Mengapa galvanisasi melindungi lebih baik daripada cat?
Cat bekerja sebagai penghalang: selama ia menutup, ia mengasingkan baja dari air dan oksigen. Jika tergores, baja yang terpapar berkarat tepat pada titik itu, dan karatnya menjalar di bawah selaputnya lalu mengangkatnya.
Seng melakukan sesuatu yang berbeda. Potensial elektrode standarnya −0,76 V berbanding −0,44 V pada besi, yang berarti ia lebih mudah teroksidasi.
Ketika ada lembap dan kedua logam bersentuhan secara listrik, terbentuklah sebuah sel. Seng bekerja sebagai anode dan melarut; besi bekerja sebagai katode dan terlindungi, meski ia terbuka.
Dari sanalah nama anode korban. Lapisannya melindungi bukan hanya dengan menutup, melainkan dengan berkarat menggantikan bajanya. Goresan pada galvanisasi tidak menjalar: seng di sekelilingnya terus melindungi besi yang terpapar.
Seng juga membentuk patinanya sendiri berupa karbonat basa, yang memperlambat pengikisannya. Galvanisasi celup panas setebal sekitar 85 mikrometer bertahan puluhan tahun di lingkungan pedesaan dan jauh lebih singkat di atmosfer industri atau laut.
Asas yang sama berlaku bagi anode korban pada lambung kapal dan pemanas air, yang berupa batang seng atau magnesium yang harus diganti berkala.
Mengapa kimianya begitu datar dibandingkan tembaga?
Seng berkonfigurasi [Ar] 3d¹⁰ 4s². Kulit d-nya penuh.
Logam transisi memperoleh kimianya yang khas dari orbital d yang terisi sebagian: beragam bilangan oksidasi, senyawa berwarna, sifat magnetik, pembentukan kompleks dengan geometri beragam.
Pada seng orbital itu penuh dan terlalu stabil untuk ikut serta. Hanya kedua elektron 4s yang lepas, dan selalu keduanya. Seng adalah Zn²⁺ dalam semua senyawanya, tanpa pengecualian praktis.
Akibatnya kasatmata. Senyawanya tak berwarna, karena warna pada logam transisi berasal dari transisi antar-orbital d yang terisi sebagian, dan di sini tidak ada lubang. Ia tidak magnetik, karena alasan yang sama. Dan ia tidak menunjukkan keragaman redoks besi atau mangan.
⚠️ Kesederhanaan itu menjadi bahan perdebatan tata nama. IUPAC menetapkan logam transisi sebagai yang memiliki kulit d tak penuh pada salah satu keadaannya, dan seng tidak memenuhinya. Banyak teks memasukkannya karena kedudukannya dalam blok d, yang lain memperlakukannya terpisah bersama kadmium dan raksa.
Kestabilan Zn²⁺ yang sama itulah yang menjadikannya berguna dalam biologi: ion yang tidak berganti bilangan oksidasi tidak menghasilkan radikal bebas, berbeda dengan besi atau tembaga.
Apa yang dilakukannya dalam tubuh?
Ia unsur hara mikro logam kedua paling melimpah setelah besi, sekitar 2 sampai 3 gram pada orang dewasa, dan ia berperan dalam lebih dari tiga ratus enzim.
Perannya ada dua jenis.
Sebagai katalis, Zn²⁺ mengutubkan molekul air atau substrat dan memudahkan reaksinya. Karbonat anhidrase, yang mengubah karbon dioksida menjadi bikarbonat dengan laju luar biasa, memiliki seng pada pusat aktifnya; tanpanya darah tidak akan dapat mengangkut CO₂ yang dihasilkan metabolisme.
Sebagai bagian struktur, ia menjaga protein tetap terlipat. Jari seng adalah domain kecil tempat sebuah ion mengoordinasikan empat residu dan menetapkan geometri yang mampu mengenali urutan DNA tertentu. Ia termasuk motif yang paling umum pada faktor transkripsi, dan penemuannya membuka jalan bagi perkakas penyuntingan gen terarah yang pertama.
Kekurangan seng menimbulkan hambatan pertumbuhan, kelainan kulit, hilangnya indra pengecap, dan kemunduran kekebalan. Ini persoalan kesehatan masyarakat di kawasan yang pola makannya bertumpu pada serealia, yang fitatnya menyulitkan penyerapan.
Bagaimana ia dipakai dalam baterai?
Seng adalah anode baterai pertama dan tetap demikian pada yang paling umum.
Sel volta tahun 1800 menyusun bergantian cakram seng dan tembaga yang dipisahkan karton berisi air garam. Seng teroksidasi, elektron mengalir lewat rangkaian luar, dan tembaga tereduksi. Itulah sumber arus listrik sinambung yang pertama dan yang melahirkan elektrokimia.
Baterai kering seng-karbon, yang dipatenkan Leclanché dan disempurnakan kemudian, memakai wadah seng sebagai anode dan batang karbon yang dikelilingi mangan dioksida sebagai katode. Ia menghidupi senter dan radio selama seabad.
Baterai alkali modern memakai serbuk seng dan mangan dioksida dalam kalium hidroksida, yang memperluas permukaan reaksi dan kapasitasnya.
Baterai kancing untuk alat bantu dengar adalah jenis seng-udara: anodenya seng dan katodenya oksigen dari lingkungan, yang masuk lewat sebuah lubang. Karena katodenya tidak memakan ruang, kerapatan energinya sangat tinggi; karena itu ia dilengkapi stiker yang harus dilepas untuk mengaktifkannya.
Dari mana ia ditambang dan untuk apa lagi?
Mineral utamanya adalah sfalerit, seng sulfida. Ia dipanggang untuk diubah menjadi oksida lalu direduksi, atau dilindi dengan asam sulfat dan dipulihkan lewat elektrolisis, yang kini menjadi jalur dominan.
Tiongkok, Peru, dan Australia memimpin produksinya. Seng sering menyertai timbal dan perak dalam endapan yang sama, dan penambangannya biasanya dilakukan bersama.
Sekitar separuh seng ditujukan untuk galvanisasi. Sisanya terbagi pada paduan, pengecoran tekan, dan senyawa.
Kuningan, tembaga dengan seng antara 5 dan 40 %, adalah paduan tertua yang memakainya. Mengherankannya, ia dibuat sebelum seng logam dikenal: tembaga dipanaskan bersama kalamin dan arang, dan seng yang tereduksi masuk ke dalam tembaganya tanpa pernah diisolasi.
Seng oksida dipakai dalam krim pelindung matahari, tempat ia memantulkan dan menghamburkan ultraungu, dalam salep kulit, dan sebagai bahan tambahan dalam vulkanisasi karet, tempat ia mempercepat pembentukan jembatan belerang.