Manfaat Karbon dan Senyawa Karbon

Manfaat Karbon dan Senyawa Karbon – Senyawa karbon (C) merupakan senyawa yang banyak dikenal. Keistimewaan unsur karbon dibandingkan dengan unsur golongan IVA yang lain adalah unsur ini secara alamiah mengikat dirinya sendiri dalam rantai, baik dalam ikatan tunggal C — C, ikatan rangkap dua C = C, maupun ikatan rangkap tiga C ≡ C (Sri Lestari, 2004: 42). Unsur karbon memiliki beberapa bentuk yang berbeda, yaitu intan, grafit, dan arang. Bentuk-bentuk yang berbeda dari unsur yang sama disebut alotrop.

Karbon atau zat arang merupakan unsur kimia yang mempunyai simbol C dan nomor atom 6 pada tabel periodik. Sebagai unsur golongan 14 pada tabel periodik, karbon merupakan unsur non-logam dan bervalensi 4 (tetravalen), yang berarti bahwa terdapat empat elektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kovalen. Terdapat tiga macam isotop karbon yang ditemukan secara alami, yakni 12C dan 13C yang stabil, dan 14C yang bersifat radioaktif dengan waktu paruh peluruhannya sekitar 5730 tahun. Karbon merupakan salah satu dari di antara beberapa unsur yang diketahui keberadaannya sejak zaman kuno. Istilah “karbon” berasal dari bahasa Latin carbo, yang berarti batu bara.

Karbon memiliki beberapa jenis alotrop, yang paling terkenal adalah grafit, intan, dan karbon amorf. Sifat-sifat fisika karbon bervariasi bergantung pada jenis alotropnya. Sebagai contohnya, intan berwarna transparan, manakala grafit berwarna hitam dan kusam. Intan merupakan salah satu materi terkeras di dunia, manakala grafit cukup lunak untuk meninggalkan bekasnya pada kertas. Intan memiliki konduktivitas listik yang sangat rendah, sedangkan grafit adalah konduktor listrik yang sangat baik. Di bawah kondisi normal, intan memiliki konduktivitas termal yang tertinggi di antara materi-materi lain yang diketahui. Semua alotrop karbon berbentuk padat dalam kondisi normal, tetapi grafit merupakan alotrop yang paling stabil secara termodinamik di antara alotrop-alotrop lainnya.

Semua alotrop karbon sangat stabil dan memerlukan suhu yang sangat tinggi untuk bereaksi, bahkan dengan oksigen. Keadaan oksidasi karbon yang paling umumnya ditemukan adalah +4, manakala +2 dijumpai pada karbon monoksida dan senyawa kompleks logam transisi lainnya. Sumber karbon anorganik terbesar terdapat pada batu kapur, dolomit, dan karbon dioksida, sedangkan sumber organik terdapat pada batu bara, tanah gambut, minyak bumi, dan klatrat metana. Karbon dapat membentuk lebih banyak senyawa daripada unsur-unsur lainnya, dengan hampir 10 juta senyawa organik murni yang telah dideskripsikan sampai sekarang.

Karbon adalah unsur paling berlimpah ke-15 di kerak Bumi dan ke-4 di alam semesta. Karbon terdapat pada semua jenis makhluk hidup, dan pada manusia, karbon merupakan unsur paling berlimpah kedua (sekitar 18,5%) setelah oksigen. Keberlimpahan karbon ini, bersamaan dengan keanekaragaman senyawa organik dan kemampuannya membentuk polimer membuat karbon sebagai unsur dasar kimiawi kehidupan. Unsur ini adalah unsur yang paling stabil di antara unsur-unsur yang lain, sehingga dijadikan patokan dalam mengukur satuan massa atom.

1. Manfaat Intan

Intan adalah zat padat yang bening dan zat yang paling keras, mempunyai indeks bias tinggi, bukan konduktor listrik tetapi tahan asam dan alkali. Intan terbentuk secara alamiah. Susunan molekul intan lebih rapat dibandingkan grafit, dengan kerapatan intan 3,51 g/cm3, sedangkan grafit 2,22 g/cm3. Untuk membuat intan dari grafit diperlukan tekanan dan suhu yang tinggi, yaitu 3.000 °C dan 125 bar dengan katalis logam transisi, seperti Cr, Fe, atau Pt, yang akan menghasilkan intan 0,1 karat. Kegunaan intan alam sebagian besar untuk perhiasan. Intan alam yang tidak cukup baik digunakan untuk pemotong kaca, gerinda, dan mata bor serta digunakan untuk membuat ampelas untuk memoles benda yang sangat keras, seperti baja tahan karat.

2. Manfaat Grafit

Grafit adalah zat bukan logam berwarna hitam yang mampu menghantarkan panas dengan baik, buram, licin, tahan panas, dan dapat dihancurkan menjadi serbuk yang lebih kecil. Sifat fisika grafit ditentukan oleh sifat dan luas permukaannya. Grafit yang halus berarti mempunyai permukaan yang relatif lebih luas (Sri Lestari, 2004: 43). Grafit dapat dibuat dengan mensintesis berbagai bahan yang mengandung karbon. Grafit mempunyai struktur yang berbentuk lapisan. Jarak antarlapisan hampir 2,5 kali lebih besar dari jarak antaratom dalam satu lapisan. Hal ini menyebabkan grafit bersifat licin karena satu lapisan dapat meluncur di atas lapisan lainnya.

Hubungan antarlapisan dalam grafit dapat diibaratkan dengan tumpukan lembaran kaca yang basah. Grafit juga mempunyai titik leleh yang tinggi. Elektron yang digunakan untuk membentuk ikatan antarlapisan terikat relatif lemah, sehingga dapat mengalir dari satu atom ke atom lain, sehingga grafit dapat menghantarkan listrik.

Kegunaan grafit, antara lain adalah sebagai elektrode pada baterai, proses elektrolisis, atau untuk pensil. Selain itu, jika karbon aktif dipanaskan pada suhu 1.500 °C dengan paladium, platina sebagai katalis, akan menghasilkan serat polimer, seperti poliakrilonitril atau selulosa, yang bila digabungkan dengan plastik akan membentuk foam dan foil.

3. Manfaat Arang

Bahan lain yang mengandung karbon adalah arang. Arang dibuat dari kayu atau serbuk gergaji dengan pemanasan pada suhu tinggi tanpa udara. Arang merupakan kristal halus dengan struktur seperti grafit. Ruang antarlapisan atom dalam arang yang dibubuk halus dapat menjerap atom, sehingga zat itu mempunyai daya absorpsi yang besar. Oleh karena itu zat ini digunakan dalam topeng gas. Arang dapat digunakan untuk mengadsorpsi zat warna dan bahan polutan dalam pengolahan air serta dalam air tebu pada pengolahan gula, selain sebagai obat sakit perut.

4. Manfaat Karbon Monoksida

Karbon monoksida merupakan gas tidak berwarna, tidak berbau, beracun, dan mempunyai titik didih –190 °C. Karbon monoksida ini akan terbentuk jika karbon dibakar dengan jumlah oksigen yang sedikit, secara stoikiometri kekurangan oksigen. Karbon monoksida antara lain dapat dihasilkan melalui reduksi batuan fosfat menjadi fosfor dan hasil pembakaran bahan bakar, seperti knalpot pada kendaraan bermotor. Karbon monoksida berbahaya bagi tubuh karena mampu mengikat atom Fe dalam hemoglobin darah.

Karbon monoksida dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar dengan cara mencampurkannya dengan gas lain, sebagai reduktor pada pengolahan berbagai jenis logam. Selain itu campuran karbon monoksida dan H2 penting untuk sintesis metanol (Sri Lestari, 2004: 45).

5. Manfaat Karbon Dioksida

Karbon dioksida dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar yang mengandung karbon. Secara alami, karbon dioksida berwujud gas dan diperoleh dari hasil metabolisme hewan dan hanya sedikit sekali di atmosfer, sekitar 0,03% volume (Kirk – Othmer, vol. 5). Meskipun tidak berbahaya, akan tetapi jika kadarnya terlalu besar dapat menyebabkan orang pingsan dan merusak sistem pernapasan. Karbon dioksida secara komersial diperoleh dari pembakaran residu penyulingan minyak bumi. Dalam jumlah besar juga diperoleh sebagai hasil samping produksi urea dan pembuatan alkohol dari proses fermentasi.

Reaksi: C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2

Beberapa kegunaan karbon dioksida adalah:

a. Es kering (dry ice), digunakan sebagai pendingin, seperti pada pembuatan es krim, produk daging, dan makanan beku.

b. Sebagai pemadam api, CO2 akan mencegah api menyebar karena sifatnya yang lebih ringan dibandingkan dengan udara, sehingga akan melingkari api.

c. Untuk membuat minuman berkarbonasi (soft drink), seperti air soda, limun, dan lainnya.

d. Sebagai reagen kimia pada proses pembuatan sodium salisilat, potasium, amonium karbonat dan bikarbonat.

e. Sebagai bahan baku untuk fotosintesis dan menentukan suhu global iklim.

f. Sebagai bahan baku untuk fotosintesis tumbuhan air dan digunakan siput dan sejenisnya untuk membuat cangkang.

Artikel terkait Manfaat Karbon dan Senyawa Karbon:

1 Comment

Add a Comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Materi SMA © 2014