Transcript
CarBØnMAKALAH
Dipresentasikan pada tanggal 25 bulan 11 tahun 2009
diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Kimia Anorganik 1
jurusan Pendidikan Kimia semester 3
yang dibimbing oleh Dra. Ida Farida M.Pd.
Disusun Oleh:
Nama NIMRofa Yulia Azhar 208 204 121M. Widan B.Y. 208 204 126Syifa Fauziah 208 204 146Ucu Sumiati 208 204 149Windayanti 208 204 153
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI
BANDUNG
2009
i
Karbon
Kata Pengantar
Bismillahirohmanirohim,
Assalamualaikum Wr. Wb.
Puji dan syukur marilah kita panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas
nikmat iman dan islam-Nyalah kita masih merasakan nikmatnya kehidupan ini.
Shalawat serta salam semoga tercurah kepada jungjungan kita The Leader of
Moeslim Muhammad saw, kepada keluarganya, sahabatnya dan kepada kita
sekalian selaku umatnya yang setia sampai akhir zaman.
Dalam kesempatan ini penyusun ingin mengucapkan banyak terima kasih
bagi pihak-pihak yang telah membantu penyusun dalam penyusunan makalah ini.
Penyusun mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua Penyusun, yang telah memberikan dukungan baik
moril maupun materil kepada penyusun.
2. Dra. Ida Farida M.Pd. selaku dosen pembimbing yang telah
memberikan arahan dalam penyusunan makalah ini.
3. Dan semua pihak yang telah membantu penyusun dimulai dari penjaga
perpustakaan, penjaga warnet, tukang fotokopi, narasumber dalam
makalah ini serta pihak-pihak lainnya yang telah membantu penyusun
yang tidak mungkin penyusun sebutkan satu-persatu
Gajah mati meninggalkan gading, Harimau mati meninggalkan belang. Itulah
pribahasa yang kiranya dapat mewakili harapan penyusun dalam makalah ini.
Secercah harapan yang penyusun siratkan dalam makalah ini adalah semoga
makalah ini dapat berguna bagi semua pihak, manjadi amal baik bagi penyusun,
menjadi motivator bagi mahasiswa lainnya untuk menyusun makalah yang lebih
baik lagi serta semoga menjadi buah yang manis kelak.
ii
Karbon
Tidak ada gading yang tak retak, begitu pula dengan karya yang penyusun
buat ini. Maka dari itu penyusun menantikan saran dan kritik yang membangun
dari semua pihak agar penyusun dapat mengoreksi kesalahan tersebut dan sebagai
bahan pembelajaran bagi penyusun dimasa yang akan datang.
Wassalamualaikum Wr. Wb.
Bandung, 15 November 2009
Pen yusun
iii
Karbon
Daftar Isi
KATA PENGANTAR..................................................................................i
DAFTAR ISI.................................................................................................iii
BAB I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang Masalah..........................................................................1
2.1 Tujuan......................................................................................................1
3.1 Ruang Lingkup dan Peta Konsep............................................................2
BAB II Sifat-Sifat Karbon
2.1. Sifat-Sifat fisis golongan 4 A.................................................................3
2.2. Karbon; Pemilik Empat Tangan nan Mengagumkan.............................5
BAB III Alotropi Karbon
3.1 Intan .........................................................................................................7
3.2 Grafit .......................................................................................................8
3.3 Fullerene .................................................................................................9
3.4 Modifikasi Grafit dan Kegunaannya .......................................................9
BAB IV Senyawa Anorganik Karbon dan Penggunaannya
4.1 Karbon Monoksida .................................................................................11
4.2 Arbon Dioksisida ....................................................................................11
4.3 Karbonat dan Bikarbonat ........................................................................12
BAB V Siklus Karbon
5.1 Siklus Karbon ..........................................................................................14
5.2 Karbon diberbagai Lapisan......................................................................16
BAB II Penutup
3.1. Kritik dan Saran..................................................................19
3.2. Simpulan................................................................................
20
DAFTAR PUSTAKA...................................................................................21
1
Karbon
BAB IPendahuluan
1.1 Latar Belakang Masalah Karbon memiliki struktur elektronik dalam keadaan dasarnya 1s2 2s2
2p2, sehingga untuk menempatkan keempat kovalensi yang normal,
atomnya harus dipromosikan ke keadaan valensi 2s2 2p1x 2p1
y 2p1z.
Atom karbon dikatakan unik karena dapat berikatan sesamanya
membentuk rantai atom karbon. Rantai atom karbon ini mungkin juga
mempunyai cabang yang juga terdiri dari rantai atom karbon. Dua ujung dari
satu rantai dapat tersambung sehingga membentuk suatu rantai melingkar.
Tambahan lagi, atom karbon dapat juga berikatan dengan unsur lain seperti
Hidrogen, Oksigen, Nitrogen, Belerang, Halogen dan beberapa atom logam
lainnya. Oleh karena itu, jumlah senyawa karbon menjadi sangat banyak.
Tidak kurang dari 9 juta senyawa karbon yang telah dikenal.
Karbon dalam kulit bumi terdapat sekitar 50% dalam bentuk karbonat
CO32-, seperti CaCO3. Namun kelimpahan sebanyak ini dalam kulit bumi
hanya mencakup 0,1% dalam jumlah kelimpahan karbon seluruhnya.
Selebihnya terdapat sebagai senyawa organik dalam mahluk hidup. Dalam
jumlah kecil terdapat juga dalam unsur bebas.
1.2 Tujuan Dalam menyusun makalah ini penyusun menyesuaikan isi makalah
dengan situasi dan kondisi serta tuntutan yang relevan bagi kehidupan yang
berkaitan dengan aspek ilmu pengetahuan dan teknologi. Tujuan utama dari
penyusunan makalah ini adalah:
Memahami sifat periodik atom karbon.
Memahami keunikan atom karbon dan senyawa anorganik yang
dibentuknya.
Elektromagnetik
Gravitasi
NuklirMuatan Listrik
Massa
Nukleon
Siklus KarbonAlotropi
Karbon
Senyawa Karbon
2
Karbon
Mengidentifikasi Macam-macam alotropi yang dibentuk oleh
atom karbon.
Mengetahui manfaat dan bahaya dari pemanfaatan atom karbon
dalam kehidupan
Mempelajari Siklus karbon.
1.3 Ruang Lingkup dan Peta Konsep Ruang lingkup dari pembahasan yang penyusun cantumkan dalam
makalah ini mencakup:
Analisis sifat-sifat dan reaktivitas karbon dan senyawa karbon
anorganik.
Mendeskripsikan pengolahan dan penggunaan karbon serta
senyawanya.
PETA KONSEP
BAB II
berhubungan
berdasarkan
Terdiri dari
berhubungan
Terdiri dari
Grafit
Intan
Fullerence
CO
CO2
Karbonat dan Bikarbonat
3
Karbon
Sifat-Sifat Karbon
1.1 Sifat-Sifat Fisis Karbon dan Golongan 4 A 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.
Karbon sebagai intan, tentu, sangat keras – menggambarkan kekuatan
ikatan kovalen. Namun demikian, jika anda memukulnya dengan palu, intan
akan pecah. Anda memerlukan energi yang cukup untuk memecah
keberadaan ikatan karbon-karbon. Karbon sebagai intan tidak
menghantarkan listrik. Pada intan elektron terikat erat dan tidak bebas
bergerak.
Gambar 1:Bagian kecil dari struktur intan.
4
Karbon
Gambar 4:Energi Ionisasi dari golongan 4 A jika membentukion 4+.
Gambar 3:Keelektronegatifan golongan 4 A.
Gambar 2:Titik didih dan titik leleh golongan 4 A.
5
Karbon
1.2 Karbon ; Pemilik Empat Tangan nan Mengagumkan (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.
Karbon ditemukan di alam dalam tiga bentuk alotropi1 : 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
1 Alotropi (Gr. allos, other, and tropos, manner) or alotropisme adalah perilaku yang diperlihatkan oleh beberapa unsur kimia. Unsur-unsur seperti ini dapat ditemukan dalam dua bentuk atau lebih, yang dikenal sebagai allotrop unsur tersebut. Pada tiap alotrop, atom-atom unsur tersebut terikat dalam bentuk yang berbeda-beda. Alotrop adalah modifikasi struktural yang berbeda-beda dari sebuah unsur.
Gambar 5:Energi Ionisasi dari golongan 4 A jika membentukion 2+.
6
Karbon
mekanikal, dan bentuk beta kembali menjadi bentuk alfa dengan cara
memanaskannya pada suhu di atas 1000 derajat Celcius.
Pada tahun 1969, ada bentuk alotropi 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. Saat ini
sangat sedikit informasi yang tersedia mengenai karbon.
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.
BAB III
7
Karbon
Alotropi Karbon
3.1. Intan Intan adalah salah satu bentuk karbon yang paling dikenal. Intan
memiliki kerapatan 3,1 g/cm3 sedangkan grafit memiliki kerapatan 2,22
g/cm3. Dari rapatannya dapat disimpulkan bahwa untuk mengubah grafit
menjadi intan diperlukan tekanan. Dari sifat-sifat termodinamika alotrop
diperkirakan intan akan berada dalam kesetimbangan jika berada pada suhu
300 K dan tekanan ± 15.000 atm. Karena kesetimbangannya dicapai dengan
sangat lambat pada suhu tersebut, struktur intan akan tetap pada kondisi
biasa.
Dalam intan, atom-atom tersusun secara kompak membentuk jaringan
tetrahedral dengan jarak sekitar 154,45 pm. Setiapa taom karbon terikat
dengan empat atom karbon laiinyamelalui ikatan sigma (sehingga intan
Gambar 6:Intan dalam bentuk fisis.
Gambar 7:Struktur Intan.
8
Karbon
bersifat keras). Skala kekerasan intan 10 (dalam Mohs), talk = 0, lilin = 0,2
dan kuku = 2,5.
Intan dapat dihasilkan adari grafit hanya dengan pemberian tekanan
tinggi dan suhu tinggi diperlukan untuk mendapatkan laju perubahan yang
diinginkan. Intan yang terbentuk secara alamiah terjadi akibat kondisi-
kondisis yang memungkinkan yang disediakan oleh proses-proses geologi.
Pada tahun 1955 dilaporkan adanya sintesis intan dari grafit yang
berhasil. Meskipun grafit dapat langsung diubah menjadi intan pada kira-kira
3.300K dan tekanan diatas 125 kbar (125.000 atm), dengan menggunakan
katalis Cr, Fe atau Pt. Intan akan terbakar diudara pada suhu 6000c-8000c
tetapi kereaktifan kimianya jauh lebih rendah dari grafit.
3.2. Grafit Grafit adalah zat padat hitam yang jauh lebih lunak daripada intan.
Atom-atom karbon tersusun dalam jaringan raksasa berbentuk lembaran
pararel. Setiap lembaran tersusun dari jaringan karbon berbentuk hexagonal.
Jarak antara lapisan sebesar 335,4 pm. Hal ini menjelaskan mengapa grafit
bersifat halus dan licin sehingga dapat digunakan sebagai pelumas kering.
Setiap atom C pada grafit berikatan dengan tiga atom karbon lainnya
melalui ikatan sigma. Jadi setiap atom C hanya dikelilingi tiga atom karbon
tetangganya. Setiap atom C ini masih mempunyai satu elektron dan
elektron-elektron itu kemudian berpasangan ke dalam sistim ikatan phi.
Resonansinya menghasilkan jarak ikatan 141,5 pm. Adanya sistim phi pada
lapisan mengakibatkan terjadinya delokalisasi elektron sehingga
memungkinkan adanya hantaran listrik.
Gambar 8:Struktur intan.
9
Karbon
3.3. Fullerene Fullerene tersusun dari unsur karbon berjumlah 60 atom atau lebih dan
berjenis orbital sp3. ikatannya membentuk hexagon dan pentagon. Dari
beberapa fullerene C60 merupakan material yang paling popular karena
ditemukan pertama kali dan berbentuk unik dan dinamai Bucky ball dan
dinamai juga Buckminsterpullerene, karena strukturnya dirancang oleh
Buckminster Fuller.
Sebelum fullerene muncul, para ahli kimia karbon beranggapan bahwa
tidak ada lagi material dari unsure karbon yang lebih stabil dari intan dan
grafit. Berdasarkan strukturnya fullerene bersifat isolator, maka pada suhu
ruangan material ini akan bersifat sebagai logam. Fullerene bersifat sebagai
magnet pada suhu dan tekanan yang tingggi. Sifat penghantar fullerene bisa
dikontrol, struktur dan ukuran nanometer dan sifat kimiawi yang stabil inilah
Gambar 9:Perbedaan bentuk grafit dan intan dari segi fisis dan struktur.
10
Karbon
yang menarik perhatian para peneliti karena yakin dapat diaplikasikan di
bidang mekanika kuantum.
Aplikasi fullerene yang telah dikembangkan antara lain :
Sebagai solar cell (penghasil energi dari sinar matahari), karena
fullerene lebih efisien dari solar cell poly-silikon sekarang.
Sebagai fuel cell. Fuel cell adalah jenis baterai pembangkit energi
listrik dari reaksi kimia antara gas hidrogen dan oksigen. Karena
outputnya hanya menghasilkan air saja maka teknologi ini sangat
ramah lingkungan.
Sebagai material hardisk komputer karena fullerene mempunyai sifat
magnet dalam kondisi tertentu.
Karena fullerene mempunyai daya absorpsi yang kuat sehingga
berpotensi untuk mencegah virus HIV.
3.4. Modifikasi Grafit dan Kegunaanynya Modifikasi grafit dikenal dalam bentuk Kristal mikro grafit yang
bersifat amorf (disebut karbon amorf). Karbon amorf berwarna hitam,
namun berbeda dengan grafit dan tidak menghantarkan listrik. Bentuk
karbon amorf yang terkenal dalah kokas, jelaga (karbon black), arang dan
karbon aktif.
Bentuk lain dari karbon amorf didapat dari batu bara yang dipanaskan
tanpa udara, berbagai gas yang mudah menguap dikeluarkan, selain itu
Gambar 10:Struktur Fullerene.
11
Karbon
dikeluarkan kokas (karbon kadar tinggi). Kokas digunakan sebagai reduktor
pada pengolahan berbagai jenis.
Batu bara juga dapat dibuat menjadi bahan bakar gas sintetik. Prosesnya
dinamakan gratifikasi, reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut:
Batu bara → C(s) + CH4
C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g)
CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g)
CO(g) + 3H2(g) → CH4(g) + H2O(g)
C(s) + 2H2(g) → CH4(g)
Karbon Black adalah jelaga yang terbentuk jika senyawa hidrokarbon
dibakar dengan udara terbatas: CH4(g) + O 2 (g) → C(s) + 2H2O(g) .
Krbon black digunakan dalam vulkanisir karet ban kendaraan, membuat
ebonite, pigmen untuk cat, tinta, kertas, plastik, dll.
Arang dibuat dari kayu dengan pemanasan pada suhu tinggi tanpa
udara. Arang sangat berpori sehingga mempunyai permukaan yang jauh
lebih luas daripada volumenya. Oleh karena itu bentuk tertentu dari arang
(disebut karbon aktif) menunujukan sifat permukaan yang kuat, terutama
untuk mengaborpsi senyawa-sentyawa dari larutan cair atau dari keadaan
gas. Sifat senyawa dari karbon aktif ini digunakan untuk pengolahan air
tebu, menghilangkan bahan pencemar pada air, menyerap zat racun dan
sebagai topeng gas.
BAB IVSenyawa Anorganik Karbon
12
Karbon
dan Penggunaannya
4.1. Karbon Monoksida Merupakan gas yang beracun dan tidak berwarna (titik didih 1900c)
terbentuk apabila karbon dibakar dengan oksigen yang terbatas:
2C(s) + O 2 (g) → CO(g)
Sedangkan bila dalam kesetimbangan terjadi reaksi:
CO(g) ↔ C(s) + CO2(g)
Tetapi kesetimbangan ini diperoleh pada suhu tinggi. Karbon monoksida
dibuat secara komersil bersama dengan Hidrogen dengan reaksi:
CO2(g) + H2(g) ↔ CO(g) + H2O(g)
Pembakaran tak sempurna bahan bakar fosil merupakan sumber utama
CO sebagai polutan. Co merupakan racun terhadap pernafasan karena
terikat pada atom Fe dalam Hemoglobin darah, sehingga menghalangi
fungsi utama hemoglobin sebagai pengankut oksigen. Dalam industry gas
CO digunakan sebagai reduktor pada pengolahan berbagai jenis logam,
misalnya besi:
Fe2O3(s) + CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g)
Selain itu, gas CO yang dicampur dengan gas H2 dalam berbagai
proposi menghasilkan gas sistesis yang digunakan untuk membuat berbagi
senyawa organik.
CO(g) + H2(g) → CH3OH(l)
4.2. Karbon Dioksida Merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau. Terdapat di
atmosfer (300 ppm), dalam gas-gas vulkanik dan dalam larutan super jenuh
dari mata air tertentu. Dilepaskan dalam skala besar oleh proses fermentasi,
kalsinasi batu kapur dan semua pembentuk pembakaran karbon dan senyawa
karbon. Gas ini tidak beracun tetapi dapat mengusir oksigen sehingga jika
kadarnya terlalu besar (10-20% volume) dapat mengganggu pernapasan dan
13
Karbon
menyebabkan pingsan. CO2 dapat dihasilkan dari beberapa proses misalnya
pada pembakaran bahan bakar fosil:
2C8H18 + 25O2 → 16CO2 + 18H2O
Dalam skala laboraturium CO2 terbentuk dari reaksi antara asam dengan
bikarbonat atau pemberian panas pada bikarbonat, misalkan reaksi yang
terjadi pada pemanasan bikarbonat:
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
Karbondioksida di udara terdapat sekitar 0,35% dari volume udara. Juga
terdappat dalam air, terutama air laut. Kegunaan alamiah karbon dioksida
adalah dalam proses fotosentesis tumbuhan reaksinya adalah sebagai berikut:
6CO2(g) + 6H2O(l) → C6H12O6(s) + 6O2(g)
CO2 digunakan oleh siput, kerang-kerangan dan sejenisnya untuk
membangun cangkangnya. Bangkai siput atau kerang akan tertahan didasar
laut atau pantai, kemudian berubah menjadi batuan silikat dan membebaskan
CO2 ke udara. Sebagian besar CO2 digunakan untuk membuat urea dan bahan
mentah polimer formaldehida. Penggunaan terbesar CO2 bukanlah pada
bidang kimia melainkan sebagai pendingin (es kering yang dipadatkan pada
suhu -780c). CO2 dapat meleleh menjadi cairan pada suhu -560c dan tekanan
dibawah 5,2 atm. CO2 cair digunakan untuk mengestraksi kafein dari kopi
dan merubahnya menjadi kopi nonkafein. Pelarut ini digunakan Karena tidak
meninggalkan residu beracun dalam kopi.
CO2 digunakan sebagai pemadam api. CO2 lebih berat dari Oksigen,
sehingga menyemprotkan CO2 akan mengusir oksigen dari daerah yang
mengalami kebakaran.
4.3. Karboanat dan BikarbonatGaram terpenting dari asam karbonat adalah bikarbonat dan karbonat
dari logam golongan 1A yang bersifat mudah larut dalam air. Larutan
14
Karbon
natrium bikarbonat bersifat basa dan dapat bertindak sebagai buffer karena
kemampuan ion HCO3- menetralisis sam dan basa.
Natrium hydrogen karbonat (soda kue) antara lain digunakan sebagai
pengembang kue. Bubuk pengembang kue adalah campuran dari serbuk
NaHCO3 dengan suatu zat yang bersifat asam, dapat berupa natrium
aluminum sulfat atau kalium asam tartat. Natrium Hidrogen Karbonat dan
asam tersebut tidak bereaksi dalam keadaan kering, tetapi begitu berada
dalam adonan segera bereaksi membebaskan gas CO2 yang akan
memekarkan adonan.
Selain itu NaHCO3 digunakan untuk mengendalikan pH air di kolam
renang dan ditambahkan pada obat-obatan penghilang sakit (analgesik)
untuk menetralisir asam lambung.
BAB V
15
Karbon
siklus Karbon
5.1.Siklus Karbon Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan
antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis
lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga
kini belum diketahui).
Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang
dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah
atmosfer, biosfer teresterial (biasanya termasuk pula freshwater system dan
material non-hayati organik seperti karbon tanah (soil carbon)), lautan
(termasuk karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati dan non-hayati),
dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil). Pergerakan tahuan karbon,
pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena proses-proses kimia, fisika,
geologi, dan biologi yang bermaca-macam. Lautan mengadung kolam aktif
karbon terbesar dekat permukaan Bumi, namun demikian laut dalam bagian
dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer.
Neraca karbon global adalah kesetimbangan pertukaran karbon (antara
yang masuk dan keluar) antar reservoir karbon atau antara satu putaran
(loop) spesifik siklus karbon (misalnya atmosfer - biosfer). Analisis neraca
karbon dari sebuah kolam atau reservoir dapat memberikan informasi
tentang apakah kolam atau reservoir berfungsi sebagai sumber (source) atau
lubuk (sink) karbon dioksida.
16
Karbon
Diagram dari siklus karbon. Angka dengan warna hitam menyatakan berapa
banyak karbon tersimpan dalam berbagai reservoir, dalam milyar ton ("GtC"
berarti Giga Ton Karbon). Angka dengan warna biru menyatakan berapa banyak
karbon berpindah antar reservoir setiap tahun. Sedimen, sebagaimana yang
diberikan dalam diagram, tidak termasuk ~70 juta GtC batuan karbonat dan
kerogen
Bagian terbesar dari karbon yang berada di atmosfer Bumi adalah gas karbon
dioksida (CO2). Meskipun jumlah gas ini merupakan bagian yang sangat kecil dari
seluruh gas yang ada di atmosfer (hanya sekitar 0,04% dalam basis molar,
meskipun sedang mengalami kenaikan), namun ia memiliki peran yang penting
dalam menyokong kehidupan. Gas-gas lain yang mengandung karbon di atmosfer
adalah metan dan kloroflorokarbon atau CFC (CFC ini merupakan gas artifisial
atau buatan). Gas-gas tersebut adalah gas rumah kaca yang konsentrasinya di
atmosfer telah bertambah dalam dekade terakhir ini, dan berperan dalam
pemanasan global.
5.2.Karbon diberbagai lapisan
Gambar 8:Siklus karbon di alam.
17
Karbon
Karbon diambil dari atmosfer dengan berbagai cara:
Ketika matahari bersinar, tumbuhan melakukan fotosintesa untuk
mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat, dan melepaskan
oksigen ke atmosfer.
Pada permukaan laut ke arah kutub, air laut menjadi lebih dingin
dan CO2 akan lebih mudah larut. Selanjutnya CO2 yang larut
tersebut akan terbawa oleh sirkulasi termohalin yang membawa
massa air di permukaan yang lebih berat ke kedalaman laut atau
interior laut (lihat bagian solubility pump).
Di laut bagian atas (upper ocean), pada daerah dengan
produktivitas yang tinggi, organisme membentuk jaringan yang
mengandung karbon, beberapa organisme juga membentuk
cangkang karbonat dan bagian-bagian tubuh lainnya yang keras.
Pelapukan batuan silikat. Pelapukan batuan karbonat tidak
memiliki efek netto terhadap CO2 atmosferik karena ion
bikarbonat yang terbentuk terbawa ke laut.
Melalui pernafasan (respirasi) oleh tumbuhan dan binatang. Hal
ini merupakan reaksi eksotermik dan termasuk juga di dalamnya
penguraian glukosa (atau molekul organik lainnya).
Melalui pembusukan binatang dan tumbuhan..
Melalui pembakaran material organik yang mengoksidasi karbon
yang terkandung menghasilkan karbon dioksida (juga yang
lainnya seperti asap).
Produksi semen. Salah satu komponennya, yaitu kapur atau
gamping atau kalsium oksida, dihasilkan dengan cara
memanaskan batu kapur atau batu gamping yang akan
menghasilkan juga karbon dioksida dalam jumlah yang banyak.
Di permukaan laut dimana air menjadi lebih hangat, karbon
dioksida terlarut dilepas kembali ke atmosfer.
Erupsi vulkanik atau ledakan gunung berapi akan melepaskan gas
ke atmosfer.
18
Karbon
Karbon diambil dari biosfer dengan berbagai cara:
Autotroph adalah organisme yang menghasilkan senyawa
organiknya sendiri dengan menggunakan karbon dioksida yang
berasal dari udara dan air di sekitar tempat mereka hidup. Untuk
menghasilkan senyawa organik tersebut mereka membutuhkan
sumber energi dari luar. Hampir sebagian besar autotroph
menggunakan radiasi matahari untuk memenuhi kebutuhan energi.
Fotosintesis memiliki reaksi: 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
Karbon dipindahkan di dalam biosfer sebagai makanan heterotrop
pada organisme lain atau bagiannya (seperti buah-buahan).
Termasuk di dalamnya pemanfaatan material organik yang mati
(detritus) oleh jamur dan bakteri untuk fermentasi atau
penguraian.
Sebagian besar karbon meninggalkan biosfer melalui pernafasan
atau respirasi. Ketika tersedia oksigen, respirasi aerobik terjadi,
yang melepaskan karbon dioksida ke udara atau air di sekitarnya
dengan reaksi: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O. Pada keadaan
tanpa oksigen, respirasi anaerobik lah yang terjadi, yang
melepaskan metan ke lingkungan sekitarnya yang akhirnya
berpindah ke atmosfer atau hidrosfer.
Pembakaran biomassa (seperti kebakaran hutan, kayu yang
digunakan untuk tungku penghangat atau kayu bakar, dll.) dapat
juga memindahkan karbon ke atmosfer dalam jumlah yang
banyak.
Karbon juga dapat berpindah dari bisofer ketika bahan organik
yang mati menyatu dengan geosfer (seperti gambut). Cangkang
binatang dari kalsium karbonat yang menjadi batu gamping
melalui proses sedimentasi.
Sisanya, yaitu siklus karbon di laut dalam, masih dipelajari.
Sebagai contoh, penemuan terbaru bahwa rumah larvacean mucus
19
Karbon
(biasa dikenal sebagai "sinkers") dibuat dalam jumlah besar yang
mana mampu membawa banyak karbon ke laut dalam seperti yang
terdeteksi oleh perangkap sedimen2. Karena ukuran dan
kompisisinya, rumah ini jarang terbawa dalam perangkap
sedimen, sehingga sebagian besar analisis biokimia melakukan
kesalahan dengan mengabaikannya.
Karbon diambil dari laut dengan berbagai cara:
Konsentasi DIC permukaan laut "saat ini" (1990-an) (dari the
GLODAP climatology)
Laut mengandung sekitar 36.000 gigaton karbon, dimana
sebagian besar dalam bentuk ion bikarbonat. Karbon anorganik,
yaitu senyawa karbon tanpa ikatan karbon-karbon atau karbon-
hidrogen, adalah penting dalam reaksinya di dalam air. Pertukaran
karbon ini menjadi penting dalam mengontrol pH di laut dan juga
dapat berubah sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon.
Karbon siap untuk saling dipertukarkan antara atmosfer dan lautan.
Pada daerah upwelling, karbon dilepaskan ke atmosfer. Sebaliknya,
pada daerah downwelling karbon (CO2) berpindah dari atmosfer ke
lautan. Pada saat CO2 memasuki lautan, asam karbonat terbentuk:
CO2 + H2O ⇌ H2CO3
Reaksi ini memiliki sifat dua arah, mencapai sebuah
kesetimbangan kimia. Reaksi lainnya yang penting dalam
mengontrol nilai pH lautan adalah pelepasan ion hidrogen dan
bikarbonat. Reaksi ini mengontrol perubahan yang besar pada pH:
H2CO3⇌ H+ + HCO3−
BAB VIPenutup
2 SCOPE 13 The Global Carbon Cycle
20
Karbon
6.1. Kritik dan SaranBanyak sekali senyawa karbon yang ada di alam ini tetapi yang
menjadi titik permasalahan adalah senyawa karbon yang berbentuk karbon
monoksida dan karbon dioksida. Hal itu tidak terlepas dari pengaruh kedua
unsur ini dalam kehidupan.
Salah satu wujud nyatanya berupa pemanasan global yang sedang
menjadi wacana yang tidak habisnya untuk dibahas. Bahkan, menurut
beberapa survey membuktikan bahwa kata pemanasan global adalah kata
pertama yang paling popular untuk diucapkan dan dibahas di dunia ini.
Saran dan kritik yang ingin penyusun sampaikan supaya pemerintah
lebih memperhatikan lingkungan hidup terutama kelestarian alam. Selama
ini pemerintah terlalu disibukan dengan angka-angka berupa angka
pertumbuhan ekonomi yang selalu menjadi tolak ukur keberhasilan suatu
pemerintahan. Pada akhirnya harus mengabaikan kelestarian alam dengan
pembukaan hutan sebagai sarana penambah pendapatan negara.
Walaupun peraturan sudah ada tapi pelaksanaannyalah yang menjadi
nadir permasalahan. Penyusun haraf selain tumbuhnya kesadaran dari
masyarakat disertai dengan tegaknya hukum akan kelestarian alam.
6.2. SimpulanDengan mempelajari ilmu pengetahuan semakin memberi kita
pemahaman akan makna hidup. Ilmu pengetahuan telah menunjukan jalan
ke arah batas-batas nilai yang tak pernah kita kenal sebelumnya Karbon
adalah unsur yang cukup unik karena memiliki empat elektron valensi yang
dapat berikatan sesamanya membentuk rantai atom karbon. Rantai atom
karbon ini mungkin juga mempunyai cabang yang juga terdiri dari rantai
atom karbon. Dua ujung dari satu rantai dapat tersambung sehingga
membentuk suatu rantai melingkar.
Selain itu senyawa karbon yang ditemukan jumlahnya sangat banyak
mencapai ± 9 juta senyawa. Hal lain yang dapat penyusun simpulkan adalah
setiap materi selalu memiliki kegunaan yang dapat mendukung kegiatan
21
Karbon
manusia selama materi yang tersedia itu tidak disalah gunakan. Sebenarnya
ironis sekali disatu sisi kita memerlukan karbon untuk membantu segala
aktifitas kita (terutama dalam bentuk bahan bakar dan batu bara) tetapi
polusi yang ditimbulkannya secara tidak langsung dan lambat laun akan
mengancam kehidupan manusia. Lalu apa yang harus kita lakukan? Mari
kita renungkan dari cari jawabannya bersama-sama.
Daftar Pustaka
Farida, Dra. Ida, M.Pd. 2009. Kimia Anorganik. Pendidikan kimia Fakultas
Tarbiyah dan keguruan Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati
Bandung.
22
Karbon
Cotton dan Wilkinson. 2007. Kimia Anorganik Dasar. UI-Press: Jakarta.
Ahmad, Hiskia. 2001. Kimia Unsur dan Radiokimia. Erlangga: Bandung.
www.chem-is-try.org
www.wikipedia.com
top related