ASTALOG.COM – Istilah karbon berasal dari bahasa Latin ‘carbo‘ yang artinya ‘batu bara’. Karbon merupakan salah satu di antara beberapa unsur kimia yang diketahui keberadaannya sejak zaman kuno. Dalam ilmu kimia, karbon disebut juga zat arang dimana dalam tabel periodik merupakan unsur kimia yang bersimbol C, bergolongan 14, serta memiliki nomor atom 6.
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 yang 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.
Ciri-cir Karbon
- Karbon merupakan unsur non logam dan bervalensi 4 (tetravalen) yang berarti bahwa terdapat 4 elektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kovalen.
- Karbon memiliki 3 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 memiliki beberapa jenis alotrop, dan 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.
- Karbon dapat menyublim dalam busur karbon yang memiliki temperatur sekitar 5800 K, sehingga tak peduli dalam bentuk alotrop apapun, karbon akan tetap berbentuk padat pada suhu yang lebih tinggi daripada titik lebur logam tungsten ataupun renium.
- Keadaan oksidasi karbon yang paling umumnya ditemukan adalah +4, manakala +2 dijumpai pada karbon monoksida dan senyawa kompleks logam transisi lainnya. Oleh karena itu, karbon lebih sulit teroksidasi daripada senyawa lainnya seperti besi dan tembaga.
- Di bawah temperatur dan tekanan standar, karbon tahan terhadap segala oksidator terkecuali oksidator yang terkuat.
- Sumber karbon anorganik terbesar terdapat pada batu kapur, dolomit, dan karbon dioksida.
- Sumber karbon 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 tidak bereaksi dengan asam sulfat, asam klorida, klorin, maupun basa lainnya.
- Pada temperatur yang tinggi, karbon dapat bereaksi dengan oksigen, menghasilkan oksida karbon oksida dalam suatu reaksi yang mereduksi oksida logam menjadi logam. Reaksi ini bersifat eksotermik dan digunakan dalam industri besi dan baja untuk mengontrol kandungan karbon dalam baja
- Pada temperatur tinggi, karbon yang dicampur dengan logam tertentu akan menghasilkan karbida logam, seperti besi karbida sementit dalam baja, dan tungsten karbida yang digunakan secara luas sebagai abrasif.
Tahapan Siklus Karbon
Siklus karbon adalah ungkapan yang digunakan untuk menggambarkan bagaimana karbon di lingkungan mengalir di antara makhluk hidup, materi anorganik dan atmosfer. Siklus karbon pada dasarnya adalah proses 2 langkah yang melibatkan:
- Fotosintesis. Selama fotosintesis, tumbuhan hijau menggunakan energi radiasi untuk mengubah air dan karbon dioksida menjadi karbohidrat, yang merupakan molekul energi tinggi.
- Respirasi. Selama proses respirasi, tumbuhan mengubah karbohidrat kembali ke air dan karbon dioksida, serta melepaskan energi yang digunakan untuk membangun karbohidrat. Ini adalah energi yang tanaman menggunakan untuk hidup pada malam hari.
Tanaman hijau mengalami baik fotosintesis dan respirasi. Jamur dan hewan hidup hanya bernafas. Karbon “berputar” dari tanaman hijau ke atmosfer dan kembali ke tumbuhan. Hewan juga menjalani proses respirasi. Ketika manusia dan hewan memakan tumbuhan, karbohidrat diubah kembali menjadi air dan karbon dioksida, yang keduanya dihembuskan. Energi yang dilepaskan selama respirasi ini digunakan untuk membuat Adenin Trifosfat (ATP) yang diperlukan untuk sel manusia dan hewan untuk berfungsi.
