-
Dipresentasikan
diajukan untuk memenuhi salah satu tugas jurusan Pendidikan
Kimia semester
yang dibimbing oleh
Rofa Yulia AzharM. Widan B.Y.Syifa FauziahUcu
SumiatiWindayanti
PROGRAM STUDI
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI
CCCCararararBBBBnnnn
MAKALAH
presentasikan 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 NIM
Rofa Yulia Azhar 208 204 121 M. Widan B.Y. 208 204 126 Syifa
Fauziah 208 204 146 Ucu Sumiati 208 204 149 Windayanti 208 204
153
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI
BANDUNG
2009
Kimia Anorganik 1
PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
-
KARBON
i
Nov. 15
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.
-
KARBON
ii
Nov. 15
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
Penyusun
-
KARBON
iii
Nov. 15
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
-
KARBON
1
Nov. 15
BAB I
Pendahuluan
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 2p1y
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.
-
KARBON
2
Nov. 15
Memahami keunikan atom karbon dan senyawa anorganik yang
dibentuknya.
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
Elektromagnetik
Gravitasi
Nuklir Muatan Listrik
Massa
Nukleon
Siklus Karbon
Alotropi
Karbon
Senyawa Karbon
berhubungan
berdasarkan
Terdiri dari
berhubungan
Terdiri dari
Grafit
Intan
Fullerence
CO
CO2
Karbonat dan
Bikarbonat
-
KARBON
3
Nov. 15
BAB II
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.
-
KARBON
4
Nov. 15
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.
-
KARBON
5
Nov. 15
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
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+.
-
KARBON
6
Nov. 15
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 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.
-
Nov. 15
3.1. Intan
Intan adalah salah satu bentuk karbon yang paling dikenal. Intan
memiliki kerapatan 3,1 g/cmg/cm3. Dari rapatannya dapat disimpulkan
bahwa untuk mengubah grafit menjadi intan diperlukan tekanan. Dari
sifatdiperkirakan intan akan berada dalam kesetimbangan jika berada
pada suh300 K dan tekanan 15.000 atm. Karena kesetimbangannya
dicapai dengan sangat lambat pada suhu tersebut, struktur intan
akan tetap pada kondisi biasa.
KARBON
BAB III
Alotropi Karbon
Intan adalah salah satu bentuk karbon yang paling dikenal. Intan
memiliki kerapatan 3,1 g/cm3 sedangkan grafit memiliki kerapatan
2,22
. 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 suh300 K dan tekanan 15.000 atm. Karena
kesetimbangannya dicapai dengan
pada suhu tersebut, struktur intan akan tetap pada kondisi
Gambar 6:
Intan dalam bentuk fisis.
Gambar 7:
Struktur Intan.
7
Intan adalah salah satu bentuk karbon yang paling dikenal. Intan
sedangkan grafit memiliki kerapatan 2,22
. Dari rapatannya dapat disimpulkan bahwa untuk mengubah grafit
sifat termodinamika alotrop
diperkirakan intan akan berada dalam kesetimbangan jika berada
pada suhu 300 K dan tekanan 15.000 atm. Karena kesetimbangannya
dicapai dengan
pada suhu tersebut, struktur intan akan tetap pada kondisi
Intan dalam bentuk fisis.
-
KARBON
8
Nov. 15
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 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.
-
Nov. 15
3.3. Fullerene
Fullerene tersusun dari unsur karbon berjumlah 60 atom
atauberjenis orbital spbeberapa fullerene Cditemukan 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 betidak 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.
KARBON
Fullerene tersusun dari unsur karbon berjumlah 60 atom
atauberjenis 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
Gambar 9:
Perbedaan bentuk grafit dan intan
dari segi fisis dan struktur.
Gambar 8:
Struktur intan.
9
Fullerene tersusun dari unsur karbon berjumlah 60 atom atau
lebih dan . ikatannya membentuk hexagon dan pentagon. Dari
merupakan material yang paling popular karena
ditemukan pertama kali dan berbentuk unik dan dinamai Bucky ball
dan
dinamai juga Buckminsterpullerene, karena strukturnya dirancang
oleh
ranggapan bahwa tidak ada lagi material dari unsure karbon yang
lebih stabil dari intan dan grafit. Berdasarkan strukturnya
fullerene bersifat isolator, maka pada suhu
Fullerene bersifat sebagai
Perbedaan bentuk grafit dan intan
dari segi fisis dan struktur.
-
KARBON
10
Nov. 15
magnet pada suhu dan tekanan yang tingggi. Sifat penghantar
fullerene bisa dikontrol, struktur dan ukuran nanometer dan sifat
kimiawi yang stabil inilah
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.
Gambar 10:
Struktur Fullerene.
-
KARBON
11
Nov. 15
Bentuk lain dari karbon amorf didapat dari batu bara yang
dipanaskan tanpa udara, berbagai gas yang mudah menguap
dikeluarkan, selain itu 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.
-
KARBON
12
Nov. 15
BAB IV
Senyawa Anorganik 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
-
KARBON
13
Nov. 15
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 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.
-
KARBON
14
Nov. 15
4.3. Karboanat dan Bikarbonat
Garam terpenting dari asam karbonat adalah bikarbonat dan
karbonat
dari logam golongan 1A yang bersifat mudah larut dalam air.
Larutan 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.
-
KARBON
15
Nov. 15
BAB V
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.
-
Nov. 15
Diagram dari siklus karbon. Angka dengan warna 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 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. Gaadalah metan dan
kloroflorokarbonatau buatan). Gas-gas tersebut adala
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
dalam diagram, tidak termasuk ~70 juta GtC batuan karbonat
dan
Bagian terbesar dari karbon yang berada di atmosfer Bumi adalah
gas ). 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
kloroflorokarbon atau CFC (CFC ini merupakan gas artifisial gas
tersebut adalah gas rumah kaca yang konsentrasinya di
Gambar 8:
Siklus karbon di alam.
16
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
dalam diagram, tidak termasuk ~70 juta GtC batuan karbonat
dan
adalah gas karbon ). 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
gas lain yang mengandung karbon di atmosfer atau CFC (CFC ini
merupakan gas artifisial
yang konsentrasinya di
-
KARBON
17
Nov. 15
atmosfer telah bertambah dalam dekade terakhir ini, dan berperan
dalam pemanasan global.
5.2. Karbon diberbagai lapisan
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.
-
KARBON
18
Nov. 15
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.
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
-
KARBON
19
Nov. 15
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
(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 2 SCOPE 13 The Global Carbon Cycle
-
KARBON
20
Nov. 15
BAB VI
Penutup
6.1. Kritik dan Saran
Banyak 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. Simpulan
Dengan 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
-
KARBON
21
Nov. 15
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 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.
-
KARBON
22
Nov. 15
Daftar Pustaka
Farida, Dra. Ida, M.Pd. 2009. Kimia Anorganik. Pendidikan kimia
Fakultas Tarbiyah dan keguruan Universitas Islam Negeri Sunan
Gunung Djati Bandung.
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