BAB I

PENDAHULUAN

1.1 PENGANTAR

Karbon merupakan salah satu unsur dari unsur-unsur yang terdapat dalam golongan IV A dan

merupakan salah unsur terpenting dalam kehidupan sehari-hari karena terdapat lebih banyak

senyawa yang terbentuk dari unsur karbon.

Keistimewaan karbon yang unik adalah kecenderungannya secara alamiah untuk mengikat

dirinya sendiri dalam rantai-rantai atau cincin-cincin, tidak hanya dengan ikatan tunggal, C – C ,

tetapi juga mengandung ikatan ganda C = C, serta rangkap tiga, C≡C.Akibatnya, jenis senyawa

karbon luar biasa banyaknya. kini diperkirakan terdapat sekitar dua juta jenis senyawa karbon,

dan jumlah itu makin meningkat dengan laju kira-kira lima persen per tahun. Alasan bagi

kestabilan termal rantai-rantai karbon adalah kekuatan hakiki yang tinggi dari ikatan tunggal C –

C.

Konfigurasi elektron karbon dalam keadaan dasar adalah (1s2 2s2 2p2) mudah terhibridasi

menghasilkan perangkat orbital sp3, atau sp2+p, atau sp+p2. Lebih dari sembilan puluh persen

senyawa karbon merupakan senyawa sintetik, sedangkan sisanya diperoleh dari mahluk hidup

(tumbuh-tumbuhan, hewan, jamur, dan mikroorganisme) serta fosil mereka (batubara dan

minyak bumi).

1.2 PERMASALAHAN YANG AKAN DIBAHAS

Permasalahan yang akan kami bahas dalam makalah ini adalah sebagai berikut:

a.Sifat fisik dari karbon

b.Sifat kimia dari karbon

c. Alotropi karbon

d. Senyawa anorganik karbon

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 SIFAT FISIK DARI KARBON

2.1.1 Sejarah

Karbon (Latin: carbo, arang) 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. Sekitar 30%

berlian industri yang dipakai di AS sekarang ini merupakan hasil sintesis.

Energi dari matahari dan bintang-bintang dapat diatribusikan setidaknya pada siklus karbon-

nitrogen.

2.1.2 Keunikan atom Karbon

Meskipun karbon hanyalah salah satu unsur dari sekian banyak unsur dalam sistem periodik,

tetapi atom karbon dapat terikat secara kovalen dengan atom karbon yang lain dan terhadap

unsur-unsur lain menurut beragam cara sehingga dapat membentuk beegitu banyak senyawa

yang jumlahnya hamper tak terhingga. Atom karbon dan senyawanya dapat dibedakan menjadi

enpat jenis yaitu :

a. Atom C primer : atom C yang mengikat 1 atom C yang lain

b. Atom C sekunder : atom C yang mengikat 2 atom C yang lain

c. Atom C tersier : atom C yang mengikat 3 atom C yang lain

d. Atom C kuarter : atom C yang mengikat 4 atom C yang lain

Karbon dapat membentuk lebih banyak senyawa dibandingkan unsure lain sebab atom karbon

tidak hanya dapat membentuk ikatan-ikatan karbon tunggal, rangkap dua dan rangkap tiga, tetapi

juga bias terkait satu sama lain membentuk struktur rantai dan cincin.

2.1.3 Bentuk karbon

Karbon ditemukan di alam dalam tiga bentuk alotropik: amorphous, grafit dan berlian.

Diperkirakan ada bentuk keempat, yang disebut karbon. 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 terbentuk sebagai kristal-kristal tranparan kecil pada

tepian grafit.

2.1.4 Sifat-sifat Unsur Karbon

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.

a. Sifat fisika

Kecenderungan dari non-logam ke logam jika anda turun dalam satu golonganjelas terlihat pada

struktur unsur-unsur itu sendiri.Karbon pada posisi paling atas mempunyai struktur kovalen

raksasa dengan dua allotropi yang sangat dikenal – intan dan grafit. Intan memiliki struktur tiga

dimensi dari atom-aton karbon yang masing-masing tergabung secara kovalen dengan 4 atom

lainnya. Gambar berikut menunjukkan bagian kecil dari strukturnya.

Struktur yang sama seperti ini ditemukan pada silikon, germanium, dan pada salah satu allotropi

timah – “timah abu-abu” atau “alfa-timah”.Allotropi yang umum untuk timah (“timah putih”

atau “beta-timah”) merupakan logam dan atom-atomnya terikat oleh ikatan logam.

Strukturnya berupa terjejal yang terdistorsi. Pada struktur terjejal, masing-masing atom

dikelilingi oleh 12 atom tetangga terdekat.Selanjutnya anda dapatkan timbal, atom- dari ikatan

kovalen yang umum ditemukan pada non-logam dan ikatan logam pada logam, dengan

perubahan yang jelas, terdapat dua struktur yang sangat berbeda pada timah.Karbon mempunyai

sifat fisik yang khas yaitu mempunyai dua bentuk kristalin yaitu intan dan grafit. intan lebih

rapat daripada grafit(3,51 g cm-3, 2,22 g cm-3),namun grafit lebih stabil, dengan 2,9 kJ mol-1,

pada 300 K dan tekanan 1 atm.Titik leleh dan titik didih dari karbon sangat tinggi.atom karbon

sangat kecil apabila dibandingkan dengan atom-atom lainnya.

Jari-jari ion yang dihitung dalam kristal unsur-unsur ini bahkan lebih kecil lagi.karena atom-

atomnya berada dalam keadaan oksidasi positif. Karena rapatan muatan karbon,ion-ionnya tidak

terdapat sebagai partikel yang berdiri sendiri dalam senyawa, tetapi tertahan dengan ikatan

kovalen.karbon merupakan zat padat yang tegar, yang biasa dianggap sebagai molekul-molekul

raksasa yang terdiri dari banyak sekali atom.atomnya tersusun dalam struktur logam

berkoordinasi

12. Hal itu merupakan kecenderungan yang jelas.

Fasa pada suhu kamar : padat

Bentuk kristalin : intan dan grafit

Massa jenis : 2,267 g/cm³ (grafit) dan 3,513 g/cm³ (diamond)

Titik leleh : 4300-4700 K

Titik didih : 4000 K

Densitas : 2,267 g/cm3 (grafit) 3,515 g/cm3 (diamond)

Kalor lebur : 100 kJ/mol (grafit ) dan 120 kJ/mol (diamond)

Kalor uap : 355,8 kJ/mol

Kalor jenis : 8,517 J/molK (grafit) dan 6,115 J/molK (diamond)

b. Sifat kimia

Karbon sangat tak reaktif pada suhu biasa. apabila karbon bereaksi, tidak ada kecenderungan dari

atom-atom karbon untuk kehilangan elektron-elektron terluar dan membentuk kation sederhana

seperti C4+. Ion ini akan mempunyai rapatan-rapatan muatan begitu tinggi sehingga

eksistensinya tidaklah mungkin.

Bilangan oksidasi : 4,3,2,1,0,-1,-2,-3,-4

Elektronegatifitas : 2,55 (skala pauli)

Energi ionisasi : 1086 kJ/mol

Energi ionisasi ke-2 : 2352,6 kJ/mol

Energi ionisasi ke-3 : 4620,5 kJ/mol

Jari-jari atom : 70 pm

Jari-jari kovalen : 77 pm

Jari-jari Vander Waals : 170 pm

konduktifitas termal : 119-165 (grafit) 900-2300 (diamond) W/mK

Struktur Kristal : heksagonal

2.1.5 Senyawa Karbon

a. Intan

Berlian (terdiri dari karbon) dibentuk selama periode satu milyar tahun jauh di dalam bawah

kerak bumi (sekitar 90 mil atau sekitar 150 km dalamnya). Mereka diangkat ke permukaan

melalui gunung berapi, dan sebagian besar ditemukan pada batu vulkanik (disebut kimberlite)

atau di laut yang terbawa oleh arus ombak. Batu berlian atau batu intan yang sering ditemukan di

alam kebanyakan berumur 1 sampai 3 milyar tahun.intan adalah mineral yang secara kimia

merupakan bentuk kristal, atau alotrop, dari karbon. Intan terkenal karena memiliki sifat-sifat

fisika yang istimewa, terutama Sifat-sifat ini yang membuat intan digunakan dalam perhiasan

dan berbagai penerapan di dalam dunia industri.

Berlian adalah allotrope karbon dan masing-masing dari mereka (tidak peduli apa ukurannya)

dapat dianggap sebagai satu molekul karbon. Setiap karbon dalam intan dikelilingi oleh 4 atom

karbon lainnya dalam struktur tetrahedral, seperti piramida. Setiap ikatan atau link itu sama

panjangnya dan pembentukan tetrahedral itu benar-benar teratur. Apa yang membuat berlian

sangat keras, non-volatile dan tahan terhadap serangan kimia adalah kekuatan dan keteraturan

ikatan ini. Secara teoritis, kristal berlian yang besar bisa hanya terdiri dari satu molekul raksasa

karbon.

Pada dasarnya, struktur intan dapat dilihat sebagai wajah kubik array yang berpusat di tengah

dengan setengah dari lubang tetrahedral yang terisi. Penting untuk dicatat, bagaimanapun, bahwa

berlian adalah contoh dari jaringan senyawa kovalen. Dalam intan, struktur atom-atom

dihubungkan oleh ikatan covaelent, dengan masing-masing atom karbon terikat pada empat

lainnya dalam geometri tetrahedral. Pada intinya, sebuah sampel intan adalah satu molekul yang

besar. Gambar sebelah kanan adalah gambar yang sama tetapi diputar melalui sudut 45 derajat.

Ruang terbuka di tengah adalah lubang oktahedral kosong.

Masing-masing atom dikelilingi oleh empat lainnya dan terletak di dalam lubang tetrahedral.

Ilustrasi yang kanan menunjukkan gambar yang sama, tapi diputar dengan sudut 45 derajat.

Berlian dinilai sesuai dengan berat karat, warna, kejernihan dan pemotongannya, juga dikenal

sebagai empat C (carat, cut, clarity dan color). Karat berlian berbeda dengan karat emas. Karat

emas menunjukkan kemurnian – 24 karat mewakili emas murni. Satu karat intan tambang atau

intan sintetik adalah 200 miligram (0,007055 oz). Kata karat berasal dari carob bean. Para dealer

berlian sejak dulu menggunakan kacang carob untuk menyeimbangkan skala mereka karena

semua biji ini memiliki berat yang sama. Tradisi menggunakan batu kelahiran April ini sebagai

cincin pertunangan dimulai tahun 1477 ketika Mary dari Burgundy diberi cincin berlian oleh

Archduke Maximillian dari Austria.

Walaupun berlian mungkin merupakan batu permata yang paling dicari di dunia, tetapi mereka

bukan yang paling langka, gelar itu diberikan pada si ruby merah murni, maka jangan heran jika

batu ruby murni merah lebih mahal dibandingkan si permata intan. Berlian sering ditemukan

dalam jumlah yang banyak dan mereka ditambang setiap tahun. Karena 80% dari batu tambang

berlian tidak cocok untuk dijadikan sebagai perhiasan, mereka diolah kembali dalam industri

atau dijadikan cincin murah. Walaupun batu berlian dikenal sebagai batu yang paling keras, batu

kelahiran April ini juga sangat rapuh dan bisa hancur jika dipukul keras berulang kali dengan

palu atau dengan kekuatan besar lainnya. Kata berlian berasal dari bahasa Yunani “Adamas” atau

“baja paling keras”.

Intan dapat disintesis dengan mengkristal karbon di bawah tekanan dan intan sintetis sekarang

menjadi bisnis besar yang menguntungkan, mengalahkan berlian tambang jauh. Kadang-kadang

disebut sintetis Moissanite dan cubic zirkonia, keduanya dievaluasi dan dikategorikan dengan

skala penilaian yang sama seperti proses berlian yang ditambang tapi untuk dijual dengan harga

yang jauh lebih murah. Sintetis Moissanite, sebuah duplikasi intan memiliki karakteristik termal

yang sama dengan berlian tambang dan sebagian besar orang termasuk para pakar batu-batuan

sampai sekarang tidak bisa membedakan mereka berdua.

Intan dapat dihasilkan dapat dihasilkan dari grafit hanya dengan pemberian tekanan tinggi, dan

suhu tinggi diperlukan untuk mendapatkan laju perubahan yang diinginkan. Intan yang terdapat

secara alamiah terbentuk bila kondisi-kondisi ini disediakan oleh proses-proses geologi.

Pada tahun 1955 dilaporkan adanya suatu sintesis intan dari grafit yang berhasil. meskipun grafit

dapat langsung diubah menjadi intan pada kira-kira 30000K dan tekanan diatas 125 kbar,untuk

mendapatkan laju perubahan yang berguna, digunakan suatu katalis logam transisi seperti

Cr,Fe,atau Pt.tampak suatu lelehan logam terbentuk diatas grafit,melarutkan sebagian dan

mengendap sebagai intan, yang kurang larut. Intan sampai dengan 0,1 karat(20 mg) dari kualitas

industri yang tinggi dapat dihasilkan secara rutin dengan harga yang bersaing.Intan akan terbakar

diudara pada 600 samapi 8000 tetapi kereaktifan kimianya jauh lebih rendah dari grafit atau

karbon amorft.

b. Grafit

Grafit adalah suatu modifikasi dari karbon dengan sifat yang mirip logam (penghantar panas dan

listrik yang baik). Di samping tidak cukup padat, grafit tidak terdapat dalam jumlah banyak di

alam. Oleh karena itu,untuk keperluan peralatan teknik serta pembuatan elektroda, grafit harus

dibuat secara sintetik. Pembuatan: Grafit alam atau grafit yang dibuat dari kokas diperkecil

ukurannya, dicampur dengan ter atau resin sintetik,kemudian dipanaskan sehingga membentuk

padatan (sintering) dalam 105 cetakan. Pada proses tersebut, bahan-bahan aditif terbakar menjadi

arang. Pemanasan yang dilakukan sekali lagi sampai temperatur 3000°C akan menghasilkan

lebih banyak grafit (grafit elektro). Untuk alat-alat seperti penukar panas, setelah pemanasan,

grafit perlu diberi bahan aditif impregnasi (misalnya dempul dan serbuk grafit). Setelah proses

impregnasi, ketahanan temperaturnya turun menjadi 165°C.

Sifat-sifat: Grafit adalah penghantar listrik dan panas yang cukup baik tetapi bersifat rapuh. Pada

temperatur yang lebih tinggi, grafit teroksidasi oleh asam nitrat berasap, khlor atau oksigen.

Grafit hanya dapat dilarutkan dalam besi leleh. Ditinjau dari segi ketahanan terhadap korosi,

grafit merupakan bahan yang bidang penggunaannya sangat luas.Bahan tersebut tahan terhadap

semua asam dan sebagian besar basa hingga di atas 100°C. Dalam udara, grafit dapat digunakan

sampai kira-kira 165oC.Apabila tidak diimpregnasi, grafit dapat digunakan sampai

500oC.Pengolahan dan penggunaan: Gumpalan-gumpalan grafit dipotong menjadi pelat atau

dibuat langsung menjadi barang. Pelat-pelat tersebut ditempel pada bagian luar bejana dengan

menggunakan bahan perekat, membentuk satu atau beberapa lapisan pada bejana. Celah-

celahnya ditutup dempul.

Grafit digunakan sebagai elektroda, bantalan luncur, ring penyekat, dan aditif untuk bahan pe-

lumas. Grafit juga mempertinggi kemampuan lumas teflon. Barang yang seluruhnya dibuat dari

grafit adalah alat penukar panas, cawan lebur, batu filter, pompa, dan pelat pecah. Grafit juga

digunakan sebagai bahan pengisi. Pada alat penyekat dan penghitung volume, sebagian

peralatannya dibuat dari grafit (misalnya torak). Serat grafit dimanfaatkan untuk pelepasan

muatan elektrostatik pada selubung ventilasi.

Grafit, sebagaimana berlian, adalah bentuk alotrop karbon, karena kedua senyawa ini mirip

namun struktur atomnya mempengaruhi sifat kimiawi dan fisikanya.Grafit terdiri atas lapisan

atom karbon, yang dapat menggelincir dengan mudah. Artinya, grafit amat lembut, dan dapat

digunakan sebagai minyak pelumas untuk membuat peralatan mekanis bekerja lebih lancar.

Grafit sekarang umum digunakan sebagai “timbal” pada pensil.Grafit berwarna kelabu. Akibat

delokalisasi elektron antarpermukannya, grafit dapat berfungsi sebagai konduktor listrik. Secara

alamiah, grafit ditemukan di Sri Lanka, Kanada dan Amerika Serikat. Grafit juga disebut sebagai

timbal hitam. Grafit dinamai oleh Abraham Gottlob Werner pada tahun 1789 dengan mengambil

kata dari bahasa Yunani.

Grafit umumnya berwarna hitam hingga abu-abu tembaga, kekerasan 1 – 2 (skala Mohs), berat

jenis 2,1 – 2,3, tidak berbau dan tidak beracun, serta tidak mudah larut, kecuali dalam asam

hidroflorik atau aqua regia mendidih. Proses dekomposisi berlangsung lambat pada suhu 6000C

dan dalam kondisi oksida atau pada suhu 3.5000C bila kondisi bukan oksida. Grafit adalah

mineral yang dapat berasal dari batuan beku, sedimen, dan metamorf. Secara kimia, grafit sama

dengan intan karena keduanya berkomposisi karbon, yang membedakannya adalah sifat fisik.

Intan dikenal sangat keras, langka, dan transparan, sedangkan grafit agak lunak, mudah

ditemukan, dan opak.

Menurut Kuzvart (1984) grafit dapat terjadi secara proses magnetik awal, kontak magmatik,

hidrotermal, metamorfogenik, danresidual.Belum ditemukan daerah yang berpotensi di

Indonesia. Sampai saat ini Indonesia masih megimpor grafit.

Banyaknya bentuk karbon amorft, seperti arang, jelaga, dan jelaga minyak,semuanya adalah

bentuk-bentuk kristal mikro sesungguhnya dari grafit.Sifat-sifat fisika dari bahan-bahan seperti

terutama ditentukan oleh sifat dan luasnya permukaan.Bentuk-bentuk yang dipisahkan dengan

halus,yang memberikan permukaan relatif luas dengan gaya tarik yang jenuh sebagian, dengan

mudahudah menyerap sejumlah besar gas dan zat terlarut dari larutan. Karbon aktif yang

dijenuhkan dengan palladium, platina, atau logam-logam lain digunakan secara luas sebagai

katalis industri. Struktur lapisan grafit yang longgar menyebabkan banyak molekul dan ion

memembus lapisan. beberapa darinya dapat terbentuk secara spontan bilamana pereaksi dan

grafit dicampur bersama.

c.Fulurena

Fulurena adalah salah satu dari benda-benda yang tergolong alotrop karbon, molekul yang

tersusun seluruhnya dari karbon dalam bentuk bola berlubang, elipsoid, tuba, dll. Fullerene

berbentuk sferik atau bola biasanya disebut buckyball, dan yang berbent uk silindris biasa

disebut karbon nanotube. Grafin (Inggris: Graphene) adalah lembaran fullerene planar. Struktur

fullerene mirip dengan struktur grafit, yang tersusun dari lembaran yang bertumpuk oleh cincin

heksagonal yang tersambung, tapi mungkin juga mengandung cincin pentagonal atau heptagonal

yang mencegah lembaran menjadi berbentuk planar.

Fullerene ditemukan pada oleh Robert Curl, Harold Kroto, dan Richard Smalley di Universitas

Sussex dan Universitas Rice tahun 1985, yang dinamai berdasarkan Richard Buckminster Fuller

yang menciptakan kubah geodesik.Fullerene dapat dilarutkan pada banyak pelarut secara

terbatas. Pelarut yang umum untuk fullerene termasuk pelarut aromatik seperti toluena dan

lainnya seperti karbon disulfida. Larutan fullerene murni memiliki warna ungu tua. Larutan C70

berwarna coklat kemerahan. Fullerene yang lebih besar seperti C76 hingga C84 memiliki warna

yang bervariasi. C76 memiliki bentuk optis sementara fullerene yang lebih tinggi memiliki

beberapa isomer struktur.

2.1.6Senyawa Anorganik Karbon

a. Karbon monoksida(CO)

Karbon monoksida dapat dibuat secara komersil dengan hidrogen melalui pembentukan uap

kembali atau pembakaran sebagian hidrokarbon dengan reaksi

CO2 + H2 → CO + H2O

Gas ini tidak berwarna dan mempunyai titik didih -190. Dapat digunakan sebagai bahan bakar

industri melalui reaksi

2CO(g) +O2(g)→2CO2(g)

Gas CO juga dapat terjadi sebagai hasil samping pembakaran senyawa organik dalam ruang

kurang oksigen.

C8H18 +6O2(g) → 8CO +4H2O

Secara besar-besaran dapat dibuat dengan reaksi

C(S) + H2O → CO +H2

Gas CO sangat berbahaya bagi manusia maupun hewan, karena CO berikatan kuat dengan

hemoglobin darah. hemoglobin berfungsi mengedarkan oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh.

Orang yang mengisap CO akan kekurangan oksigen dan dapat berakibat fatal.

b. Karbon Dioksida(CO2)

Karbon dioksida mempunyai struktur molekul linier dan bersifat non polar. Gas ini larut dalam

air.terdapat diudara dan sangat penting bagi tumbuhan sebagai bahan fotosintesis serta

merupakan komponen nafas yang dikeluarkan oleh hewan ataupun manusia, karena dihasilkan

dari oksidasi makanan dalam tubuh.

CO2 dapat dibuat dengan membakar karbon senyawa hidrokarbon, atau gas CO dengan oksigen

yang cukup.

C(s) + O2(g) → CO2(g)

CH4(aq) + 2O2(g) → CO2(g) + H2O(l)

2CO(g) + O2(g( → 2CO2(g)

Dilaboratorium gas CO2 dapat dibuat dengan mereaksikan garam karbonat dengan asam seperti :

CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(s) + H2O(l) + CO2(g)

Gas CO2 tidak beracun,tetapi konsentrasi yang terlalu tinggi dalam udara adalah tidak sehat,

karena merendahkan konsentrasi O2 dan menimbulkan efek fisikologis yang membahayakan.

Jumlah CO2 yang sangat besar sekali. dihasilkan oleh aktifitas manusia, meningkatnya gas CO2

dikhawatirkan atmosfer mungkin menjadi begitu panas, sehingga akan muncul perubahan suhu

yang serius yang sering juga disebut efek rumah kaca.

c. Karbonat dan Bikarbonat

Karbonat dan bikarbonat adalah senyawa yang melimpah dan sangat berguna serta terkenal.

Kebanyakan karbonat hanya sedikit larut dalam air. Misalnya CaCO3, BaCO3, MgCO3 dan

PbCO3. Banyak bikarbonat hanya stabil dalam larutan air. Contohnya ialah Ca(HCO3)2,

Mg(HCO3. Semua logam IA kecuali Litium membentuk karbonat yang larut, dimana yang

paling murah dan berguna adalah NaHCO3 (Soda kue), Na2CO3(Soda abu).

d. Karbon Disulfida(CS2)

CS2 adalah cairan yang mudah terbakar dan dapat dipakai sebagai bahan pembuat CCl4,dengan

reaksi:

CS2 + 3Cl2 → CCl4 +S2Cl2

e. Hidrogen Sianida (HCN)

HCN adalah senyawa gas bersifat racun,tetapi penting dalam industri seperti industri

plastik.Senyawa HCN dapat dibuat secara komersil melalui reaksi:

NH3 +CH4 → HCN + 3H2

2.1.7 Cara Pemerolehan Karbon

Karbon terdapat dialam sebagai grafit . Grafit buatan dengan mereaksikan coke dengan silica

(SiO2) dengan reaksi sebagai berikut:

SiO2 + 3C (2500°C) ? “SiC” ? Si (g) + C(graphite)

Karbon juga dapat diperoleh dari pembakaran hidrokarbon atau coal, atau yang lainnya dengan

kondisi udara yang terbatas sehigga terjadi pembakaran yang tidak sempurna.

Teknik Ekstraksi Unsur Karbon

a. Karbon dibuat dengan mereaksikan coke dengan silica SiO2

Karbon terdapat dialam sebagai grafit . Grafit buatan dengan mereaksikan coke dengan silica

SiO2 dengan reaksi sebagai berikut:

SiO2 + 3C (2500°C) SiC + Si (g) + C(graphite)

b. Pembuatan karbon aktif

Karbon aktif merupakan bahan kimia yang saat ini banyak digunakan dalam industri yang

menggunakan proses absorbsi dan purifikasi. Karbon aktif adalah nama dagang untuk arang yang

mempunyai porositas tinggi, dibuat dari bahan baku yang mengandung zat arang.

1. Pembutan karbon aktif dari kulit singkong

Kulit singkong mengandung karbon sekitar 59%. Proses pembuatan karbon aktif ini terdiri dari

dua tahapan yaitu aktivasi dan karbonasi.

• tahap aktivasi

Kulit singkong kering diaktivasi secara kimia menggunakan KOH 0,3 N selama 1 jam pada suhu

500 oC di dalam mixer kemudian dikeringkan.

• tahap karbonisasi

karbonasi dilakukan di dalam furnace elektrik (oksigen terbatas) pada suhu (3000, 4500, 6000,

dan 7500)oC selama 1, 2, dan 3 jam.

Uji kualitas dan kuantitas karbon aktif meliputi uji kadar abu, kadar air, uji daya serap karbon

aktif, dan yield (hasil). Bilangan iodine optimal terbentuk pada temperatur karbonisasi 3000 oC

dan lamanya waktu karbonisasi 2 jam yaitu 606,589 mg/g dengan total kandungan kadar abu

4,934%, kadar air 1,419%, dan yield 40,083% serta daya serap tinggi.

2. Pembutan karbon aktif dari tempurung kelapa

Pemilihan tempurung kelapa sebagai bahan baku karbon aktif atas dasar kualitas yang dihasilkan

lebih baik dari bahan lain.Proses pembuatan karbon aktif dari bahan baku tempurung kelapa

terbagi menjadi dua tahapan utama yaitu karbonisasi dan aktivasi.

• Proses pembuatan arang dari tempurung kelapa (karbonisasi)

Tempurung kelapa dipanaskan tanpa udara dan tanpa penambahan zat kimia. Tujuan karbonisasi

adalah untuk menghilangkan zat terbang. Proses karbonisasi dilakukan pada temperature 400-

600 0C.

Proses pembuatan Arang

Hasil karbonisasi adalah arang yang mempunyai kapasitas penyerapan rendah. Untuk mendapat

karbon aktif dengan penyerapan yang tinggi maka harus dilakukan aktivasi terhadap arang hasil

karbonisasi.

• Proses pembuatan karbon aktif dari arang (aktivasi)

Proses aktivasi dilakukan dengan tujuan membuka dan menambah pori-pori pada karbon aktif.

Bertambahnya jumlah pori-pori pada karbon aktif akan meningkatkan luas permukaan karbon

aktif yang mengakibatkan kapasitas penyerapannya menjadi bertambah besar. Proses aktivasi

dapat dilakukan dengan dua metode yaitu teknik aktivasi fisik dan teknik aktivasi kimia.

teknik aktivasi fisik

Di lakukan dengan cara mengalirkan gas pengaktif melewati tumpukan arang tempurung kelapa

hasil karbonisasi yang berada dalam suatu tungku.

teknik aktivasi kimia

Di lakukan dengan menambahkan bahan baku dengan zat kimia tertentu pada saat karbonisasi.

Zat itu seperti ZnCl2, NaOH, KOH, H3PO4.

Ada tiga jenis karbon aktif yang terbuat dari tempurung kelapa yang banyak dipasaran yaitu:

• Bentuk serbuk. Karbon aktif berbentuk serbuk dengan ukuran lebih kecil dari 0,18 mm.

Terutama digunakan dalam aplikasi fasa cair dan gas. Digunakan pada industry pengolahan air

minum, industry farmasi, terutama untuk pemurnian monosodium glutamate, penghalus gula,

pemurnian asam sitrat, pemurnian glukosa dan pengolahan zat pewarna kadar tinggi.

• Bentuk Granular. Karbon aktif bentuk granular/tidak beraturan dengan ukuran 0,2 -5 mm. Jenis

ini umumnya digunakan dalam aplikasi fasa cair dan gas. Beberapa aplikasi dari jenis ini

digunakan untuk: pemurnian emas, pengolahan air, air limbah dan air tanah, pemurni pelarut dan

penghilang bau busuk. Karbon aktif itu mampu menyerap 99,98 persen kandungan tembaga

dalam air limbah.

• Bentuk Pellet. Karbon aktif berbentuk pellet dengan diameter 0,8-5 mm. Kegunaaan utamanya

adalah untuk aplikasi fasa gas karena mempunyai tekanan rendah, kekuatan mekanik tinggi dan

kadar abu rendah. Di gunakan untuk pemurnian udara, control emisi, penghilang bau kotoran dan

pengontrol emisi pada gas buang.

c. Karbon dibuat dari pembakaran hidrokarbon atau coal

Karbon juga dapat dibuat dari pembakaran hidrokarbon atau coal, atau yang lainnya dengan

kondisi udara yang terbatas sehigga terjadi pembakaran yang tidak sempurna.

Di dalam tubuh makhluk hidup terdapat unsur karbon. Hal ini dapat dibuktikan secara sederhana

dengan membakar bahan-bahan yang berasal dari makhluk hidup, misalnya kayu, beras, dan

daging. Ketika dibakar, bahan-bahan tersebut akan menjadi arang (karbon).

Bahan + CuO (oksidator) CO2(g) + H2O(l)

Uji adanya CO2:

CO2(g) + Ca(OH)2(aq) CaCO3(s) + H2O(l)

2.1.8 Kegunaan 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.Karbon hitam dipakai

sebagai pigmen dalam tinta, cat, dan dipakai juga sebagai pengisis dalam industri ban dan

plastic.Karbon dipakai sebagai agen pereduksi dalam berbagai reaksi kimia pada suhu yang

sangat tiggi.

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Karbon merupakan unsur utama dalam senyawa organik dan anorganik yang begitu banyak

jumlah dan jenisnya.Keberadaan karbon di alam terjadi dalam dua wujud, yang pertama dalam

wujud mineral dan yang kedua dalam wujud grafit. Intan merupakan wujud mineral dan arang

merupakan wujud grafit.

Teknik ekstraksi unsur karbon dapat dibuatdengan mereaksikan coke dengan silica SiO2 pada

suhu 2500oC, karbon aktif dibuat dengan kulit singkong dan tempurung kelapa dengan proses

aktivasi dan karbonisasi.

Sifat fisika unsur karbon adalah dalam fasa padat pada suhu kamar, titik leleh 4300-4700 K dan

titik didih 4000 K. Sifat kimia unsur karbon adalah biloks 4,3,2,1,0,-1,-2,-3,-4, elektronegatifitas

2,55 (skala pauli) dan energi ionisasi 1086 kJ/mol.Sifat kimia berdasarkan bentuk alotrop ada 4

macam yaitu diamond, grafit, grafena, karbon amorfos, dan fuleren.

Kegunaan karbon dalam bentuk grafit adalah bahan hitam dalam pensil biasa, pigmen dalam cat

hitam, pelumas kering, bila serbuk grafit didispersikan dengan minyak akan dihasilkan pelumas

cair.Kegunaan karbon dalam bentuk intan adalah yang bernoda dan kecil-kecil digunakan dalam

industri untuk membuat bubuk penggosok yang paling keras untuk roda pengasah, ujung mata

bor dan gigi gergaji

Senyawa-senyawayang berikatan dengan karbon di antaranya: Karbon dioksida CO2, karbon

mnoksida CO, karbonat dan bikarbonat, senyawaan dengan ikatan-ikatan C-N; sianida dan

senyawa yang berhubungan, senyawaan dengan ikatan-ikatan C – S.