seng dengan dosis lebih dari 75 mg/hari dalam waktu 24 jam sejak timbulnya gejala telah terbukti mengurangi durasi gejala pilek sekitar 1 hari pada orang dewasa. Efek samping dari pemberian suplemen seng melalui mulut adalah rasa tidak enak dan mual. Penggunaan intranasal penyemprot hidung yang mengandung seng telah dikaitkan dengan hilangnya indra penciuman; akibatnya, pada bulan Juni 2009, United States Food and Drug Administration (USFDA) memperingatkan konsumen untuk berhenti menggunakan seng intranasal.

Rhinovirus manusia – patogen virus paling umum pada manusia – adalah penyebab utama pilek. Mekanisme aksi yang dihipotesiskan di mana seng mengurangi keparahan dan/atau durasi gejala pilek adalah penekanan peradangan hidung dan penghambatan langsung dari pengikatan reseptor rhinovirus dan replikasi rhinovirus di mukosa hidung.

Penambahan berat badan

Kekurangan seng dapat menyebabkan hilangnya nafsu makan. Penggunaan seng dalam pengobatan anoreksia telah dianjurkan sejak 1979. Setidaknya 15 uji klinis telah menunjukkan bahwa seng meningkatkan penambahan berat badan pada anoreksia. Sebuah percobaan tahun 1994 menunjukkan bahwa seng menggandakan laju peningkatan massa tubuh dalam pengobatan anoreksia nervosa. Kekurangan nutrisi lain seperti tirosin, triptofan, dan tiamin dapat berkontribusi pada fenomena ini yang disebut "malnutrisi yang disebabkan oleh malnutrisi". Sebuah meta-analisis dari 33 percobaan intervensi prospektif mengenai suplementasi seng dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan anak-anak di banyak negara menunjukkan bahwa suplementasi seng saja memiliki efek yang signifikan secara statistik pada pertumbuhan linier dan penambahan berat badan, menunjukkan bahwa kekurangan zat lain yang mungkin telah hadir tidak bertanggung jawab atas keterbelakangan pertumbuhan.

Lainnya

Sebuah tinjauan Cochrane menyatakan bahwa orang yang mengonsumsi suplemen seng mungkin lebih kecil kemungkinannya untuk menderita degenerasi makula terkait usia. Suplemen seng adalah pengobatan yang efektif untuk acrodermatitis enteropathica, kelainan genetik yang memengaruhi penyerapan seng yang sebelumnya berakibat fatal bagi bayi yang terkena. Kekurangan seng telah dikaitkan dengan gangguan depresi mayor (major depressive disorder, MDD), dan suplemen seng mungkin merupakan pengobatan yang efektif.

Penggunaan topikal

Sediaan topikal seng termasuk yang digunakan pada kulit, sering kali dalam bentuk seng oksida. Sediaan seng dapat melindungi kulit dari sengatan matahari di musim panas dan sengatan angin di musim dingin. Dioleskan tipis pada area popok bayi (perineum) setiap kali mengganti popok, dapat melindungi bayi dari ruam popok.

Seng yang dikelatkan digunakan dalam pasta gigi dan obat kumur untuk mencegah bau mulut; seng sitrat dapat membantu mengurangi pembentukan kalkulus (karang gigi).

Seng pirition banyak disertakan dalam sampo untuk mencegah ketombe.

Seng topikal juga telah terbukti efektif mengobati, serta memperpanjang remisi pada herpes genitali.

Peran biologis

Seng merupakan sebuah unsur renik yang penting bagi manusia dan hewan lainnya, untuk tanaman serta untuk mikroorganisme. Seng diperlukan untuk fungsi lebih dari 300 enzim dan 1000 faktor transkripsi, dan disimpan serta ditransfer dalam metalotionein. Ia merupakan logam renik paling melimpah kedua pada manusia setelah besi dan merupakan satu-satunya logam yang muncul di semua kelas enzim.

Dalam protein, ion seng sering dikoordinasikan dengan rantai samping asam amino dari asam aspartat, asam glutamat, sisteina, dan histidina. Deskripsi teoretis dan komputasional dari pengikatan seng dalam protein (dan juga logam transisi lainnya) adalah sulit.

Kira-kira  gram seng didistribusikan ke seluruh tubuh manusia. Sebagian besar seng berada di otak, otot, tulang, ginjal, dan hati, dengan konsentrasi tertinggi di prostat dan beberapa bagian mata. Air mani sangatlah kaya akan seng, sebuah faktor kunci dalam fungsi kelenjar prostat dan pertumbuhan organ reproduksi.

Homeostasis seng tubuh dikendalikan terutama oleh usus. Di sini, ZIP4 dan terutama TRPM7 dikaitkan dengan penyerapan seng usus yang penting untuk kelangsungan hidup pascakelahiran.

Pada manusia, peran biologis seng ada di mana-mana. Ia berinteraksi dengan "berbagai ligan organik", dan memiliki peran dalam metabolisme RNA dan DNA, transduksi sinyal, serta ekspresi gen. Ia juga mengatur apoptosis. Sebuah tinjauan dari tahun 2015 menunjukkan bahwa sekitar 10% protein manusia (~3000) mengikat seng, selain ratusan protein lainnya yang mengangkut seng; studi in silico serupa pada tanaman Arabidopsis thaliana menemukan 2367 protein terkait seng.

Di otak, seng disimpan dalam vesikel sinaptik spesifik oleh neuron glutamatergik dan dapat memodulasi rangsangan saraf. Ia memainkan peran kunci dalam plastisitas sinaptik dan dalam pembelajaran. Homeostasis seng juga memainkan peran penting dalam regulasi fungsional sistem saraf pusat. Disregulasi homeostasis seng di sistem saraf pusat yang menghasilkan konsentrasi seng sinaptik yang berlebihan diyakini menginduksi neurotoksisitas melalui stres oksidatif mitokondria (misalnya, dengan mengganggu enzim tertentu yang terlibat dalam rantai transpor elektron, termasuk kompleks I, kompleks III, dan α-ketoglutarat dehidrogenase), disregulasi homeostasis kalsium, eksitotoksisitas neuron glutamatergik, dan interferensi dengan transduksi sinyal intraneuronal. L- dan D-histidina memfasilitasi penyerapan seng otak. SLC30A3 adalah pengangkut seng utama yang terlibat dalam homeostasis seng serebral.

Enzim

Seng merupakan sebuah asam Lewis yang efisien, membuatnya menjadi agen katalitik yang berguna dalam hidroksilasi dan reaksi enzimatik lainnya. Logam ini juga memiliki geometri koordinasi yang fleksibel, yang memungkinkan protein menggunakannya untuk mengubah konformasi dengan cepat untuk melakukan reaksi biologis. Dua contoh enzim yang mengandung seng adalah karbonat anhidrase dan karboksipeptidase, yang penting untuk proses karbon dioksida () regulasi dan pencernaan protein, masing-masing.

Dalam darah vertebrata, karbonat anhidrase mengubah menjadi bikarbonat dan enzim yang sama mengubah bikarbonat kembali menjadi untuk pernafasan melalui paru-paru. Tanpa enzim ini, konversi ini akan terjadi sekitar satu juta kali lebih lambat pada pH darah normal 7 atau akan membutuhkan pH 10 atau lebih. Karbonat anhidrase-β yang tidak terkait diperlukan pada tanaman untuk pembentukan daun, sintesis asam asetat indol (auksin) dan fermentasi alkohol.

Karboksipeptidase memotong ikatan peptida selama pencernaan protein. Ikatan kovalen koordinasi terbentuk antara peptida terminal dan gugus C=O yang terikat pada seng, yang memberikan karbon muatan positif. Hal ini membantu penciptaan kantong hidrofobik pada enzim di dekat seng, yang menarik bagian nonpolar dari protein yang dicerna.

Persinyalan

Seng telah diakui sebagai kurir, mampu mengaktifkan jalur persinyalan. Banyak dari jalur ini memberikan kekuatan pendorong dalam pertumbuhan kanker yang menyimpang. Mereka dapat ditargetkan melalui pengangkut ZIP.

Protein lainnya

Seng melayani peran struktural murni dalam tikungan, gugus, dan jari seng. Jari seng membentuk bagian dari beberapa faktor transkripsi, yaitu protein yang mengenali pengurutan berbasis DNA selama replikasi dan transkripsi DNA. Masing-masing dari sembilan atau sepuluh ion dalam jari seng membantu mempertahankan struktur jari tersebut dengan mengikat secara terkoordinasi empat asam amino dalam faktor transkripsi.

Dalam plasma darah, seng terikat dan diangkut oleh albumin (60%, afinitas rendah) dan transferin (10%). Karena transferin juga mengangkut zat besi, zat besi yang berlebihan mengurangi penyerapan seng, dan sebaliknya. Sebuah antagonisme serupa ada dengan tembaga. Konsentrasi seng dalam plasma darah tetap relatif konstan terlepas dari asupan seng. Sel-sel di kelenjar ludah, prostat, sistem kekebalan, dan usus menggunakan persinyalan seng untuk berkomunikasi dengan sel lain.

Seng dapat disimpan dalam cadangan metalotionein dalam mikroorganisme atau di usus atau hati hewan. Metalotionein dalam sel usus mampu mengatur penyerapan seng sebesar 15–40%. Namun, asupan seng yang tidak memadai atau berlebihan dapat menjadi berbahaya; kelebihan seng secara khusus mengganggu penyerapan tembaga karena metalotionein menyerap kedua logam tersebut.

Pengangkut dopamin manusia mengandung situs pengikatan seng ekstraseluler afinitas tinggi yang, pada pengikatan seng, menghambat pengambilan kembali dopamin dan memperkuat penghabisan dopamin yang diinduksi amfetamin secara in vitro. Pengangkut serotonin dan pengangkut norepinefrin manusia tidak mengandung tempat pengikatan seng. Beberapa protein pengikat kalsium tangan EF seperti S100 atau NCS-1 juga mampu mengikat ion seng.

Nutrisi

Rekomendasi diet

US National Academy of Medicine (NAM) memperbarui Kebutuhan Perkiraan Rata-rata (Estimated Average Requirement, EAR) dan Angka Kecukupan Gizi (Recommended Dietary Allowance, RDA) untuk seng pada tahun 2001. EAR saat ini untuk seng untuk wanita dan pria berusia 14 tahun ke atas adalah masing-masing 6,8 dan 9,4 mg/hari. Untuk RDA-nya, yaitu 8 dan 11 mg/hari, masing-masing. Nilai RDA lebih tinggi dari EAR adalah untuk mengidentifikasi jumlah yang akan mencakup orang-orang dengan persyaratan yang lebih tinggi dari rata-rata. RDA untuk kehamilan adalah 11 mg/hari. RDA untuk laktasi adalah 12 mg/hari. Untuk bayi hingga 12 bulan, RDA mereka adalah 3 mg/hari. Untuk anak-anak usia 1–13 tahun, RDA mereka meningkat seiring bertambahnya usia, dari 3 hingga 8 mg/hari. Untuk keamanan, NAM menetapkan Batas Atas Asupan (upper level, UL) untuk vitamin dan mineral jika buktinya cukup. Dalam kasus seng, UL dewasa adalah 40 mg/hari (lebih rendah untuk anak-anak). Secara kolektif, EAR, RDA, AI, dan UL disebut sebagai Asupan Referensi Diet (Dietary Reference Intake, DRI).

European Food Safety Authority (EFSA) mengacu pada kumpulan informasi sebagai Nilai Referensi Diet (Dietary Reference Values), dengan Asupan Referensi Populasi (Population Reference Intake, PRI) sebagai ganti RDA, dan Persyaratan Rata-rata (Average Requirement) sebagai ganti EAR. AI dan UL didefinisikan sama seperti di Amerika Serikat. Untuk orang berusia 18 tahun ke atas, perhitungan PRI menjadi rumit, karena EFSA telah menetapkan nilai yang lebih tinggi dan lebih tinggi seiring dengan peningkatan kandungan fitat dari makanan. Untuk wanita, PRI meningkat dari 7,5 menjadi 12,7 mg/hari karena asupan fitat meningkat dari 300 menjadi 1200 mg/hari; untuk pria kisarannya adalah 9,4 hingga 16,3 mg/hari. PRI ini lebih tinggi daripada RDA AS. EFSA meninjau pertanyaan keamanan yang sama dan menetapkan UL-nya pada 25 mg/hari, yang jauh lebih rendah daripada nilai AS.

Untuk tujuan pelabelan makanan dan suplemen makanan AS, jumlah dalam satu porsi dinyatakan sebagai persen Nilai Harian (%DV). Untuk tujuan pelabelan seng, 100% Nilai Harian adalah 15 mg, tetapi pada 27 Mei 2016, nilai ini direvisi menjadi 11 mg. Tabel nilai harian dewasa lama dan baru disediakan di Referensi Asupan Harian (Reference Daily Intake, RDI).

Asupan makanan

Produk hewani seperti daging, ikan, kerang, unggas, telur, dan susu mengandung seng. Konsentrasi seng dalam tanaman bervariasi dengan tingkat seng di dalam tanah. Dengan kandungan seng yang cukup di dalam tanah, tanaman pangan yang paling banyak mengandung seng adalah gandum (kuman sereal dan bekatul) dan berbagai biji-bijian lainnya, seperti wijen, popi, alfalfa, seledri, serta moster. Seng juga ditemukan dalam kacang, geluk, badam, serealia utuh, biji labu, biji bunga matahari, dan anggur hitam.

Sumber lainnya adalah makanan yang difortifikasi dan suplemen makanan dalam berbagai bentuk. Sebuah tinjauan tahun 1998 menyimpulkan bahwa seng oksida, salah satu suplemen yang paling umum di Amerika Serikat, dan seng karbonat hampir tidak larut dan kurang diserap dalam tubuh. Tinjauan ini mengutip studi yang menemukan konsentrasi seng plasma lebih rendah pada subjek yang mengonsumsi seng oksida dan seng karbonat dibandingkan mereka yang mengonsumsi seng asetat dan garam sulfat. Untuk fortifikasi, bagaimanapun, tinjauan tahun 2003 merekomendasikan sereal (yang mengandung seng oksida) sebagai sumber yang murah dan stabil yang mudah diserap seperti bentuk yang lebih mahal. Sebuah studi tahun 2005 menemukan bahwa berbagai senyawa seng, termasuk oksida dan sulfat, tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan secara statistik dalam penyerapan ketika ditambahkan sebagai fortifikan pada tortilla jagung.

Kekurangan seng

Hampir dua miliar orang di negara berkembang kekurangan seng. Kelompok yang paling berisiko adalah anak-anak di negara berkembang dan orang tua dengan penyakit kronis. Pada anak-anak, kekurangan seng akan menyebabkan peningkatan infeksi dan diare dan berkontribusi pada kematian sekitar 800.000 anak di seluruh dunia per tahun. World Health Organization menganjurkan suplementasi seng untuk malnutrisi parah dan diare. Suplemen seng membantu mencegah penyakit dan mengurangi kematian, terutama di antara anak-anak dengan berat badan lahir rendah atau pertumbuhan terhambat. Namun, suplemen seng tidak boleh diberikan sendiri, karena banyak di negara berkembang memiliki beberapa kekurangan, dan seng berinteraksi dengan zat gizi mikro lainnya. Walaupun kekurangan seng biasanya karena asupan makanan yang tidak mencukupi, ia dapat dikaitkan dengan malabsorpsi, acrodermatitis enteropathica, penyakit hati kronis, penyakit ginjal kronis, penyakit sel sabit, diabetes, maligna, dan penyakit kronis lainnya.

Di Amerika Serikat, survei federal mengenai konsumsi makanan menentukan bahwa untuk wanita dan pria di atas usia 19 tahun, konsumsi rata-rata adalah masing-masing 9,7 dan 14,2 mg/hari. Untuk wanita, 17% mengonsumsi kurang dari EAR, untuk pria 11%. Persentase di bawah EAR meningkat seiring bertambahnya usia. Pembaruan survei terbaru yang diterbitkan (NHANES 2013–2014) melaporkan rata-rata yang lebih rendah – 9,3 dan 13,2 mg/hari – lagi-lagi dengan asupan yang menurun seiring bertambahnya usia.

Gejala defisiensi seng ringan cukup beragam. Hasil klinis termasuk pertumbuhan tertekan, diare, impotensi dan pematangan seksual tertunda, rambut rontok, lesi mata dan kulit, nafsu makan terganggu, kognisi berubah, gangguan fungsi kekebalan tubuh, cacat pemanfaatan karbohidrat, dan teratogenesis reproduksi. Kekurangan seng akan menekan kekebalan, tetapi kelebihan seng juga dapat menekan kekebalan.

Terlepas dari beberapa kekhawatiran, vegetarian dan vegan barat tidak menderita kekurangan seng lebih banyak daripada pemakan daging. Sumber tanaman utama seng termasuk kacang kering yang dimasak, sayuran laut, sereal yang difortifikasi, makanan kedelai, kacang-kacangan, kacang polong, dan biji-bijian. Namun, fitat dalam banyak biji-bijian dan serat dapat mengganggu penyerapan seng dan asupan seng marginal memiliki efek yang kurang dipahami. Fitat pengelat seng, yang ditemukan dalam biji-bijian dan bekatul sereal, dapat menyebabkan malabsorpsi seng. Beberapa bukti menunjukkan bahwa lebih dari RDA AS (8 mg/hari untuk wanita dewasa; 11 mg/hari untuk pria dewasa) mungkin diperlukan pada mereka yang dietnya tinggi fitat, seperti beberapa vegetarian. European Food Safety Authority (EFSA) mencoba untuk mengompensasi hal ini dengan merekomendasikan asupan seng yang lebih tinggi ketika asupan makanan fitat lebih besar. Pertimbangan ini harus diimbangi dengan kekurangan biomarker seng yang memadai, dan indikator yang paling banyak digunakan, seng plasma, memiliki sensitivitas dan spesifisitas yang buruk.

Remediasi tanah

Spesies Calluna, Erica, dan Vaccinium dapat tumbuh di tanah logam-seng, karena translokasi ion beracun dicegah oleh aksi jamur mikoriza erikoid.

Agrikultur

Kekurangan seng tampaknya merupakan defisiensi mikronutrien yang paling umum pada tanaman pangan; hal ini sangat umum di tanah dengan pH tinggi. Tanah yang kekurangan seng dibudidayakan di lahan pertanian sekitar setengah dari Turki dan India, sepertiga dari Tiongkok, dan sebagian besar Australia Barat. Respon substansial terhadap pemupukan seng telah dilaporkan di area-area ini. Tanaman yang tumbuh di tanah yang kekurangan seng lebih rentan terhadap penyakit. Seng ditambahkan ke tanah terutama melalui pelapukan batuan, tetapi manusia telah menambahkan seng melalui pembakaran bahan bakar fosil, limbah tambang, pupuk fosfat, pestisida (seng fosfida), batu gamping, pupuk kandang, lumpur limbah, dan partikel dari permukaan tergalvanisasi. Kelebihan seng dapat menjadi racun bagi tanaman, meskipun toksisitas seng jauh lebih jarang terjadi.

Tindakan pencegahan

Toksisitas

Meskipun seng merupakan persyaratan penting untuk kesehatan yang baik, kelebihan seng dapat menjadi berbahaya. Penyerapan seng yang berlebihan menekan penyerapan tembaga dan besi. Ion seng bebas dalam larutan sangat beracun bagi tanaman, invertebrata, dan bahkan ikan vertebrata. Model Aktivitas Ion Bebas sudah mapan dalam literatur, dan menunjukkan bahwa hanya sejumlah mikromolar dari ion bebas yang membunuh beberapa organisme. Contoh terbaru menunjukkan 6 mikromolar membunuh 93% dari semua Daphnia dalam air.

Ion seng bebas adalah asam Lewis yang kuat hingga bersifat korosif. Asam lambung mengandung asam klorida, di mana seng logam mudah larut untuk menghasilkan seng klorida yang korosif. Menelan koin satu sen Amerika pasca-1982 (97,5% seng) dapat menyebabkan kerusakan pada lapisan perut melalui kelarutan tinggi ion seng dalam perut asam.

Bukti menunjukkan bahwa orang yang mengonsumsi 100–300 mg seng setiap hari dapat menderita kekurangan tembaga yang diinduksi. Sebuah percobaan tahun 2007 mengamati bahwa pria lanjut usia yang mengonsumsi 80 mg setiap hari lebih sering dirawat di rumah sakit karena komplikasi saluran kemih daripada mereka yang menggunakan plasebo. Tingkat 100–300 mg dapat mengganggu pemanfaatan tembaga dan besi atau memengaruhi kolesterol. Seng lebih dari 500 ppm di tanah mengganggu penyerapan tanaman dari logam esensial lainnya, seperti besi dan mangan. Suatu kondisi yang disebut seng getar atau "seng dingin" dapat disebabkan oleh menghirup asap seng saat mematri atau mengelas bahan tergalvanisasi. Seng merupakan bahan yang umum dalam krim gigi palsu yang mungkin mengandung antara 17 dan 38 mg seng per gram. Cacat dan bahkan kematian akibat penggunaan produk ini secara berlebihan telah diklaim.

US Food and Drug Administration (FDA) menyatakan bahwa seng dapat merusak reseptor saraf di hidung, menyebabkan anosmia. Laporan anosmia juga teramati pada 1930-an ketika persiapan seng digunakan dalam upaya yang gagal untuk mencegah infeksi polio. Pada 16 Juni 2009, FDA memerintahkan penghapusan produk dingin intranasal berbasis seng dari rak-rak toko. FDA mengatakan hilangnya penciuman dapat mengancam jiwa karena orang dengan gangguan penciuman tidak dapat mendeteksi kebocoran gas atau asap, dan tidak dapat mengetahui apakah makanan telah rusak sebelum mereka memakannya.

Penelitian terbaru menunjukkan bahwa seng pirition antimikroba topikal adalah penginduksi respon kejutan panas yang kuat yang dapat merusak integritas genom dengan induksi krisis energi yang bergantung pada PARP pada keratinosit dan melanosit manusia yang dikultur.

Keracunan

Pada tahun 1982, US Mint mulai mencetak uang logam berlapis tembaga tetapi mengandung terutama seng. Uang seng menimbulkan risiko toksikosis seng, yang dapat berakibat fatal. Satu kasus yang dilaporkan dari konsumsi kronis 425 sen (lebih dari 1 kg seng) mengakibatkan kematian karena sepsis bakteri dan jamur gastrointestinal. Pasien lain yang menelan 12 gram seng hanya menunjukkan letargi dan ataksia (kurangnya koordinasi gerakan otot). Beberapa kasus lain telah dilaporkan mengenai manusia yang menderita keracunan seng karena menelan koin seng.

Uang receh dan koin kecil lainnya terkadang tertelan oleh anjing, sehingga benda asing tersebut harus dikeluarkan oleh dokter hewan. Kandungan seng dari beberapa koin dapat menyebabkan keracunan seng, umumnya berakibat fatal pada anjing melalui anemia hemolitik parah dan kerusakan hati atau ginjal; muntah dan diare adalah gejala yang mungkin terjadi. Seng sangat beracun pada burung bayan dan keracunan sering kali dapat berakibat fatal. Konsumsi jus buah yang disimpan dalam kaleng tergalvanisasi telah mengakibatkan keracunan massal burung bayan akibat adanya kandungan seng.

Geologi dan Kristalogi

Dalam geologi seng terdaftar di Asosiasi Mineral Internasional (IMA) dengan kode kelas 1.AB.05 dan kode DANA 1.1.5.1. Sistem kelas seng mengkristal dalam sistem hexagonal dengan grup ruang (HM): P 6₃/m m c (#194) di mana parameter sel, a = 2.665 Å, b = 2.665 Å (sama dengan a karena simetri heksagonal), c = 4.947 Å, α = 90.000°, β = 90.000° γ = 120.000° dengan kelas kristal diheksagonal dipiramidal (6/m 2/m 2/m) membentuk kristal karakteristik kilap metalik. Warna asli logam ini adalah putih metalik dengan sedikit kebiruan.

Sebagai logam yang relatif lunak, seng memiliki tingkat kekerasan 2 dalam skala Mohs, sehingga mudah tergores. Dengan bobot yang cukup berat, logam ini memiliki densitas atau berat jenis berkisar antara 6.9 hingga 7.2 g/cm3 (terukur) dan 7.135 g/cm3 (terhitung).

Struktur kristalnya menempati grup ruang P6₃/mmc, yang merupakan struktur paling umum untuk logam sederhana. Parameter sel satuannya memiliki dimensi a = 2.665 Å dan c = 4.947 Å, dengan rasio sumbu a : c = 1 : 1.856. Rasio ini sedikit lebih besar dari rasio ideal untuk struktur heksagonal close-packed (idealnya 1 : 1.633), menunjukkan bahwa atom-atomnya sedikit meregang sepanjang sumbu c. Volume sel satuannya adalah 30.43 ų, dan terdapat 2 atom (Z=2) per sel satuan.

Pada jarak antar bidang (d-spacing) 2.091 Å, yang merefleksikan bidang kristalografi utama dalam struktur heksagonalnya yaitu dengan intensitas 100. Pada 2.308 Å (40), diikuti serangkaian puncak dengan intensitas sedang hingga lemah pada 1.687 Å (28), 1.342 Å (25), 1.1729 Å (23), dan 1.332 Å (21). Puncak dengan intensitas sangat lemah tercatat pada 2.473 Å (3).

Berdasarkan klasifikasinya seng memiliki keterkaitan berdasarkan kelasnya.

Kode Strunz	Nama Mineral	Formula Kimia	Keterangan
1.AB.	Magnesium	Mg	Unsur murni heksagonal, jarang di alam
1.AB.05	Rhenium	Re	Unsur murni, grandfathered IMA
1.AB.05	Cadmium	Cd	Unsur murni kubik/heksagonal
1.AB.05	Titanium	Ti	Unsur murni, oksidasi tinggi
1.AB.10a	Zinccopperite	Cu₇Zn₄ (?)	Paduan Cu-Zn alami
1.AB.10a	Zhanghengite	CuZn	Paduan stoikiometri 1:1
1.AB.10	UM1980-01-E:CuZn	Cu₃Zn	Belum ditinjau
1.AB.10	UM1980-02-E:CuZn	Cu₄.₄₅Zn	Variasi komposisi paduan
1.AB.10	UM2003-03-E:AgAuCuZn	(Cu,Au,Ag)₄Zn	Paduan kompleks dengan Ag/Au
1.AB.10b	Tongxinite	Cu₂Zn	Paduan Cu-rich
1.AB.10a	α-Brass	Cu₃Zn	Paduan alami seperti kuningan alfa
1.AB.10b	Danbaite	CuZn₂	Paduan Zn-rich

Lihat pula

• Daftar negara menurut produksi seng
• Spelter
• Karat putih
• Elektrogalvanisasi
• Demam asap logam
• Piotr Steinkeller
• Daftar mineral

Pranala luar

• Lembar Fakta Seng dari US National Institutes of Health
• Sejarah & Etimologi Seng
• Statistik dan Informasi dari Survei Geologi AS
• Agen Pereduksi > Seng
• American Zinc Association Informasi mengenai berbagai kegunaan dan sifat seng.
• ISZB International Society for Zinc Biology, didirikan pada tahun 2008. Sebuah organisasi nirlaba internasional yang menyatukan para ilmuwan yang bekerja pada tindakan biologis seng.
• Zinc-UK Didirikan pada tahun 2010 untuk menyatukan para ilmuwan di Britania Raya yang bekerja pada seng.
• Seng di The Periodic Table of Videos (Universitas Nottingham)
• ZincBind – basis data situs pengikatan seng biologis.

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 29463136 (2026-07-15T23:24:21Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.