Lebih Jauh Tentang Karbondioksida

http://jejaringkimia.blogspot.com© 2006 rhyno safryzal

LEBIH JAUH TENTANG KARBON DIOKSIDA

A. LATAR BELAKANG

Masalah lingkungan hidup dewasa ini makin memerlukan perhatian. Manusia

memanfaatkan berbagai sumber daya yang ada di lingkungannya untuk hidup. Kita

mengambil makanan dari apa yang tumbuh dan hidup di darat dan di air. Kita

menghirup oksigen dari udara. Kita menggunakan batu bara, minyak dan bahan alam

lainnya untuk menghasilkan energi ataupun untuk menjalankan pabrik-pabrik. Pabrik-

pabrik itu menghasilkan barang-barang yang berguna untuk meningkatkan taraf hidup

dan kesejahteraan manusia. Namun dibalik itu ada sesuatu yang perlu mendapat

perhatian serius dari kita, yakni hasil buangan dari pabrik tersebut yang berupa gas

kabondioksida.

Lalu apa yang dapat dilakukan? Pertama perlu kita pahami bahwa proses kehidupan,

industri dan kegiatan manusia berkaitan dengan perubahan kimia yang dapat

dikendalikan. Demikian pula proses pengolahan limbah oleh alam merupakan proses

kimia yang berlangsung sesuai dengan hukum-hukum kimia. Jadi, dengan ilmu kimia

kita dapat membantu alam dalam mengolah limbah itu dalam mendukung kegiatan

kita.

Pada makalah ini akan dibahas mengenai salah satu pencemar yang ada di udara,

yakni gas karbondioksida, proses terbentuknya dan akibat-akibat yang ditimbulkan gas

tersebut.

Senyawa CO2 adalah gas atmosfer yang terdiri dari satu atom karbon dan dua atom

oksigen. Karbondioksida adalah hasil dari pembakaran senyawa organic jika cukup

jumlah oksigen yang ada. Juga dihasilkan oleh berbagai mikroorganisme dalam

fermentasi dan dihembuskan oleh hewan. Tumbuhan menyerap karbondioksida

selama fotosintesis, memakai baik karbon maupun oksigen untuk membuat

karbohidrat. Hadir di atmosfer bumi dengan konsentrasi rendah dan bertindak sebagai

gas rumah kaca. Adalah bagian utama dari siklus karbon.

B. TUJUAN

Adapun tujuan yang ingin capai pada tulisan ini adalah

1. Mengetahui tentang gas CO2 yang ada di lingkungan kita

2. mengetahui proses-proses terbentuknya gas CO2 dan antisipasi terhadap

bahaya yang ditimbulkan oleh gas karbondioksida tersebut

3. Mengetahui manfaat dan akibat yang ditimbulkan oleh gas CO2

- 1 -


C. MANFAAT

Adapun manfaat dari tulisan tentang gas CO2 ini adalah

1. Dapat mengetahui peran gas CO2 dalam berbagai proses yang terjadi di

alam

2. Dapat mengetahui dampak yang akan ditimbulkan apabila jumlah gas

CO2 berlebihan di alam

3. Dapat mengetahui cara untuk menaggulangi pencemaran yang

disebabkan oleh gas CO2

D. PERMASALAHAN

Adapun masalah dari materi mengenai gas CO2 adalah

1. Kurangnya pengetahuan manusia terhadap akibat yang ditimbulkan

oleh pemakaian gas CO2 berlebih

2. Kurang disiplinnya industri pembuat produk atau alat sehingga dapat

menimbulkan efek terhadap penggunaan alat tersebut

3. Kurangnya sosialisasi oleh pihak berwenang dalam mengatasi

masalah penyalahgunaan gas CO2

4. Kurangnya upaya yang dilakukan dalam menangulangi masalah

pemakaian gas CO2 yang melampaui batas normal.

E. PEMBAHASAN

1. CIRI-CIRI KIMIA DAN FISIKA

Karbondioksida adalah gas yang terdiri dari satu atom karbon dan dua atom oksigen.

Struktur karbondioksida (CO2 ) dapat digambarkan sebagai berikut :

Molekul karbondioksida terdiri dari dua ikatan rangkap dan mempunya bentuk linear. Ia

tidak mempunyai dipolar elektrik. Apabila teroksida sepenuhnya, ia tidak aktif dan

tidak mudah terbakar. karbondioksida dapat dibuat dari pembakaran bahan organic

apabila cukup oksigen. Kabondioksida juga dihasilkan oleh mikroorganisme hasil dari

proses peragian dan respirasi. Karbondioksida dan oksigen dapat digunakan untuk

menghasilkan karbohidrat. Tumbuhan membebaskan O2 ke atmosfer dan akhirnya

digunakan untuk pernafasan oleh organisme heterotrofik.

Karbondioksida merupakan gas tak berwarna, apabila dihirup pada dosis yang tinggi

(aktivitas berbahaya disebabkan resiko sesak nafas), menghasikan rasa asam dalam

- 2 -


mulut dan rasa menyengat di hidung dan tenggorokan. Kesan ini disebabkan oleh gas

yang larut dalam selaput mucus dan air liur, membentuk larutan cair asam karbonik.

Kepadatannya pada suhu 250C adalah 1,98 kg/m3, sekitar 1,5 kali kepadatan udara.

Karbondioksida cair hanya terbentuk pada tekanan melebihi 5,1 atm; pada tekanan

biasa ia bertukar antara bentuk gas dan padat secara langsung melalui proses yang

dikenal sebagai sublimasi.

Air akan meresap karbondioksida sama banyak dengan isinya. Sekitar 1 % dari

karbondioksida terlarut bertukar menjadi asam karbonik. Asam karbonik selanjutnya

berpisah sebagiannya untuk membentuk bikarbonat dan ion karbonat.

2. KARBONDIOKSIDA DALAM KAJIAN ANORGANIK

Karbondioksida terdapat di atmosfer (300 ppm), dalam gas-gas vulkanik dan dalam

larutan super jenuh dari mata air tertentu.

Gas CO2 dapat dihasilkan karena :

a. Pembakaran karbon sempurna

C + O2 CO2

b. Sisa pernapasan makhluk hidup

c. Letusan gunung berapi

d. Pembakaran senyawa karbonat atau karena pengaruh asam

Cara memproduksi:

Hasil fermentasi

C6H12O6 2C2H3OH + 2CO2

Pembakaran batu kapur

CaCO3 CaO + CO2

Di laboratorium dapat dibuat dengan :

H2CO3 CO2 + H2O k = 600

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

Tidak semua CO2 yang larut dan tidak terdisosiasi berada sebagai H2CO3. bagian

terbesar dari CO2 yang larut hanyalah terhidrasi secara longgar laju pada saat CO2

masuk dalam kesetimbangan dengan H2CO3 dan hasil disosiasinya ketika melewati air

adalah lambat. Ini menyebabkan dapat dibedakan antara H2CO3 dan CO2 (aq) yang

terhidrasi longgar.

3. KEGUNAAN

Karbondioksida cair dan padat (es kering) merupakan bahan pendingin penting,

terutama dalam industri makanan, di mana ia digunakan saat pengangkutan dan

penyimpanan es krim dan makanan beku yang lain.

- 3 -


Karbondioksida digunakan untuk membuat minuman ringan berkarbonat dan air soda.

Secara tradisi, karbonat dalam bir dan wine berkilau dihasilkan dari fermentasi alami,

tetapi sebagian pembuat menambah karbonat ke dalam minuman ini secara buatan.

Pengembang yang digunakan untuk memasak menghasilkan karbondioksida

menyebabkan adonan naik. Pengembang roti menghasilkan karbon dioksida melalui

penapaian adonan, sementara pengembang kimia seperti baking powder dan baking

soda membebaskan karbondioksida apabila dipanaskan atau tercampur dalam asam.

Karbondioksida sering digunakan sebagai gas tekanan yang murah dan tidak mudah

terbakar.

Karbondioksida dapat digunakan untuk memadamkan api, dan sebagian alat pemadam

kebakaran (fire extinguisher), terutama dibuat bagi api listrik, mengandung cairan

karbondioksida bawah tekanan. Kegunaan dalam industri mobil juga biasa walaupun

terdapat banyak bukti bahwa kimpalan menggunakan karbondioksida adalah rapuh

berbanding yang dilakukan dalam atmosfer-inert, dan kimpalan semakin lama semakin

merosot akibat pembentukan asam karbonik. Ia digunakan sebagai gas pengimpalan

karena ia lebih murah berbanding gas lain seperti argon atau helium.

Cairan karbondioksida adalah pelarut yang baik bagi kebanyakan zat organic. Ia mulai

mendapat perhatian dalam pharmaceutical dan industri pemprosesan kimia yang lain

sebagai pilihan kurang beracun berbanding pelarut tradisi lain seperti organokhloride.

Tumbuhan memerlukan karbondioksida untuk melakukan fotosintesis dan gas rumah

hijau mungkin mengkayakan atmosfera mereka dengan karbondioksida tambahan

merangsang penghasilan tenaga di pam ke dalam kolam untuk membiakkan alga yang

kemudiannya boleh ditukar menjadi bahan api biodiesel. permukaan tinggi

karbondioksida dalam atmosfer menghilangkan kebanyakan serangga pengrusak

dengan berkesan. Efek rumah kaca dapat meningkatkan kadar karbondioksida sampai

10.000 ppm (1 %) selama beberapa jam untuk menghilangkan serangga pengrusak

seperti whitefly, labah-labah mites, dan yang lain.

4. KARBON DIOKSIDA KAITAN DENGAN BIOLOGI

Karbondioksida adalah hasil penimbunan dalam organisme yang mendapat tenaga dari

penguraian gula atau lemak dengan oksigen sebagai bagian dari metabolisme mereka,

dalam proses yang dikenal sebagai pernapasan selular. Ini termasuk semua tumbuhan,

hewan, kebanyakan fungi dan sebagian bakteri. Dalam hewan tingkat tnggi,

karbondioksida diangkut melalui darah (di mana kebanyakan dalam hewan berada

dalam larutan) dari sel tubuh ke paru-paru di mana ia disngkirkan.

- 4 -


Kandungan karbondioksida dalam udara segar adalah kurang dari 1 % atau sekitar

350 ppm, dalam udara dihembus keluar sekitar 4,5 %. Apabila dihirup dalam

konsentrasi tinggi sekitar 5 %, akan beracun bagi manusia dan hewan.

Hemoglobin molekul utama dalam sel darah merah, dapat mengikat oksigen dan

karbondioksida. Jika konsentrasi CO2 terlalu tinggi, semua hemoglobin dipenuhi

karbondioksida dan tidak mengangkut oksigen (walaupun terdapat banyak oksigen di

udara). Akibatnya orang yang berada di ruangan tertutup akan mengalami sesak nafas

akibat pengumpulan karbondioksida, walaupun kekurangan oksigen menimbulkan

masalah. Karbondioksida baik dalam bentuk gas atau padat, perlu dikendalikan dalam

kawasan yang mempunyai pengudaraan yang baik.

CO2 yang dibawa darah boleh didapati dalam berbagai bentuk. 8 % dari CO2 terdapat

dalam plasma sebagai gas. 20 % dari CO2 terikat oleh hemoglobin. CO2 yang terikat

pada hemoglobin tidak bersaing dengan ikatan oksigen karena ia terikat oleh asam

amino bukannya molekul heme. Sisa 72 % dari padanya dibawa sebagai HCO3-

bikarbonat yang merupakan ion penting dalam pengawalan pH organisme. Kadar

bikarbonat dikawal apabila ia meningkat, kita bernafas semakin cepat untuk

menyingkirkan karbondioksida yang berlebihan. Kadar karbondioksida/bikarbonat

dalam darah memberi efek pada ketebalan kapiler darah. apabila ia tinggi, kapiler

mengembang dan lebih banyak darah masuk dan membawa bikarbonat berlebih ke

paru-paru.

FOTOSINTESIS

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan

beberapa jenis bakteri untuk menghasilkan makanan dengan memanfaatkan energi

cahaya.

Fotosintesis pada Tumbuhan

Dalam berfotosintesis tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk

menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Persamaan

reaksinya adalah

12H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) +6O2 + 6H2O

Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organic lain seperti selulosa dan

dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Pada respirasi glukosa dan senyawa lain

akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbondioksida , air dan energi

kimia.

Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen

inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil mengandung organel yang

disebut kloroplas yang menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis.

- 5 -


Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas,

namun sebagian besar energi dihasilkan di daun. Di dalam daun terdapat lapisan sel

yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap millimeter

perseginya. Caranya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan transparan,

menuju mesofil tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Permukaan daun

biasanya dilapisi oleh katikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah

terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.

5. UJIAN BAGI GAS CO2

Mendengar nama CO2 (karbondioksida), biasanya kita langsung teringat zat beracun

yang bias membunuh makhluk hidup. Namun apakah benar CO2 yang bertanggung

jawab atas kerusakan lingkungan di bumi ini ?

Sebenarnya gas CO2 memang tak bersalah, tetapi kitalah yang membuat kesalahan.

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sering kali tidak sejalan dengan

kehendak alam sejak dimulainya revolusi industri di Inggris hingga telekomunikasi

zaman sekarang. Telah terjadi peningkatan persentase CO2 di muka bumi akibat

aktivitas produksi dan kosumsi. Mulailah dikenal istilah green house effect, yaitu

meningkatnya kadar CO2 di atmosfer hingga membuat bumi makin panas. Ataupun

disalahkan karena memberikan efek pemanasan global warming, dan selanjutnya

global climate change. Lalu, apa hubunannya CO2 dengan peristiwa-peristiwa itu ?

Karena kebetulan sifat CO2 yang menyerap energi panas dari radiasi inframerah yang

dipancarkan matahari, akibatnya makin terakumulasilah energi panas tersebut di muka

bumi. Bahkan, bisa mencairkan es di kutub. Ditambah lagi penggunaan senyawa CFC

(Chloro Fluro carbon) sebagai pelarut, bahkan pendingin dalam refrigerator, dan

foaming radiasi sinar ultraviolet matahari yang berenergi tinggi.

Namun bumi sudah panas, ditambah lagi bumi semakin terbuka terhadap pancaran

energi tinggi ultraviolet yang mematikan. Pepohonan serta hutan semakin jarang.

Sebagai salah satu bagian yang bisa memproses CO2 menjadi O2. ini membuat banyak

kalangan, terutama para ilmuan, kalang kabut mmencari solusi agar bumi ini tetap

menjadi tempat nyaman dan aman untuk dihuni.

Untung saja masih ada beberapa ilmuan yang mengabdikan hidupnya bagi

penyelamatan bumi ini. Akhirnya ditemukan fakta-fakta lain dari CO2 yang

kemungkinan bisa dimanfaatkan demi kebaikan.

Kenyataan bahwa gas CO, O2, dan H2 benar-benar dapat bercampur dan larut dalam

CO2, sebenarnya memberikan kemungkinan untuk melakukan reaksi karbonilasi,

oksidasi, maupun hidrogenasi dalam pelarut CO2. namun kendala dalam aplikasi

- 6 -


teknologi-teknologi tersebut secara massal membuat kaum industri masih enggan

untuk benar-benar beralih menggunakan CO2.

Lagi-lagi terbukti bahwa sesungguhnya yang berdosa atas segala kekacauan

lingkungan di bumi ini bukanlah CO2 dan zat-zat lain. Mudah-mudahan dengan

menaikkan pamor zat seperti CO2 dari “kambing hitam” menjadi “pahlawan

lingkungan”, keserakahan manusia bisa diatasi dan menjadi lebih positif.

6. KEBAIKAN GAS CO2

Seiring dengan semakin ditekannya penggunaan CFC sebagai pelarut, dicarilah

alternative pengganti yang memiliki sifa-sifat serupa , tetapi lebih ramah terhadap

lingkungan. Mulailah ilmuan melirik manfaat lain dari CO2, dari sekedar gas yang selalu

jadi kambing htam menjadi gas yang tak berdosa dan bisa bermanfaat, yatu sebagai

pelarut superkritis.

CO2 sebagai fluida superkritis ? CO2 sebagai fluida superkritis sebenarnya adalah gas

yang dinaiikan temperaturnya , hingga mencapai temperature kritis (temperature

tertinggi yang dapat mengubah fase gas menjadi fase cair dengan cara menaikkan

tekanan), dan memiliki tekanan kritis (tekanan tertinggi yang dapat mengubah fase

cair menjadi fase gas dengan cara menaikkan temperature). Dengan demikian sifat-

sifatnya berada diantara sifat gas dan cairan.

Sebaai pelarut superkritis, CO2 telah cukup banyak dimanfaatkan dalam bidang

penelitian dan industri. Keuntungan lain adalah kita tidak perlu membuat CO2,

melainkan cukup menyaringnya dari udara sekitar kita.

Di bidang isolasi dan pengolahan bahan alam, CO2 superkritis dimanfaatkan sebagai

pelarut dalam proses ekstraksi maupun de-ekstrasi senyawa-senyawa aktif dari

tumbuhan untuk pengobatan, atau senyawa-senyawa penting untuk industri makanan,

misalnya estraksi minyak atsiri lemon, jahe, beta-carotene dari tumbuh-tumbuhan atau

de-ekstraksi kafein pada kopi.

Adapun di bidang pertambangan minyak bumi, manfaat dalam penggunaan CO2 yang

dicairkan justru sangat besar. Fluida ini dialirkan kedalam sumber-sumber minyak yang

mulai menipis cadangannya untuk mengangkat cadangan minyak tersisa. Masalah

utama adalah fluida ini kekentalannya rendah sehingga tidak mampu mengangkat

minyak secara maksimum.

Suatu perkembangan lebih menggembirakan justru di dalam proses polimer, kembali

mengangkat pamor CO2. Dupont, sebuah perusahaan terkemuka dalam inovasi industri

kimia telah mampu memproduksi semacam busa atau dikenal foamed thermoplastic

yang popular disebut fluoropolimer. Ini berkat dtemukannya polimer perfluoroalkil

- 7 -


akrilat oleh Desimone dan rekannya pada tahun 1992. fluoropolimer ini benar-benar

larut dalam CO2, setelah sebelumnya digunakan pelarut dan surfaktan bebasis fluor.

Aplikasi CO2 yang lebih menjanjikan adalah sintesis senyawa karbonat siklis melalui

reaksi penggabungan senyawa epoksida dengan gas CO2.

Senyawa karbonat siklik tersebut merupakan material utama dalam industri poliuretan,

cat, resin, pembuatan etilen glikol, pelarut organic, polikarbonat, dan lain-lain. Secara

prinsip kimiawi, reaksi bias berlangsung dengan mudah asalkan ada katalis yang bisa

meningkatkan reaktivitas CO2.

Sesungguhnya masih banyak kegunaan yang bisa digali dari gas CO2 sebagai material

ramah lingkungan. Misalnya dalam industri pelapisan material menggunakan polimer

yang dapat larut dalam CO2. atau pembentukan partikel koloid dalam industri farmasi,

yang menggunakan pelarut CO2 juga.

7. CO2 KAITANNYA DENGAN LINGKUNGAN DAN PENANGGULANGAN

Gas CO2 merupakan salah satu partikel pencemar udara. Jika CO2 berada di udara

melebihi batas normal yang menurunkan kualitas udara sampai pada batas yang

mengganggu kehidupan.

Gas CO2 berasal dari pembakaran minyak, gas buang kendaraan, gunung meletus dan

hasil pembakaran yang tidak sempurna dari mesin mobil dan mesin knalpot.

Akibat dari gas CO2 yang melebihi batas dapat menyebabkan :

a. Gangguan pernapasan

b. Meningkatnya suhu bumi karena efek rumah kaca

Polutan yang berupa gas CO2 akan mengembang di udara dan mempunyai sifat

seperti kaca. Sinar matahari yang jatuh ke bumi tidak akan dipantulkan oleh CO2

yang mengembang tetapi diteruskan. Sebagai akibatnya suhu bumi makin

meningkat. Hal tersebut merupakan dampak jangka pendek, sedangkan dampak

jangka panjangnya dapat mencairkan es di kutub sehingga permukaan air laut di

seluruh permukaan bumi meningkat. Peningkatan air laut akan mampu

menenggelamkan pulau.

Adapaun cara-cara untuk penanggulangan gas CO2 ini adalah :

a. Memperbanyak penanaman tumbuhan pelindung (reboisasi)

b. Melengkapi cerobong asap pabrik dengan alat penyaring udara serta

menambah tinggi cerobong

c. Menggunakan bahan bakar murni untuk mengurangi sisa pembakaran gas CO2

yang berlebihan

d. Mengolah sampah organic menjadi pupuk secara biologis.

- 8 -


F. KESIMPULAN

Dari uraian di atas dapat ditarik beberapa kesimpulan mengenai CO2 yaitu antara lain :

1. Jika CO2 berada pada batas normal, gas ini tidak dapat dianggap sebagai

zat pencemar karena pada dasarnya tidak beracun

2. CO2 memiliki berbagai kegunaan antara lain sebagai bahan untuk

memadamkan api, sebagai bahan pendingin dan lain-lain

3. CO2 sebagai komponen utama dalam berlangsungnya peristiwa

fotosintesis jika ditinjau dari kaitannya denga biologi

4. Jika CO2 digunakan melebihi batas normal mengakibatkan perubahan

iklim, meningkatkan suhu rata-rata bumi (efek rumah kaca), menipisnya lapisan

ozon, dan sebagainya

BAHAN RUJUKAN

IA JELLIARKO P Mahasiswa Pasca Sarjana Internasional R & D Academy, Korea Institute

of Science & Technology

Keenan, Kleinifeter. Wood. A Hadyana Pudjaatmaka Ph.D. 1992 Kimia Untuk Universita

Edisi Ke Enam Jilid 2. Jakarta : Erlangga

Ralph, H Petrucci. Suminar. 1985. Kimia Dasar Prinsip Dan Terapan Modern Edisi Ke

Empat Jilid 2. Jakarta : Erlangga

Tim Penyusun. 2002. PR Kimia Kelas 2 Smu Tengah Tahun Ke Dua. Klaten : Intan

Pariwara.

http://id.wikipedia.org/wiki/karbondioksida

Tulisan ini hanya dapat dijadikan referensi buat Anda.

Anda tidak diperkenankan menjadikan tulisan ini sebagai tugas

kuliah/terstruktur.

© 2006

Rhyno Safryzal

Pend. Kimia

Universitas Tanjungpura

Pontianak

Email: [email protected]

- 9 -


“Mohon dipergunakan sebagaimana mestinya”

- 10 -

Lebih Jauh Tentang Karbondioksida

Documents

Transcript of Lebih Jauh Tentang Karbondioksida