Timah

Timah atau timah putih adalah sebuah unsur kimia dengan lambang Sn () dan nomor atom 50. Timah merupakan logam berwarna abu-abu metalik yang cukup lunak sehingga dapat dipotong dengan sedikit tenaga, dan batangan timah dapat ditekuk dengan tangan tanpa banyak usaha. Ketika ditekuk, batangan timah menghasilkan bunyi yang disebut "jeritan timah" (tin cry), yang terjadi akibat kembaran kristal dalam kristal timah.

Timah merupakan logam pascatransisi dalam golongan 14 pada tabel periodik unsur. Timah diperoleh terutama dari mineral kassiterit, yang mengandung timah(IV) oksida, . Secara kimia, timah memiliki kemiripan dengan kedua unsur tetangganya dalam golongan 14, yaitu germanium dan timbal, serta memiliki dua bilangan oksidasi utama, yaitu +2 dan +4, dengan keadaan +4 sedikit lebih stabil. Timah merupakan unsur paling melimpah ke-49 di Bumi, membentuk sekitar 0,00022% kerak Bumi. Dengan 10 isotop stabil, timah memiliki jumlah isotop stabil terbanyak di antara semua unsur dalam tabel periodik, yang disebabkan oleh jumlah protonnya yang merupakan bilangan ajaib.

Timah memiliki dua alotrop utama. Pada suhu kamar, alotrop yang stabil adalah β-timah, yaitu logam berwarna putih keperakan yang, dapat ditempa. Pada suhu rendah, timah berubah menjadi α-timah, yang berwarna abu-abu, memiliki massa jenis lebih rendah, dan mempunyai struktur kubik intan. Timah logam tidak mudah mengalami oksidasi di udara maupun di dalam air.

Paduan timah pertama yang digunakan secara luas adalah perunggu, yang terbuat dari  bagian timah dan  bagian tembaga (masing-masing 12,5% dan 87,5%), dan telah digunakan sejak sekitar 3000 SM. Setelah tahun 600 SM, timah logam murni mulai diproduksi. Piuter, yaitu paduan yang mengandung 85–90% timah, dengan sisanya biasanya terdiri dari tembaga, antimon, bismut, dan terkadang timbal serta perak, telah digunakan untuk membuat peralatan makan sejak Zaman Perunggu. Pada zaman modern, timah digunakan dalam berbagai jenis paduan, terutama solder lunak timah–timbal, yang biasanya mengandung 60% atau lebih timah. Timah juga digunakan dalam pembuatan lapisan tipis transparan yang menghantarkan listrik dari indium timah oksida untuk aplikasi optoelektronik. Aplikasi besar lainnya adalah pelapisan timah pada baja untuk memberikan ketahanan terhadap korosi. Karena toksisitas timah anorganik yang rendah, baja berlapis timah banyak digunakan untuk kemasan makanan yang dikenal sebagai "kaleng timah". Namun, beberapa senyawa organotimah dapat bersifat sangat beracun.

Karakteristik

Sifat fisik

Timah adalah logam berwarna putih keperakan, lunak, dapat ditempa, ulet, dan memiliki struktur kristal yang sangat teratur. Ketika batangan timah ditekuk, dapat terdengar bunyi berderak yang dikenal sebagai "jeritan timah", yang berasal dari proses kembaran pada kristal. Sifat ini juga dimiliki oleh indium, kadmium, seng, dan raksa dalam keadaan padat. Timah melebur pada suhu sekitar , yang merupakan titik lebur terendah di antara unsur-unsur golongan 14. Timah mendidih pada suhu , yang merupakan titik didih terendah kedua dalam golongannya, setelah timbal. Titik leburnya semakin rendah, yaitu sekitar pada partikel berukuran 11 nm.

β-timah, yang juga disebut timah putih, merupakan alotrop (bentuk struktural) timah elemental yang stabil pada dan di atas suhu kamar. β-timah bersifat logam dan dapat ditempa, serta memiliki struktur kristal tetragonal berpusat-badan. α-timah, atau timah abu-abu, merupakan bentuk nonlogam. Bentuk ini stabil pada suhu di bawah dan bersifat getas. α-timah memiliki struktur kristal kubik intan, seperti intan dan silikon. α-timah tidak memiliki sifat logam karena atom-atomnya membentuk struktur kovalen sehingga elektron tidak dapat bergerak bebas. α-timah memiliki rupa material berbentuk serbuk berwarna abu-abu kusam dan tidak memiliki penggunaan umum, selain untuk aplikasi semikonduktor khusus. γ-timah dan σ-timah dapat terbentuk pada suhu di atas   dan tekanan di atas beberapa GPa.

Dalam kondisi dingin, β-timah cenderung berubah secara spontan menjadi α-timah, suatu fenomena yang dikenal sebagai "wabah timah" atau "penyakit timah". Beberapa sumber yang kebenarannya tidak dapat diverifikasi juga menyebutkan bahwa selama kampanye Napoleon di Rusia pada tahun 1812, suhu menjadi sangat dingin sehingga kancing timah pada seragam para prajurit perlahan hancur. Hal ini dikatakan turut menyebabkan kekalahan Grande Armée, tetapi kisah tersebut merupakan legenda yang terus bertahan.

Suhu transformasi α–β adalah , tetapi keberadaan pengotor (misalnya Al, Zn, dan sebagainya) dapat menurunkan suhu tersebut hingga jauh di bawah . Dengan penambahan antimon atau bismut, transformasi tersebut bahkan mungkin tidak terjadi sama sekali sehingga meningkatkan daya tahan material. Timah komersial (dengan kandungan timah 99,8%) tahan terhadap transformasi ini karena adanya sejumlah kecil bismut, antimon, timbal, dan perak sebagai pengotor yang menghambatnya.

Unsur paduan seperti tembaga, antimon, bismut, kadmium, dan perak meningkatkan kekerasan timah. Timah dengan mudah membentuk fase antarlogam yang keras dan getas, yang biasanya tidak diinginkan. Timah tidak mudah bercampur menjadi larutan dengan sebagian besar logam dan unsur lainnya sehingga memiliki kelarutan padat yang rendah. Timah dapat bercampur dengan baik dengan bismut, galium, timbal, talium, dan seng, membentuk sistem eutektik sederhana.

Timah berubah menjadi superkonduktor pada suhu di bawah 3,72 K dan merupakan salah satu superkonduktor pertama yang dipelajari. Efek Meissner, salah satu karakteristik utama superkonduktor, pertama kali ditemukan pada kristal timah superkonduktor.

Sifat kimia

Timah tahan terhadap korosi oleh air, tetapi dapat mengalami korosi oleh asam dan basa. Timah dapat dipoles hingga sangat mengilap dan digunakan sebagai lapisan pelindung untuk logam lain. Ketika dipanaskan di udara, timah perlahan teroksidasi membentuk lapisan pasivasi tipis berupa timah(IV) oksida (), yang menghambat oksidasi lebih lanjut.

Isotop

Timah memiliki tujuh hingga sepuluh isotop stabil, jumlah terbanyak dibandingkan unsur lainnya. Nomor massanya adalah 112, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 122, dan 124. Tujuh isotop, ^114–120Sn, secara teoretis stabil, sedangkan tiga isotop lainnya, yaitu, ¹¹²Sn, ¹²²Sn, dan ¹²⁴Sn, secara potensial dapat mengalami peluruhan beta ganda, tetapi peluruhan tersebut belum pernah diamati. ¹²⁰Sn menyusun hampir sepertiga dari seluruh timah yang terdapat secara alami. ¹¹⁸Sn dan ¹¹⁶Sn juga cukup melimpah. ¹¹⁵Sn merupakan isotop stabil yang paling sedikit ditemukan. Isotop dengan nomor massa genap tidak memiliki spin inti, sedangkan isotop dengan nomor massa ganjil memiliki spin inti 1/2. Banyaknya isotop stabil yang dimiliki timah diperkirakan berkaitan dengan nomor atom timah, yaitu 50, yang merupakan "bilangan ajaib" dalam fisika nuklir.

Timah merupakan salah satu unsur yang paling mudah dideteksi dan dianalisis menggunakan spektroskopi NMR. Metode ini bergantung pada massa molekul, dan pergeseran kimianya direferensikan terhadap tetrametiltimah ().

Di antara isotop-isotop stabil, ¹¹⁵Sn memiliki penampang lintang penangkapan neutron yang tinggi untuk neutron termal, yaitu 30 barn. ¹¹⁷Sn memiliki penampang lintang sebesar 2,3 barn, sedangkan ¹¹⁹Sn memiliki penampang lintang yang sedikit lebih kecil, yaitu 2,2 barn. Sebelum nilai-nilai penampang lintang tersebut diketahui dengan baik, pernah diusulkan penggunaan solder timah–timbal sebagai pendingin reaktor cepat karena titik leburnya yang rendah. Penelitian saat ini lebih berfokus pada penggunaan timbal atau timbal–bismut sebagai pendingin reaktor karena kedua logam berat tersebut hampir transparan terhadap neutron cepat dan memiliki penampang lintang penangkapan yang sangat rendah. Untuk menggunakan timah atau pendingin timah–timbal, timah terlebih dahulu harus menjalani pemisahan isotop untuk menghilangkan isotop-isotop dengan nomor massa ganjil. Jika digabungkan, ketiga isotop tersebut membentuk sekitar 17% timah alami, tetapi menyumbang hampir seluruh penampang lintang penangkapan neutron. Dari tujuh isotop lainnya, ¹¹²Sn memiliki penampang lintang penangkapan sebesar 1 barn. Enam isotop lainnya, yang membentuk 82,7% timah alami, memiliki penampang lintang penangkapan sebesar 0,3 barn atau kurang, sehingga secara efektif transparan terhadap neutron.

Timah memiliki 33 isotop tidak stabil, dengan nomor massa berkisar antara 98 hingga 140. Isotop-isotop timah yang tidak stabil umumnya memiliki waktu paruh kurang dari satu tahun, kecuali ¹²⁶Sn, yang memiliki waktu paruh sekitar 230.000 tahun. ¹⁰⁰Sn dan ¹³²Sn merupakan dua dari sangat sedikit nuklida yang memiliki inti "ajaib ganda". Meskipun keduanya tidak stabil karena berada jauh dari lembah kestabilan dalam perbandingan neutron–proton, isotop timah yang lebih ringan daripada ¹⁰⁰Sn dan yang lebih berat daripada ¹³²Sn bahkan lebih tidak stabil. Sebanyak 55 isomer metastabil lainnya telah diidentifikasi pada isotop-isotop timah dengan nomor massa antara 111 dan 131. Isomer yang paling stabil adalah ^121mSn, dengan waktu paruh 43,9 tahun.

Etimologi

Nama Latin untuk timah, yaitu atau , pada awalnya berarti paduan perak dan timbal, dan baru pada abad ke-4 digunakan untuk menyebut 'timah'. Kata Latin yang lebih awal untuk timah adalah , yang berarti "timbal putih". tampaknya berasal dari bentuk yang lebih awal, yaitu (yang memiliki arti sama), yang kemudian menjadi asal dari istilah untuk timah dalam bahasa-bahasa Roman dan Keltik, seperti dalam bahasa Prancis, dalam bahasa Spanyol, dalam bahasa Italia, dan dalam bahasa Irlandia. Asal-usul / tidak diketahui; kemungkinan kata tersebut berasal dari bahasa pra-Indo-Eropa.

justru mengemukakan bahwa  berasal dari kata  dalam bahasa Kernowek, dan hal ini menjadi bukti bahwa Cornwall pada abad-abad pertama Masehi merupakan sumber utama timah.

Kata Yunani Kuno untuk timah adalah κασσίτερος (kassíteros). Beekes mengemukakan bahwa nama tersebut mungkin merupakan demonim untuk masyarakat Kass, yaitu bangsa dari Zaman Perunggu di Timur Dekat Kuno (dalam bahasa Asyur Baru: 𒂵𒅆𒄿; ka₃-ši-i, kašši).

Sejarah

Ekstraksi dan penggunaan timah dapat ditelusuri hingga awal Zaman Perunggu, sekitar 3000 SM, ketika diketahui bahwa benda-benda tembaga yang dibuat dari bijih polilogam dengan kandungan logam yang berbeda memiliki sifat fisik yang berbeda pula. Benda-benda perunggu paling awal memiliki kandungan timah atau arsen kurang dari 2% dan diyakini terbentuk akibat pencampuran paduan yang tidak disengaja, karena adanya sejumlah kecil logam lain dalam bijih tembaga. Penambahan logam kedua pada tembaga meningkatkan kekerasannya, menurunkan suhu lebur, dan memperbaiki proses pengecoran karena menghasilkan leburan yang lebih cair. Leburan tersebut kemudian mendingin menjadi logam yang lebih padat dan tidak terlalu berpori. Hal ini merupakan inovasi penting yang memungkinkan pembuatan bentuk-bentuk yang jauh lebih kompleks melalui pengecoran dalam cetakan tertutup pada Zaman Perunggu. Benda-benda perunggu arsen pertama kali muncul di Timur Dekat, tempat arsen umum ditemukan bersama bijih tembaga. Namun, risiko kesehatan akibat arsen segera disadari sehingga pencarian sumber bijih timah yang jauh lebih tidak berbahaya dimulai sejak awal Zaman Perunggu. Hal ini menciptakan permintaan terhadap logam timah yang langka dan membentuk jaringan perdagangan yang menghubungkan sumber-sumber timah yang jauh dengan pasar masyarakat Zaman Perunggu.

Kassiterit (), yaitu bentuk oksida dari timah, kemungkinan besar merupakan sumber timah yang digunakan pada awalnya. Bijih timah lainnya yang lebih jarang adalah sulfida, seperti stanit, yang membutuhkan proses peleburan yang lebih rumit. Kassiterit sering terakumulasi di saluran aluvial sebagai endapan plaser karena lebih keras, lebih berat, dan lebih tahan terhadap pelapukan kimia dibandingkan granit yang menyertainya. Kassiterit biasanya memiliki warna hitam atau gelap, sehingga endapan tersebut dapat dengan mudah terlihat di tepi sungai. Endapan aluvial (plaser) mungkin secara tidak sengaja telah dikumpulkan dan dipisahkan menggunakan metode yang mirip dengan pendulangan emas.

Pada awal abad ke-20, timah menggantikan perak sebagai komoditas ekspor utama Bolivia, seiring dengan meningkatnya penggunaan timah dalam solder dan berkembang pesatnya industri pengalengan. Mulai akhir tahun 1920-an, harga timah memasuki tren penurunan secara bertahap. Selama Perang Dunia II, pengusaha pertambangan timah Bolivia Simón I. Patiño diyakini sebagai salah satu dari lima orang terkaya di dunia.

Kemudian, pada tahun 1985, anjloknya harga timah internasional menyebabkan krisis ekonomi Bolivia 1985. Perusahaan Bolivia Corporación Minera de Bolivia (COMIBOL) terpaksa melakukan pemutusan hubungan kerja terhadap lebih dari 20.000 pekerja tambang.

Senyawa dan kimia

Dalam sebagian besar senyawanya, timah memiliki bilangan oksidasi +2 atau +4. Senyawa yang mengandung timah bervalensi dua disebut (stannous), sedangkan senyawa yang mengandung timah bervalensi empat disebut (stannic).

Senyawa anorganik

Senyawa halida dikenal dalam kedua bilangan oksidasi tersebut. Untuk Sn(IV), keempat halidanya telah diketahui dengan baik, yaitu , , , dan . Tiga senyawa yang lebih berat merupakan senyawa molekuler yang mudah menguap, sedangkan tetrafluorida berbentuk polimer. Keempat halida tersebut juga dikenal untuk Sn(II), yaitu , , , dan . Semuanya merupakan padatan polimer. Dari delapan senyawa tersebut, hanya senyawa iodida yang memiliki warna.

merupakan halida timah yang paling penting secara komersial. Sebagai contoh pembentukan senyawa-senyawa tersebut, klorin bereaksi dengan logam timah menghasilkan , sedangkan asam klorida bereaksi dengan timah menghasilkan  dan gas hidrogen. Sebagai alternatif,  dan Sn dapat bereaksi menghasilkan  melalui proses yang disebut komproporsionasi:

Timah dapat membentuk banyak oksida, sulfida, dan turunan kalkogenida lainnya. Timah dioksida () terbentuk ketika timah dipanaskan dengan adanya udara. bersifat amfoter, yang berarti dapat larut dalam larutan yang bersifat asam maupun basa. Senyawa stanat dengan struktur , seperti , juga diketahui, meskipun asam stanat bebas tidak diketahui keberadaannya.

Sulfida timah terdapat dalam kedua bilangan oksidasi +2 dan +4, yaitu timah(II) sulfida dan timah(IV) sulfida (emas mosaik).

Hidrida

Stanana (), dengan timah dalam bilangan oksidasi +4, bersifat tidak stabil. Namun, hidrida organotimah telah dikenal dengan baik, misalnya tributiltimah hidrida (). Senyawa-senyawa ini dapat melepaskan radikal tributil timah yang bersifat sementara, yang merupakan contoh langka dari senyawa timah(III).

Senyawa organotimah

Senyawa organotimah, yang terkadang disebut stanana, adalah senyawa kimia yang memiliki ikatan antara timah dan karbon. Di antara berbagai senyawa timah, turunan organik merupakan senyawa yang paling banyak digunakan secara komersial. Beberapa senyawa organotimah bersifat sangat beracun dan telah digunakan sebagai biosida. Senyawa organotimah pertama yang dilaporkan adalah dietiltimah diiodida (), yang dilaporkan oleh Edward Frankland pada tahun 1849.

Sebagian besar senyawa organotimah berupa cairan atau padatan tidak berwarna yang stabil terhadap udara dan air. Senyawa-senyawa tersebut memiliki geometri tetrahedral. Senyawa tetraalkiltimah dan tetraariltimah dapat dibuat menggunakan reagen Grignard:

Senyawa halida-alkil campuran, yang lebih umum dan lebih penting secara komersial dibandingkan turunan tetraorgano, dibuat melalui reaksi redistribusi:

Senyawa organotimah divalen relatif jarang ditemukan, meskipun lebih umum dibandingkan senyawa organogermanium dan organosilikon divalen yang sejenis. Stabilitas Sn(II) yang lebih besar dikaitkan dengan "efek pasangan lengai". Senyawa organotimah(II) mencakup stanilena dengan rumus , yang memiliki kemiripan dengan karbena singlet, serta distanilena (), yang secara kasar setara dengan alkena. Kedua kelompok senyawa tersebut menunjukkan reaksi-reaksi yang tidak biasa.

Keterjadian

Timah dihasilkan melalui proses s panjang pada bintang bermassa rendah hingga sedang (dengan massa sekitar 0,6 hingga 10 kali massa Matahari), dan akhirnya melalui peluruhan beta dari isotop-isotop berat indium.

Timah merupakan unsur paling melimpah ke-49 di kerak Bumi, dengan kandungan sekitar 2 ppm dibandingkan dengan 75 ppm untuk seng, 50 ppm untuk tembaga, dan 14 ppm untuk timbal.

Timah tidak ditemukan sebagai unsur asli, tetapi harus diekstraksi dari berbagai bijih. Kassiterit () merupakan satu-satunya sumber timah yang penting secara komersial, meskipun sejumlah kecil timah juga diperoleh dari sulfida kompleks, seperti stanit, silindrit, franckeit, kanfieldit, dan teallit. Mineral yang mengandung timah hampir selalu berasosiasi dengan batuan granit, biasanya dengan kandungan sekitar 1% timah oksida.

Karena rapat jenis timah dioksida yang tinggi, sekitar 80% timah yang ditambang berasal dari endapan sekunder yang ditemukan di bagian hilir dari endapan primer. Timah sering diperoleh dari butiran mineral yang terbawa aliran air ke hilir pada masa lalu, kemudian mengendap di lembah atau laut. Metode penambangan timah yang paling ekonomis adalah pengerukan, penambangan hidrolik, atau penambangan terbuka. Sebagian besar timah dunia dihasilkan dari endapan plaser, yang kandungan timahnya dapat serendah 0,015%.

Sekitar 253.000 ton timah ditambang pada tahun 2011, terutama di Tiongkok (110,000 ton), Indonesia (51,000 ton), Peru (34,600 ton), Bolivia (20,700 ton), dan Brasil (12,000 ton). Perkiraan produksi timah secara historis bervariasi bergantung pada kondisi pasar dan teknologi pertambangan. Diperkirakan bahwa dengan tingkat konsumsi dan teknologi saat ini, Bumi akan kehabisan timah yang dapat ditambang dalam waktu sekitar 40 tahun. Pada tahun 2006, Lester R. Brown memperkirakan bahwa timah dapat habis dalam waktu 20 tahun, berdasarkan perkiraan konservatif pertumbuhan konsumsi sebesar 2% per tahun.

Timah bekas merupakan sumber timah yang penting. Pemulihan timah melalui daur ulang meningkat pesat hingga tahun 2019. Amerika Serikat tidak lagi menambang timah sejak 1993 dan tidak lagi melakukan peleburan timah sejak 1989, tetapi negara tersebut merupakan produsen sekunder terbesar, dengan mendaur ulang hampir 14.000 ton timah pada tahun 2006.

Endapan baru dilaporkan ditemukan di Mongolia, pada tahun 2009, endapan timah baru juga ditemukan di Kolombia.

Produksi

Timah diproduksi melalui reduksi karbotermik bijih oksida menggunakan karbon atau kokas. Proses ini dapat dilakukan menggunakan tanur reverberatori maupun tanur listrik:

Industri

Sepuluh perusahaan penghasil timah terbesar menghasilkan sebagian besar timah dunia pada tahun 2007.

Sebagian besar timah dunia diperdagangkan melalui LME, yang berasal dari 8 negara dan dipasarkan dengan 17 merek.

International Tin Council (ITC) didirikan pada tahun 1947 untuk mengendalikan harga timah. Organisasi tersebut runtuh pada tahun 1985. Pada tahun 1984, dibentuk Association of Tin Producing Countries (ATPC), dengan anggota Australia, Bolivia, Indonesia, Malaysia, Nigeria, Thailand, dan Zaire.

Harga dan bursa perdagangan

Timah memiliki keunikan di antara komoditas mineral karena adanya kesepakatan yang kompleks antara negara-negara produsen dan negara-negara konsumen yang telah berlangsung sejak tahun 1921. Kesepakatan-kesepakatan awal cenderung bersifat informal dan kemudian mengarah pada "First International Tin Agreement" (Perjanjian Timah Internasional Pertama) pada tahun 1956, yang merupakan perjanjian pertama dari serangkaian perjanjian yang pada akhirnya runtuh pada tahun 1985. Melalui berbagai perjanjian tersebut, International Tin Council (ITC) memiliki pengaruh yang cukup besar terhadap harga timah. ITC mendukung harga timah selama periode harga rendah dengan membeli timah untuk persediaan penyangga, dan mampu menahan kenaikan harga selama periode harga tinggi dengan menjual timah dari persediaan tersebut. Pendekatan ini bertentangan dengan prinsip pasar bebas, karena dirancang untuk menjamin pasokan timah yang cukup bagi negara-negara konsumen sekaligus memberikan keuntungan bagi negara-negara produsen. Namun, persediaan penyangga tersebut tidak cukup besar. Selama sebagian besar dari 29 tahun tersebut, harga timah justru meningkat, terkadang secara tajam, terutama pada periode 1973–1980, ketika inflasi tinggi melanda banyak negara di dunia.

Pada akhir 1970-an hingga awal 1980-an, Amerika Serikat mengurangi cadangan strategis timahnya, sebagian karena ingin memanfaatkan harga timah yang secara historis sedang tinggi. Resesi 1981–1982 kemudian memberikan dampak buruk terhadap industri timah. Konsumsi timah menurun secara drastis. ITC mampu mencegah penurunan harga yang benar-benar tajam melalui pembelian timah dalam jumlah yang dipercepat untuk persediaan penyangganya. Kegiatan ini membutuhkan pinjaman dalam jumlah besar. ITC terus melakukan peminjaman hingga akhir 1985, ketika mencapai batas kreditnya. Segera setelah itu, terjadi "krisis timah" yang besar. Perdagangan timah dihentikan dari London Metal Exchange (LME) selama sekitar tiga tahun. Tidak lama kemudian, ITC dibubarkan. Harga timah, yang kemudian berada dalam lingkungan pasar bebas, turun menjadi sekitar US$4 per pon dan bertahan di sekitar tingkat tersebut sepanjang 1990-an. Harga timah kembali meningkat hingga tahun 2010, seiring dengan pemulihan konsumsi setelah krisis keuangan 2008 dan Resesi Besar, yang disertai dengan pengisian kembali persediaan dan pertumbuhan konsumsi yang berkelanjutan.

LME merupakan tempat perdagangan utama untuk timah. Pasar kontrak timah lainnya adalah Kuala Lumpur Tin Market (KLTM) dan Indonesia Tin Exchange (INATIN).

Akibat berbagai faktor yang terlibat dalam krisis rantai pasok global 2021, harga timah hampir naik dua kali lipat selama 2020–2021 dan mengalami kenaikan tahunan terbesar dalam lebih dari 30 tahun. Konsumsi timah rafinasi dunia turun 1,6% pada tahun 2020 karena pandemi COVID-19 mengganggu industri manufaktur global.

Aplikasi

Pada tahun 2018, hampir setengah dari seluruh timah yang diproduksi digunakan sebagai solder. Sisanya digunakan untuk pelapisan timah, bahan kimia timah, paduan kuningan dan perunggu, serta berbagai penggunaan khusus.

Pigmen

Pigmen Kuning 38, yaitu timah(IV) sulfida, dikenal sebagai emas mosaik.

Ungu Cassius, Pigmen Merah 109, yaitu stanat ganda terhidrasi dari emas, dalam seni lukis terbatas terutama pada lukisan miniatur karena harganya yang mahal. Senyawa ini banyak digunakan untuk membuat kaca kranberi. Senyawa ini juga telah digunakan dalam seni untuk mewarnai porselen.

Kuning timbal-timah, yang terdapat dalam dua bentuk kuning—stanat dan silikat—merupakan pigmen yang secara historis sangat penting dalam lukisan minyak dan juga pernah digunakan dalam lukisan fresko dalam bentuk silikatnya. Timbal stannat juga dikenal dalam bentuk oranye, tetapi tidak banyak digunakan dalam seni rupa. Pigmen ini tersedia dalam bentuk pigmen melalui pemasok khusus perlengkapan seniman. Terdapat bentuk lain yang lebih jarang digunakan dan tersedia secara terbatas, yaitu Lead-tin Antimony Yellow, yang juga dikenal sebagai Kuning Napoli.

Biru samudra, yaitu warna sian yang agak kusam dan secara kimia dikenal sebagai kobalt stanat, masih merupakan pigmen penting bagi seniman. Ronanya mirip dengan Manganese Blue (Pigmen Biru 33), tetapi kurang cerah dan lebih opak. Seniman biasanya harus memilih antara kobalt stanat dan tiruan Manganese Blue yang dibuat menggunakan Phthalocyanine Blue Green Shade (Pigmen Biru 15:3), karena produksi industri pigmen Manganese Blue telah berhenti sejak 1970-an. Namun, biru samudra yang dibuat dari kobalt stanat telah populer di kalangan seniman sebelum produksi Manganese Blue.

Pigmen Merah 233, yang umumnya dikenal sebagai Pinkcolor atau Potter's Pink dan secara lebih tepat disebut Chrome Tin Pink Sphene, merupakan pigmen yang secara historis penting dalam cat air. Namun, popularitasnya kembali meningkat pesat berkat penyebaran informasi dari mulut ke mulut melalui internet. Pigmen ini sepenuhnya tahan terhadap cahaya dan stabil secara kimia baik dalam cat minyak maupun cat air. Pigmen kompleks logam campuran anorganik lainnya, yang dibuat melalui kalsinasi, sering mengandung timah sebagai salah satu komponennya. Pigmen-pigmen ini dikenal karena ketahanan terhadap cahaya, ketahanan terhadap cuaca, kestabilan kimia, tidak beracun, dan opasitasnya. Banyak di antaranya memiliki warna yang relatif kusam. Namun, beberapa memiliki tingkat kecerahan yang cukup untuk bersaing dalam penggunaan yang membutuhkan warna lebih dari sekadar sedang. Beberapa pigmen juga dihargai karena sifat lainnya. Sebagai contoh, Pinkcolor dipilih oleh banyak pelukis cat air karena menghasilkan granulasi yang kuat, meskipun tingkat kromanya rendah. Baru-baru ini, Kuning NTP (sejenis piroklor) dipasarkan sebagai pengganti timbal(II) kromat yang tidak beracun. Pigmen ini memiliki opasitas, ketahanan terhadap cahaya, dan ketahanan terhadap pelapukan yang lebih tinggi dibandingkan pigmen pengganti organik berbasis timbal kromat yang telah diusulkan. Kuning NTP memiliki tingkat saturasi warna tertinggi di antara pigmen anorganik kompleks logam campuran modern tersebut. Contoh lain dari kelompok ini meliputi Pigmen Kuning 158 (Tin Vanadium Yellow Cassiterite), Pigmen Kuning 216 (Solaplex Yellow), Pigmen Kuning 219 (Titanium Zinc Antimony Stannate), Pigmen Oranye 82 (Tin Titanium Zinc Oxide, juga dikenal sebagai Sicopal Orange), Pigmen Merah 121 (juga dikenal sebagai Tin Violet dan Kromium Stanat), Pigmen Merah 230 (Chrome Alumina Pink Corundum), Pigmen Merah 236 (Chrome Tin Orchid Cassiterite), dan Pigmen Hitam 23 (Tin Antimony Grey Cassiterite). Pigmen biru lainnya yang mengandung timah dan kobalt adalah Pigmen Biru 81, Cobalt Tin Alumina Blue Spinel.

Pigmen Putih 15, yaitu timah(IV) oksida, digunakan karena sifat iridesensinya, terutama sebagai glasir keramik. Tidak ada pigmen hijau yang digunakan oleh seniman yang mengandung timah sebagai salah satu komponennya. Sementara itu, pigmen berwarna keunguan yang mengandung timah diklasifikasikan sebagai pigmen merah menurut Colour Index International.

Solder

Timah telah lama digunakan dalam paduan dengan timbal sebagai solder, dengan kandungan timah sekitar 5–70% w/w. Timah dan timbal membentuk campuran eutektik pada perbandingan berat 61,9% timah dan 38,1% timbal (berdasarkan perbandingan atom: 73,9% timah dan 26,1% timbal), dengan suhu lebur . Solder semacam ini digunakan terutama untuk menyambungkan pipa atau rangkaian listrik. Sejak Waste Electrical and Electronic Equipment Directive (WEEE Directive) dan Restriction of Hazardous Substances Directive mulai berlaku pada 1 Juli 2006, kandungan timbal dalam paduan tersebut telah berkurang. Paparan timbal berkaitan dengan masalah kesehatan yang serius. Namun, solder bebas timbal juga memiliki beberapa tantangan, termasuk titik lebur yang lebih tinggi dan terbentuknya serabut atau kristal kecil timah yang dapat menyebabkan masalah kelistrikan. Wabah timah dapat terjadi pada solder bebas timbal dan menyebabkan sambungan solder terlepas atau kehilangan kekuatannya. Berbagai paduan pengganti terus dikembangkan, tetapi masalah mengenai keandalan dan integritas sambungan masih tetap ada. Salah satu paduan bebas timbal yang umum digunakan terdiri dari 99% timah, 0,7% tembaga, dan 0,3% perak, dengan suhu lebur sekitar .

Pelapisan timah

Timah mudah berikatan dengan besi dan digunakan sebagai lapisan pada timbal, seng, dan baja untuk mencegah korosi. Wadah baja yang dilapisi timah banyak digunakan untuk pengawetan makanan, dan penggunaan ini merupakan bagian besar dari pasar timah logam. Wadah berlapis timah untuk mengawetkan makanan pertama kali diproduksi di London pada tahun 1812. Penutur bahasa Inggris Britania menyebut wadah tersebut tin, sedangkan penutur bahasa Inggris Amerika menyebutnya can atau tin can. Salah satu turunan dari penggunaan istilah tersebut adalah slang tinnie atau tinny, yang di Australia berarti "sekaleng bir". Peluit timah disebut demikian karena pada awalnya diproduksi secara massal menggunakan baja yang dilapisi timah.

Peralatan memasak dari tembaga, seperti panci dan wajan, sering dilapisi dengan lapisan tipis timah, baik melalui penyepuhan maupun metode kimia tradisional. Hal ini dilakukan karena penggunaan peralatan masak tembaga dengan makanan yang bersifat asam dapat menjadi beracun. Kertas timah, yaitu lembaran tipis yang terbuat dari timah, telah dibuat sejak periode Zhou Timur di Tiongkok dan digunakan dalam berbagai keperluan untuk menghias serta membungkus benda. Istilah kertas timah terkadang juga digunakan untuk menyebut kertas aluminium yang lebih murah dan lebih tahan lama, yang sebagian besar menggantikan penggunaan kertas timah pada abad ke-20.

Paduan khusus

Timah yang dikombinasikan dengan unsur-unsur lain membentuk berbagai macam paduan yang bermanfaat. Timah paling umum dipadukan dengan tembaga. Piuter mengandung 85–99% timah, dan logam bantalan juga memiliki kandungan timah yang tinggi. Perunggu sebagian besar terdiri dari tembaga dengan sekitar 12% timah, sedangkan penambahan fosforus menghasilkan perunggu fosfor. Logam lonceng juga merupakan paduan tembaga–timah yang mengandung 22% timah. Timah terkadang digunakan dalam pembuatan koin; dahulu timah membentuk persentase satu digit (biasanya 5% atau kurang) dari kandungan penny Amerika dan Kanada.

Senyawa niobium–timah () digunakan secara komersial dalam kumparan magnet superkonduktor karena memiliki suhu kritis (18 K) dan medan magnet kritis (25 T) yang tinggi. Magnet superkonduktor dengan berat hanya sekitar dua kilogram mampu menghasilkan medan magnet yang setara dengan magnet elektromagnet konvensional yang beratnya beberapa ton.

Sejumlah kecil timah ditambahkan ke paduan zirkonium untuk digunakan sebagai selubung bahan bakar nuklir.

Sebagian besar pipa logam pada organ pipa terbuat dari paduan timah/timbal, dengan komposisi 50% timah dan 50% timbal sebagai komposisi yang paling umum. Proporsi timah dalam pipa menentukan karakter nada pipa tersebut, karena timah memiliki resonansi nada yang baik. Ketika paduan timah/timbal mendingin, fase timbal membeku terlebih dahulu. Kemudian, ketika suhu eutektik tercapai, cairan yang tersisa membentuk struktur eutektik timah/timbal berlapis yang mengilap, kontras dengan fase timbal menghasilkan efek bercorak atau berbintik. Paduan logam ini disebut spotted metal. Keuntungan utama penggunaan timah untuk pipa adalah penampilannya, kemudahan pengerjaannya, dan ketahanannya terhadap korosi.

Pembuatan bahan kimia

Senyawa timah digunakan dalam produksi berbagai bahan kimia, termasuk sebagai penstabil PVC dan katalis untuk proses industri. Batangan timah menyediakan bahan baku yang diperlukan untuk berbagai reaksi kimia tersebut, sehingga membantu memastikan kualitas dan kinerja yang konsisten.

Optoelektronika

Oksida indium dan timah bersifat konduktif secara listrik sekaligus transparan. Oleh karena itu, keduanya digunakan untuk membuat lapisan penghantar listrik transparan yang diterapkan pada perangkat optoelektronika, seperti penampil kristal cair (LCD).

Aplikasi lainnya

Baja berlapis timah yang dilubangi merupakan teknik kerajinan yang berasal dari Eropa Tengah untuk membuat berbagai peralatan rumah tangga fungsional dan dekoratif. Desain lubang dekoratifnya sangat beragam, bergantung pada tradisi setempat dan kreativitas pengrajinnya. Lentera timah berlubang merupakan penerapan teknik kerajinan ini yang paling umum. Cahaya lilin yang menembus pola lubang tersebut menghasilkan pola cahaya dekoratif di ruangan tempat lentera diletakkan. Lentera dan berbagai benda lain dari timah berlubang mulai dibuat di Dunia Baru sejak masa awal pemukiman Eropa. Salah satu contoh yang terkenal adalah lentera Revere, yang dinamai berdasarkan Paul Revere.

Di Amerika, lemari pai dan lemari makanan digunakan pada masa sebelum adanya lemari pendingin. Benda-benda tersebut merupakan lemari kayu dengan berbagai bentuk dan ukuran—ada yang berdiri di lantai maupun digantung—yang dirancang untuk mencegah masuknya hama dan serangga, serta melindungi makanan yang mudah rusak dari debu. Lemari-lemari ini memiliki sisipan baja berlapis timah pada pintunya dan terkadang juga pada bagian sampingnya. Lubang-lubang dengan berbagai desain dibuat oleh pemilik rumah, pembuat lemari, atau tukang timah. Lubang tersebut memungkinkan sirkulasi udara sekaligus mencegah masuknya lalat. Reproduksi modern dari benda-benda tersebut masih populer di Amerika Utara.

Kaca jendela paling sering dibuat dengan cara mengapungkan kaca cair di atas timah cair, sehingga menghasilkan permukaan yang rata dan bebas cacat. Proses ini juga disebut "proses Pilkington".

Timah digunakan sebagai elektroda negatif dalam baterai Li-ion canggih. Penggunaannya agak terbatas karena beberapa permukaan timah dapat menjadi katalis yang mempercepat penguraian elektrolit berbasis karbonat yang digunakan dalam baterai Li-ion.

Timah(II) fluorida ditambahkan ke beberapa produk perawatan gigi. Timah(II) fluorida dapat dicampurkan dengan bahan abrasif berbasis kalsium, sedangkan natrium fluorida yang lebih umum digunakan akan secara bertahap menjadi tidak aktif secara biologis jika terdapat senyawa kalsium. Timah(II) fluorida juga terbukti lebih efektif daripada natrium fluorida dalam mengendalikan radang gusi.

Timah digunakan sebagai target untuk menghasilkan plasma yang dipicu laser, yang kemudian berfungsi sebagai sumber cahaya untuk litografi EUV.

Senyawa organotimah

Senyawa organotimah adalah senyawa organologam yang mengandung ikatan timah–karbon. Produksi industri senyawa organotimah di seluruh dunia kemungkinan melebihi 50.000 tonn.

Penstabil PVC

Aplikasi komersial utama senyawa organotimah adalah dalam stabilisasi plastik PVC. Tanpa adanya penstabil tersebut, PVC akan cepat mengalami degradasi akibat panas, cahaya, dan oksigen atmosfer, sehingga menghasilkan produk yang berubah warna dan menjadi getas. Timah menangkap ion klorida () yang jika tidak ditangani akan menyebabkan HCl terlepas dari material plastik. Senyawa timah yang umum digunakan adalah turunan asam karboksilat dari dibutiltimah diklorida, seperti dibutiltimah dilaurat.

Biosida

Beberapa senyawa organotimah relatif beracun, dengan manfaat sekaligus masalah yang ditimbulkannya. Senyawa ini digunakan karena sifat biosidanya, antara lain sebagai fungisida, pestisida, algisida, bahan pengawet kayu, dan agen antiorganisme pengotor. Tributiltimah oksida digunakan sebagai bahan pengawet kayu. Tributiltimah digunakan untuk berbagai keperluan industri, seperti mengendalikan lendir pada pabrik kertas dan mendisinfeksi air pendingin industri yang bersirkulasi. Tributiltimah dahulu digunakan sebagai bahan tambahan pada cat kapal untuk mencegah pertumbuhan organisme pengotor pada kapal. Penggunaannya menurun setelah senyawa organotimah diketahui sebagai polutan organik persisten yang memiliki toksisitas tinggi terhadap beberapa organisme laut, misalnya kilar anjing. Uni Eropa melarang penggunaan senyawa organotimah pada tahun 2003. Kekhawatiran mengenai toksisitas senyawa tersebut terhadap kehidupan laut serta kerusakan pada reproduksi dan pertumbuhan beberapa spesies laut (beberapa laporan menunjukkan efek biologis terhadap kehidupan laut pada konsentrasi serendah 1 nanogram per liter) telah menyebabkan pelarangan di seluruh dunia oleh Organisasi Maritim Internasional. Saat ini, banyak negara membatasi penggunaan senyawa organotimah pada kapal yang panjangnya lebih dari . Persistensi tributiltimah di lingkungan perairan bergantung pada sifat ekosistemnya. Karena sifatnya yang persisten dan penggunaannya sebagai bahan tambahan dalam cat kapal, konsentrasi tributiltimah yang tinggi ditemukan dalam sedimen laut di sekitar galangan atau dermaga angkatan laut. Tributiltimah telah digunakan sebagai penanda biologis untuk imposeks pada kelompok neogastropoda, dengan sedikitnya 82 spesies yang diketahui mengalami fenomena tersebut. Tingginya kadar tributiltimah di wilayah pesisir setempat akibat aktivitas pelayaran menyebabkan dampak buruk pada kerang-kerangan. Imposeks adalah kondisi ketika ciri-ciri seksual jantan muncul pada individu betina, sehingga betina mengalami pertumbuhan penis dan vas deferens pallial. Kadar tributiltimah yang tinggi dapat merusak kelenjar endokrin, sistem reproduksi dan sistem saraf pusat, struktur tulang, serta saluran pencernaan mamalia. Tributiltimah juga memengaruhi berbagai mamalia, termasuk berang-berang laut, paus, lumba-lumba, dan manusia.

Kimia organik

Beberapa reagen timah bermanfaat dalam kimia organik. Dalam aplikasi terbesar, timah(II) klorida merupakan agen pereduksi yang umum digunakan untuk mengubah gugus nitro dan oksima menjadi amina. Reaksi Stille menggabungkan senyawa organotimah dengan halida atau pseudohalida organik.

Baterai Li-ion

Timah membentuk beberapa fase antarlogam dengan logam litium, sehingga berpotensi menjadi bahan yang menarik untuk aplikasi baterai. Ekspansi volume timah yang besar ketika membentuk paduan dengan litium serta ketidakstabilan antarmuka timah–elektrolit organik pada potensial elektrokimia rendah merupakan tantangan terbesar dalam penggunaannya pada sel baterai komersial. Senyawa antarlogam timah dengan kobalt dan karbon digunakan oleh Sony dalam sel Nexelion yang diluncurkan pada akhir tahun 2000-an. Komposisi bahan aktifnya kira-kira . Penelitian menunjukkan bahwa hanya beberapa bidang kristal dari Sn tetragonal (beta) yang bertanggung jawab atas aktivitas elektrokimia yang tidak diinginkan.

Pencegahan

Kasus keracunan akibat logam timah, oksidanya, dan garam-garamnya hampir tidak pernah ditemukan. Di sisi lain, beberapa senyawa organotimah memiliki tingkat toksisitas yang hampir setara dengan sianida.

Paparan timah di tempat kerja dapat terjadi melalui penghirupan, kontak dengan kulit, dan kontak dengan mata. Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Kerja AS (OSHA) menetapkan batas paparan yang diperbolehkan (permissible exposure limit, PEL) untuk timah di tempat kerja sebesar 2 mg/m³ selama 8 jam kerja. Institut Nasional untuk Keselamatan dan Kesehatan Kerja AS (NIOSH) menetapkan batas paparan yang direkomendasikan (recommended exposure limit, REL) sebesar 2 mg/m³ selama 8 jam kerja. Pada konsentrasi 100 mg/m³, timah dianggap segera berbahaya bagi kehidupan dan kesehatan.

Lihat pula

• Pertambangan timah di Indonesia
• Terne

Pranala luar

• Tin di The Periodic Table of Videos (Universitas Nottingham)
• Meja Tabel Periodik Kayu Theodore Gray: Sampel dan cetakan timah
• Base Metals: Timah
• CDC – Panduan Saku NIOSH tentang Bahaya Kimia
• Timah (sen dolar AS per kg)

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 29601455 (2026-08-19T19:32:37Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.