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