Unsur dan Keunikan Karbon di Alam Semesta

Karbon adalah senyawa yang unik. Keberadaan dialam sangat melimpah. Unsur utama penyusun jasad kehidupan selain air. Ia mengikuti hukum kekekalan massa. Ketika makhluk hidup itu mati, karbon hanya akan berpindah fase ikatan. Sehingga ia dapat digunakan sebagai alat untuk memprediksi umur sebuah makhluk hidup, tak terkecuali peradaban manusia.

Karbon sangat unik dan menarik untuk dipelajari. Sebelum kita masuk lebih dalam tentang seluk beluk karbon. Yuk kita tinjau ulang pemahaman kimia SMA kita tentang unsur karbon. Inilah dasar kenapa karbon sangat istimewa.

Dari Youtube

Beberapa sifat khas karbon sebagai berikut:

Empat ikatannya: kovalen

Tentu saja karena karbon berada di Golongan IVA Periode 2. Dimana karbon memiliki No. Atom 6 dengan konfigurasi elektron 1s 2s 2p. Empat elektron valensi itulah yang akan berikatan dengan atom lain.

Persenyawaan yang stabil

Aturan kestabilan oktet elektron dapat terpenuhi oleh ikatan 4 elektron valensi karbon dengan 4 elektron dari atom lain. Ikatannya juga ikatan kovalen. Inilah yang membuat senyawa karbon sangat stabil.

Jumlah dan jenis ikatan bisa dinego

Dapat membentuk ikatan tunggal, rangkap dua, dan rangkap tiga tergantung dengan atom apa ia berikatan. Misalkan dengan O, bisa membentuk CO atau CO2.

Rantai ikatan yang sangat panjang

Dapat membentuk rantai dengan jumlah ratusan atau ribuan atom karbon. Jenisnya pun bisa lurus dan bercabang.

Dari banyak keunikan sifat kimia tersebut, atom karbon sangat menarik untuk diteliti. Banyak sifat khas yang dimiliki karbon secara fisis dan dimanfaatkan oleh manusia untuk berbagai keperluan secara langsung. Alam senantiasa bertumbuh. Dia juga menyediakan karbon dalam berbagai bentuk, antara lain:

Sebagai senyawa:

  1. Coal (bituminus dan antrasit). Biasanya ditambang sebagai batubara dan diolah menjadi kokas. Unergi panas di dalam coal sangat tinggi sehingga cocok untuk dipakai sebagai bahan bakar konvensional untuk memutar turbin atau steelmaking pyrometalurgi.
  2. Hidrokarbon kompleks / crude oil (petrolium oil, tar, dan aspal). Biasanya dipakai untuk bahan bakar minyak, seperti: bensin, spirtus, bensol, aftur, dan limbahnya digunakan untuk aspal.
  3. Gaseus hydrocarbon / gas alam (metana). Gas alam biasanya diolah lebih lanjut menjadi LPG, propana, etana, dan butana untuk bahan bakar gas serta sumber energi listrik berbasis gas.

Sebagai mineral:

  1. Grafit. Biasanya diolah lebih lanjut untuk berbagai komponen kelistrikan karena memiliki struktur kristal yang memungkinkan menjadikannya ia sebagai konduktor termal dan listrik yang sangat baik.
  2. Diamond. Biasanya ditambang untuk keperluan perhiasan. Dan diolah lebih lanjut menjadi polycrystaline diamond untuk keperluan cutting tool dan polishing materials.

Setelah kita tahu tentang ketersediaan karbon di alam, kita akan pelajari juga bentuk-bentuk karbon yang sudah diidentifikasi oleh kecerdasan manusia. Para peneliti terus berjuang untuk mendapatkan struktur kimia karbon yang dapat dimanfaatkan secara maksimal dengan menggali sifat khas dari karbon itu sendiri. Dari sifat fisis, kimia, mekanik semua sangat unik dan spesial. Sayang kalau tidak dioptimalkan penggunaannya.

Bentuk karbon yang sudah diidentifikasi antara lain:

Glassy carbon from wikipedia

Charcoal / arang (karbon amorfus, non kristalisn, pyrolitic)

Kegunaan: bakar sate, penyaring air, atau media tanam, pigmen, ban mobil, tinta, unsur paduan yang ketika dimasukkan nol koma sekian persen saja, akan mengubah sifat mekanik baja sangat signifikan. Misalkan S20C dengan S48C tentu sangat berbeda. Apalagi Baja karbon rendah dengan besi tuang malleable misalnya.

Grafit (high termal and electric conductivity)

Kegunaan: elektrode baterai / EAF dan baik juga untuk lubricant

Diamond (bening dan merupakan material terkeras di dunia)

Kegunaan: alat potong paling baik di dunia dalam bentuk polikristalin diamond dengan sifat keras dan getas, material untuk polishing, dan permata berlian

Activated Carbon (absorber)

Kegunaan: penyaring air dan penyerap air serta absorber

Kokas

Kegunaan: bahan bakar rumah tangga, peleburan baja, ekstraksi logam dari mineral, dan pengecoran logam

Fullerene (C60)

Kegunaan: semi conductor / super conductor

Graphene (Layered) dengan kekuatan 60 kali beton jembatan

Kegunaan: struktural, elektroda, komponen solar cell

Carbon Nano Tube (CNT) material terkuat, tertangguh, ringan

Kegunaan: komponen pesawat terbang, body mobil

Carbon fiber (material dengan stiffness yang bagus dan ringan)

Kegunaan: komponen sepeda balap dan casing luar mobil

Vitrous carbon (glass like carbon)

For crussible dan porselain

Baik, sampai disini bersambung dulu. Tulisan berikutnya akan membahas lebih detail tentang aplikasi, sifat fisis kimia mekanik, dan proses pembuatan setiap jenis karbon yang telah ditulis diatas.

Semoga bermanfaat.

Advertisements

Kritik, saran, dan masukan anda sangat berharga bagi kami

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s