Karbon

Sejarah

Karbon, suatu unsur yang telah ditemukan sejak jaman pra-sejarah sangat banyak ditemukan di alam. Karbon juga banyak terkandung di matahari, bintang-bintang, komet dan amosfir kebanyakan planet. Karbon dalam bentuk berlian mikroskopik telah ditemukan di dalam beberapa meteor yang jatuh ke bumi. Berlian alami juga ditemukan di kimberlite pipa gunung berapi, di Afrika Selatan, Arkansas dan beberapa tempat lainnya. Berlian sekarang ini diambil dari dasar samudera di lepas pantai Cape of Good Hope.

Bentuk

Karbon ditemukan di alam dalam tiga bentuk alotropik: amorphous, grafit dan berlian. Diperkirakan ada bentuk keempat, yang disebut karbon “putih”. Ceraphite (serafit) merupakan bahan terlunak, sedangkan belian bahan yang terkeras. Grafit ditemukan dalam dua bentuk: alfa dan beta. Mereka memiliki sifat identik., kecuali struktur kristal mereka. Grafit alami dilaporkan mengandung sebanyak 30% bentuk beta, sedangkan bahan sintesis memiliki bentuk alfa. Bentuk alfa hexagonal dapat dikonversi ke beta melalui proses mekanikal, dan bentuk beta kembali menjadi bentuk alfa dengan cara memanaskannya pada suhu di atas 1000 derajat Celcius.

Pada tahun 1969, ada bentuk alotropik baru karbon yang diproduksi pada saat sublimasi grafit pirolotik (pyrolytic graphite) pada tekanan rendah. Di bawah kondisi free-vaporization (vaporisasi bebas) di atas 2550K, karbon “putih” terbentuk sebagai kristal-kristal tranparan kecil pada tepian grafit. Saat ini sangat sedikit informasi yang tersedia mengenai karbon “putih”.

Senyawa-senyawa

Karbon dioksida ditemuka di atmosfir bumi dan terlarut dalam air. Karbon juga merupakan bahan batu besar dalam bentuk karbonat unsur-unsur berikut: kalsium, magnesium, dan besi. Batubara, minyak dan gas bumi adalah hidrokarbon. Karbon sangat unik karena dapat membentuk banyak senyawa dengan hidrogen, oksigen, nitrogen dan unsur-unsur lainnya. Dalam banyak senyawa ini atom karbon sering terikat dengan atom karbon lainnya. Ada sekitar sepuluh juta senyawa karbon, ribuan di antaranya sangat vital bagi kehidupan. Tanpa karbon, basis kehidupan menjadi mustahil. Walau silikon pernah diperkirakan dapat menggantikan karbon dalam membentuk beberapa senyawa, sekarang ini diketahui sangat sukar membentuk senyawa yang stabil dengan untaian atom-atom silikon. Atmosfir planet Mars mengandung 96,2% CO₂. Beberapa senyawa-senyawa penting karbon adalah karbon dioksida (CO₂), karbon monoksida (CO), karbon disulfida (CS₂), kloroform (CHCl₃), karbon tetraklorida (CCl₄), metana (CH₄), etilen (C₂H₄), asetilen (C₂H₂), benzena (C₆H₆), asam cuka(CH₃COOH) dan turunan-turunan mereka.

Isotop
Karbon memiliki 7 isotop. Pada tahun 1961, organisasi International Union of Pure and Applied Chemistry mengadopsi isotop karbon-12 sebagai dasar berat atom. Karbon-14, isotop dengan paruh waktu 5715 tahun, telah digunakan untuk menghitung umur bahan-bahan organik seperti pohon dan spesimen-spesimen arkeologi.

Sifat Karbon

Sifat Fisika

• Fasa pada suhu kamar                   : padat
• Densitas                                               : 2,267 g/cm3 (grafit) 3,515 g/cm3 (diamond)
• Titik sublimasi                           : 3642 C
• Tripel point                                           : 4327 C
• Panas Fusi                                            : 117 kJ/mol
• Kalor jenis                                            : 8,517 J/molK (grafit) 6,155 J/molK (diamond)

Sifat Kimia

• Bilangan oksidasi                                  : 4,3,2,1,0,-1,-2,-3,-4
• Elektronegatifitas                                  : 2,55 (skala pauli)
• Energi ionisasi ke-1                               : 1086 kJ/mol
• Energi ionisasi ke-2                               : 2352,6 kJ/mol
• Energi ionisasi ke-3                               : 4620,5 kJ/mol
• Jari-jari kovalen                                    : 77(sp3) 73(sp2) 69(sp) pm
• Jari-jari VanderWaals                           : 170 pm
• konduktifitas termal                               : 119-165 (grafit) 900-2300 (diamond) W/mK
• Struktur kristal                          : heksagonal

Manfaat Karbon

Karbon menjadi unsur yang memiliki banyak manfaat didunia ini. Berbagai macam aplikasinya baik dalam bentuk senyawaan maupun dalam bentuk unsur memiliki banyak manfaat. Untuk karbon dalam bentuk senyawaan adalah sebagai sumber makanan untuk kelangsungan makhluk hidup di bumi, kita tahu bahwa berbagai mcam makanan yang kita konsumsi adalah tersusun atas karbon. Hidrokarbon yang merupakan senyawaan karbon dan hydrogen dipakai untuk bahan bakar, petroleum dipakai untuk produksi gasoline dan kerosin. Celulosa merupakan polimer yang mengandung karbon dalam bentuk katun, wool, linen, dan sutra dipakai sebagai bahan pakaian. Plastik merupakan sintetik polimer karbon dengan banyak manfaat penggunaan.

• Karbon dapat membentuk alloy atau paduan logam dengan besi yang membentuk baja.
• Grafit digunakan dengan campuran tanah liat / clay untuk bahan dasar pensil untuk menulis atau menggambar. Grafit juga dipakai sebagai pelumas dan pewarna, elektroda dalam industri elektrolisis dan baterai, dan sebagai moderator neutron dalam reactor nuklir.
• Charcoal banyak dipakai untuk materi pengisi pensil ataupun untuk industri smelting besi, dan banyak dipakai sebagai bahan bakar untuk mendukung industri yang lain seperti pembangkit listrik tenaga uap.
• Diamond dipakai untuk perhiasan karena memiliki daya jual yang tinggi, dipakai sebagai alat penggiling, pemotong, dan alat untuk memoles untuk mesin atau batu-batuan.
• Karbon hitam dipakai sebagai pigmen dalam tinta, cat, dan dipakai juga sebagai pengisis dalam industri ban dan plastic.
• Charcoal aktif dipakai sebagai absorben dan adsorben yang banyak dipakai dalam pemurnian air, dan masker penutup hidung.
• Karbon dipakai sebagai agen pereduksi dalam berbagai reaksi kimia pada suhu yang sangat tiggi.
• Coke dipakai untuk mereduksi oksida besi menjadi besi dalam industri peleburan besi.
• Senyawa karbida dari silicon, tungsten, boron, dan titanium memiliki kekerasan yang tinggi dan dipakai dalam perlatan penggiling dan sebagai abrasive dalam berbagai macam industri.

Cari Artikel