INTAN & GRAFITCreated by: Nesya El Hikmah, Syahrul Ramadhani, Defia Indah Permatasari,

Asnawati, Abdi Wahyudi dan Frandi Jupebri

1/16

Senyawa Alotropi

Yaitu senyawa yang terbentuk hanya dari satu jenisunsur namun dengan bentuk (struktur) yang berbeda.

Perbedaan struktur yang terjadi menyebabkan sifatyang dimiliki setiap alotrop berbeda-beda.

Beberapa alotropi dari atom karbon yang sejauh inidiketahui adalah grafit, intan, fullerene dan karbonamorf.

Karbon merupakan unsur dengan nomor atom 6 danberat atom sebesar 12,0107 g/mol.

Salah satu sifat atom karbon yang menarik danistimewa adalah “katenasi” yaitu kemampuanmelakukan ikatan dengan atom sesamanya.

2/16

Intan & Grafit

Intan merupakan bentuk kristalin dari alotrop karbon

yang transparan secara optik. Intan merupakan

material paling keras dari semua material yang telah

ditemukan.

Struktur intan terdiri dari dua kisi kubus dengan setiap

atom karbon terikat kovalen membentuk tetrahedral.

Grafit merupakan bentuk kristalin karbon berbentuk

serbuk dan berwarna hitam. Grafit alam terdapat

dalam bentuk endapan dengan kemurnian, ukuran

kristal dan kesempurnaan yang beragam.

Dalam struktur grafit, setiap atom hanya dikelilingi oleh

tiga atom dan membentuk struktur heksagonal.

3/16

Intan & Grafit . . .4/16

Sifat Fisik Intan

Rapat massa 3,513 g.cm-3

Panas fusi 120 kJ.mol-1

Kapasitas panas (25 ºC) 6,1155 J.mol-1.K-1

Konduktivitas termal (300 K) 900 - 2320 W.m-1.K-1

Diffusivitas termal (300 K) 503 – 1300 mm2/s

Tingkat kekerasan (Mohs) 10,0

Isolator listrik

Konduktor panas yang baik

5/16

Sifat Fisik Grafit

Rapat massa 2,267 g.cm-3

Panas fusi 100 kJ.mol-1

Kapasitas panas (25 ºC) 8,517 J.mol-1.K-1

Konduktivitas termal (300 K) 119 – 165 W.m-1.K-1

Tingkat kekerasan (Mohs) 1 – 2

Konduktor listrik yang baik

Konduktor panas kurang baik

6/16

Komparasi Intan - Grafit

Karakteristik Intan Grafit

Warna Jernih Hitam

Dalam pelarut

organik

Tidak larut Tidak larut

Titik leleh > 3550 ºC 3652 – 3697 ºC

Struktur Jaringan

tetrahedron

C – C ~ 1,54 Å

Lapisan

heksagonal

C- C ~ 3,35 Å

Jarak antar lapis

C- C ~ 1,42 Å

Hibridisasi atom C sp3 sp2

Konduktor panas Konduktor listrik

7/16

Pembentukan Grafit

Metamorfogenik: Tumbuhan mati menjadi endapan (peat).

Kedalaman lapisan bumi serta peningkatan tekanan dan suhu,

peat bertransformasi menjadi batuan sedimen organik (lignite).

Dari lignite menjadi coal. Di kedalaman 7 – 8 km dari kerak bumi

suhu mencapai 200 – 500 ºC dan tekanan sekitar 0,4 – 0,5 Gpa

mengubah coal anthracite menjadi grafit.

8/16

Pembentukan Grafit . . .

Sumber lain mengatakan bahwa grafit dapat berasal

dari intan. Intan yang tidak segera dikeluarkan dari

magma akan terus panas dan bertransformasi

menjadi grafit (kontak magmatik).

Ada juga yang mengatakan bahwa grafit dapat

terbentuk dari batuan beku dan metamorf.

Menurut Kuzvart (1984), grafit terjadi melalui proses

magnetik awal, kontak magmatik, hidrotermal,

metamorfogenik dan residual.

9/16

Pembentukan Intan

Pada kedalaman bumi 100–200 km,

magma bersuhu 900–1300 ºC ber-

tekanan 45–60 kilobar adalah kondisi

tepat mengubah grafit atau mineral

karbon murni lainnya menjadi intan.

Erupsi magma yang sangat kuat

membawa batuan vulkanik (kimberlite

atau lamporite) yang mengandung

intan ke permukaan bumi dengan

kecepatan erupsi 10 – 30 km/jam

(Eggler, 1989). Jalannya erupsi magma

membentuk pipa vulkanik dan inilah

yang merupakan lokasi sumber intan

pertama.

10/16

Penambangan Grafit

Open pit mining dilakukan

jika deposit grafit berada

dekat permukaan bumi,

yaitu mengebor atau

meledakkan tanah dan

batu yang menutupi.

Deposit grafit kemudian

diambil dan discreening

manual.

Cara lain, yaitu menggilas

deposit grafit sampai

hancur lalu diapungkan.

Grafit yang terapung

kemudian diambil.

11/16

Penambangan Grafit . . .

Underground mining: jika

deposite grafit berada jauh

di dalam tanah. Diambil

dengan cara mengebor

atau menggali tanah, baik

vertikal maupun horizontal

berbentuk terowongan.

Metode ini perlu peralatan

berat untuk memasukkan

dan mengeluarkan tenaga

kerja beserta grafit yang

ditemukan.

12/16

Penambangan Intan

Penambangan dilakukan

dengan cara digali baik

manual / menggunakan

mekanisme berupa mesin

penyedot tanah galian

sehingga meninggalkan

lubang besar dan dalam.

13/16

Intan Sintetis

HPHT (High Pressure High Temperature)

Pertama kali dilakukan oleh James B. Hannay pada 1879

dan Ferdinand F. H. Moissan pada 1893 dengan cara

memanaskan grafit dan besi dalam wadah peleburan

pada suhu > 3.500 ºC di tungku pembakaran. Hannay

memasaknya dengan api sedangkan Moissan dengan

pancaran listrik. Lalu besi yang meleleh didinginkan

dengan cepat oleh air. Reaksi pendinginan

menghasilkan tekanan yang tinggi sehingga

menghasilkan keadaan yang dibutuhkan oleh grafit

untuk berubah menjadi intan.

14/16

Intan Sintetis . . .

CVD (Chemical Vapor Deposition)

Penelitian dilakukan di Uni Soviet dan USA (1950-an) yaitu

dengan pirolisis gas hidrokarbon pada suhu dan tekanan

relatif rendah (800 ºC dan 27 kPa).

Metode ini memberi keunggulan yang lebih daripada

HPHT, tetapi masih populer dikalangan laboratorium saja.

15/16

16/16

PERTANYAAN

Siti Mahraja (F1C114017)

Apa saja dampak lingkungan yang terjadi pada proses

penambangan grafit?

Jawaban:

Dampak lingkungan: Limbah, pasir sisa, debu, kebisingan

mine/acid drainase, pencemaran air sungai dan

gangguan permukaan.

Solusi: Reklamasi lahan pertambangan.

Lili Kadariah (F1C114021)

Bagaimana proses pembentukan intan secara erupsi?

Jawaban:

Erupsi yang dimaksud bukan proses pembentukan intan,

tetapi erupsi magma tersebut menyembur ke permukaan

hanya membawa batuan (lamporite dan kimberlite)

yang mengandung intan. Dari jalur magma itulah yang

kemudian dijadikan tempat penambangan intan.

PERTANYAAN . . .

Nova Febrianti (F1C114003)

Intan dan grafit tersusun atas atom C. Apakah keduanya

sama? Bagaimana sifat dan kegunaan dari keduanya?

Jawaban:

Keduanya memang tersusun dari atom karbon, namun

ikatan yang terbentuk pada intan dan grafit berbeda

sehingga sifat yang dimiliki juga berbeda satu sama lain.

Sifat intan adalah keras dan konduktor panas yang baik,

sedangkan grafit rapuh dan konduktor panas kurang

baik, namun mampu menghantarkan listrik dengan baik

karena terdapat satu atom karbon yang tidak berikatan.

Intan pada umumnya digunakan sebagai perhiasan,

sedangkan grafit digunakan untuk alat tulis (pensil).

PERTANYAAN . . .