Pengertian Karbon
Karbon merupakan unsur
non-logam alami yang melimpah dan merupakan dasar dari sebagian besar organisme
hidup. Karbon adalah unsur yang paling berlimpah keempat di alam semesta, dan
memainkan peran penting dalam kesehatan dan stabilitas planet melalui siklus
karbon. Siklus ini sangat kompleks, dan menggambarkan interkoneksi antara
organisme di Bumi. Sebagian besar konsumen sangat akrab dengan elemen tersebut,
dan bersama dengan berbagai bentuk baru yang muncul.
Nomor atom unsur ini
adalah enam, dan diidentifikasi dengan simbol “C” pada tabel periodik. Struktur
molekul karbon adalah sedemikian rupa sehingga molekul mudah menyatu dengan
berbagai elemen lainnya, membentuk ribuan senyawa. Molekul juga berikatan
antara satu sama lain dengan cara yang berbeda, menciptakan bentuk-bentuk lain
dari karbon seperti berlian, substansi yang paling sulit di bumi, dan grafit,
salah satu bahan paling lembut di planet ini. Karakteristik karbon kadang
berubah, tergantung pada apa dan bagaimana obligasi itu, membuatnya menjadi
unsur yang sangat unik.
Semua organisme hidup
mengandung karbon, oleh karenanya mereka membusuk atau mengalami perubahan,
mereka akan terus mengandung elemen. Misalnya, Batubara, batu kapur, dan minyak
bumi , adalah segala bentuk fosil organisme yang mengandung sejumlah karbon
berlimpah. Tanaman dan hewan yang mati jutaan tahun yang lalu secara perlahan
dipadatkan menjadi zat ini. Sisa-sisa ini digunakan dalam segala hal dari bahan
bakar jet sampai boneka anak-anak.
Berlian adalah alotrop
karbon
Karbon itu sendiri,
memiliki banyak bentuknya, relatif tidak reaktif. Ketika menggabungkan dengan
beberapa elemen lain seperti hidrogen, menjadi lebih reaktif, dan reaktivitas
ini digunakan untuk keuntungan industri. Dalam kasus hidrokarbon, senyawa ini
digunakan sebagai sumber energi. Fleksibilitas besar elemen ini membuatnya
sangat berguna dalam sejumlah industri. Karbon dibakar untuk membuat bahan
bakar, digunakan untuk menyaring berbagai zat, dan dikombinasikan dengan besi
untuk membuat baja. Karbon ini juga digunakan sebagai dasar untuk membuat
pensil gambar dan arang, untuk membuat sintetis seperti plastik, dan, dalam
bentuk isotop, sebagai alat untuk para arkeolog.
pada dasarnya karbon
tidak terlalu berbahaya, karena tidak beracun dan tidak reaktif. Namun,
beberapa bentuk dapat berbahaya bagi beberapa organisme, seperti karbon
monoksida. Unsur ini juga dapat muncul dalam hubungannya dengan unsur-unsur
yang lebih berbahaya, atau mungkin menghasilkan debu yang berbahaya dalam kasus
batubara dan berlian.
Manfaat Dan Kerugian Karbon
Karbon atau lebih sering dikenal dengan zat arang
merupakan salah satu unsur kimia yang biasanya sering digunakan dalam kehidupan
sehari-hari.
Kata
karbon sendiri berasal dari bahasa Latincarbo yang berarti batu bara. Batu bara
digunakan sangat baik untuk proses pembakaran, karena kandungan alotropkarbon yang
stabil membuat batu bara yang telah panas dapat bertahan lebih lama untuk
dijadikan alat pembakaran.
Zat karbon sangat mudah ditemukan di alam, bahkan sejak jaman
pra-sejarah pun karbon telah terdapat dimuka bumi. Bentuk karbon yang paling
umum ditemui adalah zat hitam sisa pembakaran.
Baik makhluk hidup ataupun benda mati
seperti kayu yang kemudian dibakar, akan menyisakan zat bewarna hitam, dan
inilah yang dapat disebut karbon atau batu bara
Bentuk dan macam karbon tidak hanya
terbatas pada batu bara. Bahkan benda paling berharga dengan nilai jual
tertinggi dimuka bumi ini berasal dari karbon, yaitu berlian. Berlian adalah
salah satu bentuk karbon, yang dengan tingginya nilai jual juga memiliki banyak
optikal optis sangat cocok untuk dijadikan sebagai perhiasan.
Fakta yang menarik dari berlian, bahwa
berlian merupakan mineral alami paling keras dan tidak ada unsur alam lainnya
yang dapat memotong berlian.
Berlian alami yang dapat ditemukan saat ini hanya terdapat di Afrika
Selatan berasal dari pipa gunung berapi dan juga dari dasar samudera di lepas
pantai Cape of Good Hope.
Walaupun dalam kehidupan sehari-hari, karbon memiliki peran vital, tapi
karbon sendiri ternyata memiliki manfaat dan kerugian karbon. Apa saja itu?
MANFAAT KARBON
Aneka manfaat dari karbon dapat dilihat
sebagai berikut:
§
Karbon bermanfaat untuk menjadi bahan
baku dasar perhiasan yaitu intan dan berlian.
§
Karbon alami CO2 bermanfaat untuk proses
fotosintesis tumbuhan agar menghasilkan oksigen yang dapat dihirup oleh tubuh
kita.
§
Karbon sebagai batu bara bermanfaat
untuk membantu proses pembakaran, terutama untuk makanan. Banyak industri rumah
tangga yang menggunakan batu bara dalam penyajiannya.
§
Karbon juga memiliki senyawa yang sangat
baik dan berguna untuk menjernihkan air yang kotor. Air yang berasal dari sumur
tanah biasanya memiliki warna air kekuningan dan memiliki minyak dibagian
atasnya. Simpan karbon dalam air, atau untuk proses filterisasi, maka air yang
kuning dapat berubah menjadi jernih.
KERUGIAN KARBON
Kegunaan karbon yang cukup banyak dalam
kehidupan sehari-hari, ternyata tidak terlepas dari bahaya atau kerugian karbon
§
Karbon di alam dalam bentuk
karbondioksida atau CO2 ternyata memiliki dampak buruk bagi kesehatan. CO2
dihasilkan bukan hanya oleh tumbuhan tapi juga berbagai kendaraan bermotor yang
sering disebut sebagai polusi. Polusi dapat membuat masalah kesehatan terutama
dalam pernafasan. Gas CO2 yang bersifat racun dapat membuat metabolisme tubuh
bereaksi dengan darah sehinggga menyebabkan penurunan kesadaran hingga serangan
jantung.
§
Keracunan karbon yang paling ringan
diderita oleh seseorang biasanya ditandai dengan rasa pusing, mual, mata
menjadi terasa kesat dan merah.
Manfaat dan kerugian karbon ternyata tidak dapat dilepaskan
satu sama lain. Ada manfaat namun ada juga kerugian yang harus diderita. Cara
terbaik untuk menanggulangi kerugian karbon adalah dengan memperbaiki emisi
karbon pada kendaraan bermotor yang digunakan, selain kendaraan bermotor,
berhati-hatilah bila anda sering membakar sampah.
Karena udara pembakaran sampah memiliki
gas karbon yang juga dapat merusak pernafasan dan menggangu lingkungan sekitar.
Oleh karena itu, bersikaplah bijak dalam memanfaatkan karbon agar kerugian yang
muncul dapat diminimalisir.
Jenis – Jenis Karbon
Karbon adalah salah satu unsur penting
dalam kehidupan makhluk hidup. Ada banyak senyawa yang terbentuk dari karbon.
Keistimewaan karbon adalah
kencenderungannya untuk mengikat dirinya sendiri dalam cincin-cincin atau
rantai tidak hanya dengan ikatan tunggal tetapi juga ikat ikatan ganda dan
rangkap tiga. Akibatnya ada banyak sekali jenis senyawa karbon.
Sampai saat ini diperkirakan terdapat
lebih dari 2 juta jenis senyawa karbon. Jumlah tersebut juga semakin meningkat
dengan laju sekitar 5% per tahun. Kestabilan termal rantai-rantai karbon tak
lain adalah kekuatan dari ikatan tunggal C-C.
Lebih dari 90% senyawa karbon adalah
senyawa sintetik sementara sisanya berasal dari makhluk hidup (hewan, jamur,
tumbuhan, mikroorganisme) dan fosil mereka (minyak bumi dan batubara).
Istilah karbon diambil dari bahasa latin ‘carbo’ yang berarti arang. Unsur
ini telah ditemukan sejak jaman pra-sejarah dan jumlahnya sangat banyak di
alam. Selain itu, karbon juga terkandung di bintang, matahari, komet, dan
atmosfir palent – planet.
Karbon berbentuk berlian mikroskopik
telah ditemukan di beberapa meteor yang jatuh ke bumi. Selain itu berlian alami
juga telah ditemukan di kimberlite pipa gunung berapi, Arkansas, Afrika
Selatan, dan beberapa tempat lain. Saat ini sekitar 30 % berlian industri di
Ametika Serikat adalah hasil sintesis.
Di alam, karbon ditemukan dalam 3 jenis
karbon menurut bentuk alotropik yaitu grafit, berlian dan amorphous.
Diperkirakan ada bentuk yang keempat yang disebut Ceraphite. Cheraphite atau
serafit merupakan bahan yang paling lunak sedangkan bahan yang paling keras
adalah berlian.
Grafit
Grafit ditemukan dalam 2 bentuk yaitu
alfa dan beta. Grafit memiliki sifat identik, kecuali pada unsur kristal
mereka. Pada grafit alami, terdapat sekitar 30 % bentuk beta. Sementara itu
bahan sintetis berbentuk alfa.
Bentuk alfa hexagonal bisa dikonversikan ke beta dengan proses mekanikal.
Untuk mengembalikan bentuk beta ke alfa, cara yang dapat dilakukan adalah
memanaskannya pada suhu di atas 10000Celsius.
Di tahunn 1969, terdapat bentuk
alotrpokik baru karbon yang dihasilkan saat sublimasi grafit pirolotik pada
tekanan rendah. Di bawah keadaan vaporasi bebas, karbon terbentuk sebagai
kristal – kristal kecil di tepian grafit.
Berlian
Berlain merupakan salah satu alotrop terbaik dari jenis karbon yang mempunyai
sifat ekonomi yang tinggi. Sifatnya yang keras dan mempunyai optikal optis
membuatnya banyak dipakai dalam berbagai industri dan digunakan sebagai bahan
baku perhiasan.
Berlian menjadi mineral alami terkeras
di bumi. Tidak ada unsur alam lain yang dapat memotong berlian maupun
meregangkannya. Setiap karbon di dalam berlian saling terikat secara kovalen
pada 4 atom karbon lain dalam bentuk geometri tetarahedarl.
Tetrahedral kadang membentuk 6 cincin
karbon misalnya sikloheksana berbentuk konformasi kursi sehingga ini
menyebabkan tidak adanya sudut ikatan yang tegang. Jalinan struktur kovalen
yang stabil menyebabkan diamond menjadi sangat keras.
Amorphous
Karbon Amorfos biasa disebut juga
sebagai karbon reaktif. Ini adalah alotop karbon yang tidak mempunyai struktur
kristalin. Biasanya karbon amorfos disingkat menjadi aC untuk amorfos biasa,
ta-C untuk tetrahedral karbon amorfos, dan ac:H untuk amorfos yang
terhidrogenasi. Di bidang meneralogi, karbon amorfos adalah jenis karbon yang
tidak murni selain berlain dan grafit.
Kegunaan Unsur Karbon Dan Manfaat Pada
Tubuh
Karbon (C) adalah unsur keenam paling
berlimpah di alam semesta,
Unsur ini diketahui memiliki berbagai
kegunaan dalam kehidupan sehari-hari.
Karbon terdapat dalam grup 14 dari tabel
periodik dan memiliki nomor atom 6.
Penggunaan karbon, yang merupakan elemen
non-logam, dapat dipahami lebih baik setelah mengetahui sifat-sifatnya.
Karbon adalah salah satu unsur paling
stabil dengan sumber utama dunia berasal dari batubara.
Ada 3 alotrop karbon yang ditemukan
secara alami yaitu grafit, berlian, dan karbon amorf.
Unsur ini diketahui mampu berikatan
dengan hampir semua unsur lain untuk membentuk berbagai senyawa yang berguna.
Senyawa karbon yang paling sering
ditemukan adalah karbon monoksida (CO) dan karbon dioksida (CO2).
Penggunaan Umum
Dalam bentuk unsurnya, karbon mungkin
memiliki kegunaan yang terbatas. Tapi unsur ini memiliki banyak kegunaan
setelah berikatan dengan unsur lain dan membentuk berbagai senyawa.
Berikut adalah beberapa kegunaan umum
unsur ini:
1. Digunakan sebagai unsur dekoratif dalam barang-barang perhiasan.
2. Bahan bakar fosil seperti gas metana, minyak mentah, bensin, dan
diesel mengandung persentase tinggi karbon. Bahkan gas memasak yang kita
gunakan adalah hidrokarbon.
3. Karbon digunakan sebagai dasar pelarut untuk tinta yang digunakan
dalam printer inkjet.
4. Unsur ini digunakan dalam industri otomotif sebagai pigmen hitam.
5. Plastik merupakan polimer karbon.
6. ‘Vegetable carbon’ atau karbon aktif sering digunakan sebagai agen
pemutih atau penyerap gas yang banyak digunakan dalam sistem filtrasi.
7. Karbon (dalam bentuk karbon dioksida) juga digunakan dalam minuman
bersoda, alat pemadam kebakaran, dan bahan pembuat es kering.
8. Barang sehari-hari seperti parfum, semir sepatu, dan kertas karbon
menggunakan karbon.
9. Dalam metalurgi, karbon monoksida digunakan sebagai agen pereduksi
untuk memperoleh unsur dan senyawa lainnya.
10. Karbon dalam bentuk ‘freon’ digunakan dalam alat dan sistem
pendingin.
11. Banyak pemotong logam dan alat-alat tahan panas diproduksi dari
karbon.
12. Salah satu bahan yang paling berlimpah yaitu plastik, dihasilkan dari
polimer karbon sintetis.
Manfaat dalam Tubuh
Manusia
Selain berbagai kegunaan diatas, tubuh
manusia juga memerlukan karbon pada hampir setiap tahap perkembangan dan
keberadaannya.
Berikut peran karbon dalam tubuh
manusia:
1. Karbon bertindak sebagai makronutrien bagi tubuh dalam bentuk
karbohidrat. Untuk diketahui, setiap bagian tubuh manusia terdiri dan
memerlukan sejumlah besar unsur ini.
2. Karbon berperan utama dalam banyak proses kehidupan yang kompleks dan
penting. Karbon dalam tubuh berikatan dengan banyak atom lain sehingga membuat
tubuh berfungsi serta membantu pertumbuhan. Sekitar 18% tubuh manusia terdiri
dari karbon.
3. Unsur ini merupakan dasar dari protein, lemak, dan asam nukleat dalam
tubuh manusia. Ini berarti karbon memainkan peran penting dalam fisiologi tubuh
manusia.
4. Karbon dioksida yang kita keluarkan pada saat respirasi mengandung
karbon. Kadar tidak normal karbon dioksida dalam tubuh dapat menimbulkan
berbagai masalah kesehatan. Oleh karena itu, penting untuk menjaga tingkat
normal karbon dioksida dalam tubuh.
5. Semua kegiatan metabolisme yang berlangsung dalam tubuh melibatkan
karbon sebagai komponen dasar. Sebagai contoh, hormon dan enzim mengandung
karbon.
6. Arang aktif digunakan dalam pengobatan untuk menyerap berbagai racun
atau gas yang diproduksi dalam tubuh manusia.
Fakta Singkat Karbon
Nomor atom: 6
Massa atom: 12,011 g/mol
Elektronegativitas
menurut Pauling: 2,5
Kepadatan: 2,2 g/cm3 pada 20 °C
Titik lebur: 3652 °C
Titik didih: 4827 °C
Radius
Vanderwaals: 0,091 nm
Radius ionik: 0,26 nm (-4); 0,015 nm (4)
Isotop: 3
Energi
ionisasi pertama: 1.086,1 kJ/mol
Energi
ionisasi kedua: 2.351,9 kJ/mol
Energi
ionisasi ketiga: 4.618,8 kJ/mol
Ditemukan
oleh: orang jaman prasejarah
Sifat Kimia dan Fisika Karbon
Karbon merupakan unsur unik yang bisa
berikatan dengan unsur lain untuk membentuk berbagai senyawa baru.
Kelompok terbesar ikatan karbon adalah
dengan hidrogen yang kemudian membentuk senyawa yang disebut hidrokarbon.
Setidaknya sekitar 1 juta komponen organik terbentuk dari hidrokarbon.
Karbon juga membentuk ikatan dengan
senyawa lain yang dianggap sebagai anorganik, meskipun dalam jumlah yang jauh
lebih rendah dibandingkan dengan senyawa organik.
Unsur karbon terdapat dalam dua bentuk
kristal alotrofik yaitu berlian dan grafit. Bentuk lain dengan sedikit
kristalinitas adalah karbon tumbuhan dan jelaga.
Sifat fisik dan kimia karbon tergantung
pada struktur kristalnya. Kepadatan karbon juga bervariasi dari 2,25 g/cm ³
untuk grafit dan 3,51 g/cm ³ untuk berlian.
Titik leleh grafit adalah 3500 ºC dengan
titik didih adalah 4830 ºC.
Unsur karbon merupakan bahan yang inert,
tidak larut dalam air, asam encer, dan basa, serta merupakan pelarut organik.
Pada suhu tinggi, karbon berikatan
dengan oksigen untuk membentuk karbon monoksida atau dioksida.
Reaksi karbon dengan oksidator panas,
seperti asam nitrat dan kalium nitrat akan menghasilkan asam metilic C6(CO2H)6.
Di antara halogen hanya fluor yang
bereaksi dengan unsur karbon. Sejumlah logam dikombinasikan dengan karbon pada
suhu tinggi untuk membentuk karbida.
Karbon membentuk senyawa dengan halogen
dan memiliki rumus umum CX4, dimana X adalah fluorin, klorin, bromin, atau
iodin.
Karbon juga membentuk senyawa
tetrahalida. Dari semua senyawa yang terbentuk, yang paling penting adalah
diklorodifluorometana, CCl2F2, disebut pula sebagai freon.
Karbon dan komponennya tersebar luas di
alam. Diperkirakan, unsur ini membentuk 0,032% kerak bumi.
Karbon bebas ditemukan antara lain di
batubara, sedangkan karbon kristal ditemukan dalam grafit dan berlian.
Atmosfer bumi terus mengalami
peningkatan konsentrasi karbon dari karbon dioksida dan karbon monoksida yang
dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil.
Tidak ada unsur yang lebih penting dalam
hidup selain karbon. Hanya karbon yang mampu membentuk ikatan tunggal yang kuat
dan cukup stabil di bawah kondisi standar.
Sifat ini memberikan karbon kemampuan
untuk membentuk rantai panjang dan cincin atom yang merupakan dasar struktural
bagi banyak senyawa penyusun sel hidup termasuk DNA.
Beberapa mineral seperti batu kapur,
dolomit, gipsum, dan marmer mengandung karbonat.
Semua tanaman dan hewan dibentuk oleh
senyawa organik kompleks di mana karbon dikombinasikan dengan hidrogen,
oksigen, nitrogen, dan unsur-unsur lainnya.
Minyak bumi dan gas alam juga mengandung
senyawa yang dibentuk oleh karbon dan hidrogen.
Penggunaan Karbon
Karbon memiliki banyak kegunaan,
termasuk sebagai dekorasi (berlian), cat, serta tinta printer.
Bentuk karbon lain, grafit, digunakan
untuk cawan lebur suhu tinggi, sel kering, pensil, dan sebagai pelumas.
Vegetal karbon, bentuk amorf karbon,
digunakan sebagai agen penyerap gas dan agen pemutih.
Senyawa karbon juga memiliki banyak
kegunaan. Karbon dioksida digunakan dalam minuman karbonatasi, dalam alat
pemadam kebakaran, dan sebagai es kering.
Karbon monoksida digunakan sebagai agen
reduksi dalam banyak proses metalurgi. Karbon tetraklorida dan karbon disulfida
adalah pelarut industri yang penting.
Efek Kesehatan Karbon
Unsur karbon memiliki toksisitas yang
sangat rendah. Potensi bahaya kesehatan yang disajikan di sini didasarkan pada
eksposur terhadap karbon hitam.
Menghirup karbon hitam, seperti di
tambang batubara, dapat memicu kerusakan sementara atau permanen paru-paru dan
jantung.
Pneumoconiosis ditemukan terjadi pada
orang yang bekerja dalam lingkungan yang terpapar karbon hitam.
Peradangan pada folikel rambut dan lesi
mukosa mulut juga telah dilaporkan akibat karbon hitam yang terpapar pada
kulit.
Beberapa senyawa karbon sederhana bisa
sangat beracun, seperti karbon monoksida (CO) atau sianida (CN-).
Karbon 14 adalah salah satu radionuklida
yang dihasilkan dalam pengujian senjata nuklir.
Karbon 14 adalah salah satu radionuklida
berumur panjang yang bisa meningkatkan resiko kanker selama puluhan tahun
hingga berabad-abad yang akan datang.
Karakteristik
Diagaram fase karbon yang diprediksi secara teoritis
Karbon memiliki berbagai bentuk alotrop yang
berbeda-beda, meliputi intan yang merupakan bahan terkeras di dunia sampai dengan grafit yang merupakan
salah satu bahan terlunak. Karbon juga memiliki afinitas untuk berikatan dengan atom kecil lainnya, sehingga dapat membentuk berbagai senyawa
dengan atom tersebut. Oleh karenanya, karbon dapat berikatan dengan atom lain
(termasuk dengan karbon sendiri) membentuk hampir 10 juta jenis senyawa yang
berbeda.[13] Karbon juga
memiliki titik lebur dan titiksublimasi yang tertinggi
di antara semua unsur kimia. Pada tekanan atmosfer,
karbon tidak memiliki titik lebur karena titik tripelnya ada pada 10,8 ± 0,2 MPa dan 4600 ± 300 K,[2][3] sehingga ia akan
menyublim sekitar 3900 K.[15][16]
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. Walaupun
karbon secara termodinamika mudah teroksidasi, karbon lebih sulit teroksidasi
daripada senyawa lainnya (seperti besi dan tembaga).
Karbon merupakan unsur dasar segala kehidupan di Bumi. Walaupun terdapat berbagai jenis senyawa yang terbentuk
dari karbon, kebanyakan karbon jarang bereaksi di bawah kondisi yang normal. Di
bawah temperatur dan tekanan standar, karbon tahan terhadap segala oksidator
terkecuali oksidator yang terkuat. 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:
Fe3O4 + 4 C(s) →
3 Fe(s) + 4 CO(g)
Pada temperatur tinggi, karbon yang dicampur dengan logam
tertentu akan menghasilkan karbida logam, seperti besi karbidasementit dalam baja, dan tungsten
karbida yang digunakan secara luas sebagai abrasif.
Pada tahun 2009, grafena diketahui
sebagai material terkuat di dunia yang pernah diujicobakan.[17] Walaupun
demikian, proses pemisahan grafena dari grafit masih belum
cukup ekonomis untuk digunakan dalam proses industri.[18]
Berbagai alotrop karbon memiliki ciri-ciri yang sangat
berlawanan satu sama lainnya:
|
Intan nanokristal sintetik merupakan material terkeras yang
diketahui.
|
Grafit adalah salah satu material terlunak yang diketahui.
|
|
|
Grafit adalah pelumas yang sangat
baik.
|
Intan tidak menghantarkan listrik (insulator).
|
|
|
Intan merupakan konduktor panas yang baik.
|
Beberapa jenis grafit digunakan sebagai insulator panas.
|
|
Intan berwarna transparan.
|
Grafit berwarna kelam.
|
|
|
|
|
|
Karbon nanotabung merupakan bahan yang palinganisotropik yang pernah dibuat.
|
Isotop
Isotop karbon adalah
inti atom yang memiliki enam proton ditambah
beberapa neutron (bervariasi
mulai dari 2 sampai 16). Karbon memiliki dua isotop stabil, secara alami
terjadi. Isotop karbon-12 (C-12) membentuk 98,93% karbon yang ada di bumi,
sementara isotop Karbon-13 (C-13) membentuk sisanya yakni 1,07%. Konsentrasi
isotop C-12 lebih meningkat pada material biologi karena reaksi biokimia
menyingkirkan isotop C-13. Pada tahun 1961, IUPAC mengadopsi isotop C-12 sebagai dasar dari masa atom.
Identifikasi karbon pada percobaan resonansi magnetik nuklir diselesaikan
dengan isotop C-13.
Karbon-14 (C-14) adalah radioisotop yang terjadi secara
alami yang terjadi dalam jumlah jejak di bumi hingga 1 bagian per triliun (10−10%),
kebanyakan terbatas di atmosfer dan endapan dangkal, terutama pada gambut dan
material organik lainya. Isotop ini, meluruhkan 0,158 MeV emisi sinar β-.
Karena waktu paruh relatifnya 5730 tahun, 14C hampir tidak
ada dalam batuan tua, tetapi tercipta di atmosfer (stratosfer bagian bawah dan
troposfer bagian atas) oleh interaksi interaksi nitrogen dengan sinar
kosmis. Kelimpahan 14C di atmosfer dan organisme hidup hampir konstan, tetapi
diduga berkurang pada saat organisme itu mati. Prinsip inilah yang digunakan
dalam penanggalan radiokarbon, ditemukan pada tahun 1949, yang telah digunakan
secara luas untuk menghitung usia material yang mengandung karbon sampai dengan
40.000 tahun usianya.
Ada 15 isotop karbon yang terkenal dan isotop dengan
hidup terpendek adalah 8C yang meluruhkan proton dan peluruhan alfa dan memiliki
waktu paruh 1,98739x10−21sekon. 19C yang luarbiasa
menunjukan halo nuklir, yang berarti radiusnya cukup besar daripada yang
diharapkan jika inti dalam keadaan kepadatan konstan.
Manfaat Unsur
Karbon pada Pertanian
Penting sebagai pembangun bahan organik karena sebagian
besar bahan kering tanaman terdiri dari bahan organik, diambil tanaman berupa
CO2.
Jenis – Jenis karbon
Hidrokarbon
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Dalam
bidang kimia, hidrokarbon adalah sebuah senyawa yang terdiri
dari unsur atom karbon (C) dan
atom hidrogen (H).
Seluruh hidrokarbon memiliki rantai karbon dan atom-atom hidrogen yang
berikatan dengan rantai tersebut. Istilah tersebut digunakan juga sebagai
pengertian dari hidrokarbon
alifatik.
Sebagai
contoh, metana (gas rawa) adalah
hidrokarbon dengan satu atom karbon dan empat atom hidrogen: CH4. Etana adalah hidrokarbon (lebih terperinci, sebuah alkana) yang
terdiri dari dua atom karbon bersatu dengan sebuah ikatan tunggal,
masing-masing mengikat tiga atom karbon: C2H6. Propana memiliki
tiga atom C (C3H8) dan seterusnya (CnH2·n+2).
Macam – macam hidrokarbon
1.
Hidrokarbon
jenuh/tersaturasi (alkana) adalah
hidrokarbon yang paling sederhana. Hidrokarbon ini seluruhnya terdiri dari
ikatan tunggal dan terikat dengan hidrogen. Rumus umum untuk hidrokarbon
tersaturasi adalah CnH2n+2.[1] Hidrokarbon
jenuh merupakan komposisi utama pada bahan bakar fosil dan ditemukan dalam
bentuk rantai lurus maupun bercabang. Hidrokarbon dengan rumus molekul sama tapi rumus
strukturnya berbeda dinamakan isomer
struktur.[2]
Model tiruan dari molekul metana, CH4.
Metana merupakan salah satu contohhidrokarbon yang masuk dalam kategorialkana, hanya
mempunyai 1 jenis ikatansaja.
2.
Hidrokarbon tak jenuh/tak tersaturasi adalah hidrokarbon yang memiliki satu
atau lebih ikatan rangkap, baik rangkap dua maupun rangkap tiga. Hidrokarbon
yang mempunyai ikatan rangkap dua disebut dengan alkena, dengan
rumus umum CnH2n.[3]Hidrokarbon
yang mempunyai ikatan rangkap tiga disebut alkuna, dengan
rumus umum CnH2n-2.[4]
3.
Sikloalkana adalah
hidrokarbon yang mengandung satu atau lebih cincin karbon. Rumus umum untuk
hidrokarbon jenuh dengan 1 cincin adalah CnH2n.[2]
Ciri-ciri
umum
Karena
struktur molekulnya berbeda, maka rumus empiris antara hidrokarbon pun juga
berbeda: jumlah hidrokarbon yang diikat pada alkena dan alkuna pasti lebih
sedikit karena atom karbonnya berikatan rangkap.
Kemampuan
hidrokarbon untuk berikatan dengan dirinya sendiri disebut dengan katenasi, dan menyebabkan hidrokarbon bisa membentuk senyawa-senyawa
yang lebih kompleks, seperti sikloheksana atau
arena seperti benzena. Kemampuan
ini didapat karena karakteristik ikatan di antara atom karbon bersifat
non-polar.
Sesuai
dengan teori ikatan valensi, atom karbon harus memenuhi aturan "4-hidrogen"
yang menyatakan jumlah atom maksimum yang dapat berikatan dengan karbon, karena
karbon mempunyai 4 elektron valensi. Dilihat dari elektron valensi ini, maka
karbon mempunyai 4 elektron yang bisa membentuk ikatan kovalen atau ikatan
dativ.
Beberapa
hidrokarbon tersedia melimpah di tata surya. Danau berisi metana dan etana cair
telah ditemukan pada Titan, satelit
alam terbesar Saturnus, seperti dinyatakan oleh Misi Cassini-Huygens.[5]
|
Jumlah atom
karbon
|
|
|
|
|
|
|
1
|
|
-
|
-
|
–
|
–
|
|
2
|
|
|
|
–
|
–
|
|
3
|
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
|
|
6
|
|
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
|
|
8
|
|
|
|
|
|
|
9
|
|
|
|
|
|
|
10
|
|
|
|
|
|
Penggunaan
Hidrokarbon
adalah salah satu sumber energi paling penting di bumi. Penggunaan yang utama adalah
sebagai sumber bahan bakar. Dalam
bentuk padat, hidrokarbon adalah salah satu komposisi pembentuk aspal.[6]
Hidrokarbon
dulu juga pernah digunakan untuk pembuatan klorofluorokarbon, zat yang digunakan sebagai propelan pada
semprotan nyamuk. Saat ini klorofluorokarbon tidak lagi digunakan karena
memiliki efek buruk terhadap lapisan ozon.
Metana dan etana berbentuk gas dalam suhu ruangan dan tidak mudah
dicairkan dengan tekanan begitu saja. Propana lebih
mudah untuk dicairkan, dan biasanya dijual di tabung-tabung dalam bentuk cair. Butana sangat
mudah dicairkan, sehingga lebih aman dan sering digunakan untuk pemantik rokok. Pentana berbentuk
cairan bening pada suhu ruangan, biasanya digunakan di industri sebagai pelarut wax dan gemuk. Heksana biasanya
juga digunakan sebagai pelarut kimia dan termasuk dalam komposisi bensin.
Heksana, heptana, oktana, nonana, dekana, termasuk
dengan alkena dan beberapa sikloalkana merupakan komponen penting pada bensin, nafta, bahan bakar jet,
dan pelarut industri. Dengan bertambahnya atom karbon, maka hidrokarbon yang
berbentuk linear akan memiliki sifat viskositas dan titik didih lebih tinggi,
dengan warna lebih gelap.
Pembakaran
hidrokarbon
Saat ini,
hidrokarbon merupakan sumber energi listrik dan panas utama dunia karena energi
yang dihasilkannya ketika dibakar.[7] Energi
hidrokarbon ini biasanya sering langsung digunakan sebagai pemanas di
rumah-rumah, dalam bentuk minyak maupun gas alam.
Hidrokarbon dibakar dan panasnya digunakan untuk menguapkan air, yang nanti
uapnya disebarkan ke seluruh ruangan. Prinsip yang hampir sama digunakan di
pembangkit-pembangkit listrik.
Ciri-ciri
umum dari hidrokarbon adalah menghasilkan uap, karbon dioksida, dan panas
selama pembakaran, dan oksigen diperlukan agar reaksi pembakaran dapat
berlangsung. Berikut ini adalah contoh reaksi pembakaran metana:
CH4 + 2 O2 → 2 H2O + CO2 + Energi
Jika
udara miskin gas oksigen, maka akan terbentuk gas karbon monoksida (CO) dan
air:
2 CH4 + 3 O2 → 2CO + 4H2O
Contoh
lainnya, reaksi pembakaran propana:
C3H8 + 5 O2 → 4 H2O + 3 CO2 + Energi
CnH2n+2 + (3n+1)/2 O2 → (n+1) H2O + n CO2 + Energi
2. Karbon aktif,
atau sering juga
disebut sebagai arang aktif, adalah suatu jenis karbon yang
memiliki luas
permukaan yang sangat besar. Hal ini bisa dicapai dengan
mengaktifkan karbon atau arang tersebut. Hanya dengan satu gram dari karbon
aktif, akan didapatkan suatu material yang memiliki luas permukaan kira-kira
sebesar 500 m2 (didapat
dari pengukuran adsorpsi gas nitrogen).
Biasanya pengaktifan hanya bertujuan untuk memperbesar luas permukaannya saja,
namun beberapa usaha juga berkaitan dengan meningkatkan kemampuan adsorpsi
karbon aktif itu sendiri.
Karbon aktif adalah karbon padat yang memiliki luas
permukaan yang cukup tinggi berkisar antara 100 sampai dengan 2000 m2/g. Bahkan
ada peneliti yang mengklaim luas permukaan karbon aktif yang dikembangkan
memiliki luas permukaan melebihi 3000 m2/g. Bisa dibayangkan dalam setiap gram
zat ini mengandung luas permukaan puluhan kali luasan lapangan sepak bola. Hal
ini dikarenakan zat ini memiliki pori – pori yang sangat kompleks yang berkisar
dari ukuran mikro dibawah 20 A (Angstrom), ukuran meso antara 20 sampai 50
Angstrom dan ukuran makro yang melebihi 500 A (pembagian ukuran pori
berdasarkan IUPAC). Sehingga luas permukaan disini lebih dimaksudkan luas
permukaan internal yang diakibatkan dari adanya pori – pori yang berukuran
sangat kecil. Karena memiliki luas permukaan yang sangat besar, maka karbon
aktif sangat cocok digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan luas kontak yang
besar seperti pada bidang adsorpsi (penyerapan), dan pada bidang reaksi dan
katalisis. Contoh yang mudah dari karbon aktif adalah yang banyak dikenal
dengan sebutan norit yang digunakan untuk mengatasi gangguan pencernaan.
Prinsip kerja norit adalah ketika masuk kedalam perut dia akan mampu menjerap
bahan – bahan racun dan berbahaya yang menyebabkan gangguan pencernaan.
Kemudian menyimpannya di dalam permukaan porinya sehingga nantinya keluar
nantinya bersama tinja. Secara umum karbon aktif ini dibuat dari bahan dasar
batu bara dan biomasa. Intinya bahan dasar pembuat karbon aktif haruslah
mengandung unsur karbon yang besar. Dewasa ini karbon aktif yang berasal dari
biomasa banyak dikembangkan para peneliti karena bersumber dari bahan yang
terbarukan dan lebih murah. Bahkan karbon aktif dapat dibuat dari limbah
biomasa seperti kulit kacang-kacangan, limbah padat pengepresan biji – bijiaan,
ampas, kulit buah dan lain sebagainya. Proses pembuatan arang aktif dapat
dibagi menjadi dua jenis yaitu pengaktifan secara fisika dan secara kimia.
Pengaktifan secara fisika pada dasarnya dilakukan dengan cara memanaskan bahan
baku pada suhu yang cukup tinggi (600 – 900 C) pada kondisi miskin
udara(oksigen), kemudian pada suhu tinggi tersebut dialirkan media pengaktif
seperti uap air dan CO2. Sedangkan pada pengaktifan kimiawi, bahan baku sebelum
dipanaskan dicampur dengan bahan kimia tertentu seperti KOH, NaOH, K2CO3 dan
lain sebagainya. Biasanya pengaktifan secara kimiawi tidak membutuhkan suhu
tinggi seperti pada pengaktifan secara fisis, namun diperlukan tahap pencucian
setelah diaktifkan untuk membuang sisa – sisa bahan kimia yang dipakai.
Sekarang ini telah dikembangkan pengabungan antara metode fisika dan kimia
untuk mendapatkan sekaligus kelebihan dari kedua tipe pengaktifan tersebut.
3.Karbon Monoksida
Sifat
dan Karakteristik
Karbon
monoksida, dengan rumus kimia CO. adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau,
dan tidak berasa. Karbon monoksida terdiri dari satu atom karbon yang berikatan
secara kovalen dengan satu atom oksigen. Karbon monoksida dihasilkan dari
pembakaran yang tidak sempurna dari senyawa karbon. Karbon monoksida
terbentuk apabila terdapat kekurangan oksigen dalam pembakaran. Karbon
monoksida mudah terbakar. [1]
Gambar 1. Karakteristik CO
Karbon
monoksida merupakan salah satu polutan yang terdistribusi paling luas di udara.
Setiap tahun, CO dilepaskan ke udara dalam jumlah yang paling banyak diantara
polutan udara yang lain, kecuali CO 2. Di daerah dengan populasi tinggi, rasio
mixing CO bisa mencapai 1 hingga 10 ppmv. [2]
Karbon Monoksida di Atmosfer
Karbon monoksida, walaupun dianggap sebagai polutan, telah lama ada di atmosfer
sebagai hasil produk dari aktivitas gunung berapi. Kandungan CO dalam gas
gunung berapi bervariasi dari < 0.01% sampai 2%, bergantung pada gunung api
tersebut. CO antropogenik dari emisi automobile dan industry memberikan
kontribusi pada efek rumah kaca dan pemanasan global. Perubahan CO menjadi
senyawa lain di atmosfer diperkirakan berhubungan dengan terjadinya perubahan
iklim, karena CO diketahui berperan penting dalam pengendalian jumlah radikal
OH di atmosfer.
Gambar 2. Siklus CO
Oksidasi
karbon monoksida secara tidak langsung juga dapat berpengaruh terhadap energi
radiasi berkaitan dengan terbentuknya karbon dioksida dan ozon troposfer.
Berkaitan dengan reaksi fotokimia yang lambat, CO diketahui mempunyai peranan
penting dalam siklus pembentukan O 3 terutama dalam skala yang luas di atmosfer
bebas, sedangkan VOCs mempunyai peranan penting dalam pembentukan O3 pada skala
lokal (I.Coll, 2006). CO juga merupakan konstituen dari asap rokok.
Konsentrasi sumber
- 0.1 ppm : kadar latar alami
atmosfer (MOPPIT)
- 0.5 – 5 ppm : rata-rata kadar
latar di rumah [3]
- 5 – 15 ppm : kadar dekat kompor
gas rumah [3]
- 100 – 200 ppm : daerah pusat kota
Meksiko [4]
- 5000 ppm : cerobong asap rumah
dari pembakaran kayu [5]
- 7000 ppm : gas knalpot mobil
yang tidak diencerkan (tanpa pengubah katalitik) [5]
- 30.000 ppm : asap rokok yang
tidak diencerkan [5]
Sumber – sumber CO
Sumber gas CO sebagian besar berasal dari pembakaran bahan bakar fosil yang
bereaksi dengan udara menghasilkan gas buangan, salah satunya adalah karbon
monoksida. Daerah dengan tigkat populasi yang tinggi dengan jalur lalu lintas
yang padat akan memiliki kadar CO yang lebih tinggi dibandingkan dengan daerah
pedesaan.
Gas CO juga berasal dari proses industri. Secara alami, gas CO terbentuk dari
proses meletusnya gunung berapi, proses biologi, dan oksidasi HC seperti metana
yang berasal dari tanah basah dan kotoran makhluk hidup. Selain itu, scara
alami CO juga diemisikan dari laut, vegetasi, dan tanah. Secara umum, proses
terbentuknya gas CO melalui proses berikut ini :
1. Pembakaran bahan bakar fosil dengan udara
2 C + O2 -> 2 CO
2. Pada suhu tinggi, terjadi rekasi antara CO2 dengan C
CO2 + C -> 2 CO
3. Pada suhu tinggi, CO2 dapat terurai kembali menjadi CO dan oksigen
CO2 -> CO + O
(Wardhana, 2004)
Gambar 3. Sumber CO di Rumah Tangga
Dampak Karbon Monoksida (CO) terhadap
Manusia
Karbon monoksida (CO) apabila terhisap ke dalam paru-paru akan ikut peredaran
darah dan akan menghalangi masuknya oksigen yang dibutuhkan oleh tubuh. Hal ini
dapat terjadi karena gas CO bersifat racun metabolis, ikut bereaksi secara
metabolis dengan darah. Seperti halnya oksigen, gas CO mudah bereaksi dengan
darah (hemoglobin), (Wardhana, 2001 : 115).
Hb + O2 -> O2Hb (Oksihemoglobin)
Hb + CO -> COHb (karboksihemoglobin)
Gambar 4. Gejala Keracunan CO
Afinitas
CO terhadap Hb = 210 x daripada afinitas O2 terhadap Hb. Reaksi ini
mengakibatkan berkurangnya kapasitas darah untuk menyalurkan O2 kepada
jaringan-jaringan tubuh. Kadar COHb akan bertambah dengan meningkatnya kadar CO
di atmosfir. Gejala yang terasa dimulai dengan pusing-pusing, kurang dapat
memperhatikan sekitarnya kemudian terjadi kelainan fungsi susunan syaraf pusat,
perubahan fungsi paru-paru dan jantung, sesak napas, dan pingsan dan pada
akhirnya kematian pada 750 ppm (Slamet, 1994 : 58).
Gambar 5. Grafik Waktu Pemparan terhadap Konsentrasi CO
Pangaruh
karbon monoksida (CO) terhadap tubuh manusia ternyata tidak sama untuk manusia
yang satu dengan yang lain. Daya tahan tubuh manusia ikut menentukan toleransi
tubuh terhadap pengaruh adanya karbon monoksida. Keracunan gas CO dapat
ditandai dari keadaan yang ringan, berupa pusing, sakit kepala dan mual.
Keadaan yang lebih berat dapat berupa menurunnya kemampuan gerak tubuh,
gangguan pada sistem kardiovaskular, serangan jantung sampai pada kematian.
Pertolongan bagi orang yang keracunan gas karbon monoksida pada tingkat yang
relative masih ringan dapat dilakukan dengan membawa korban ke tempat yang
berudara terbuka (segar) dan memberikan kesempatan kepada korban untuk bernafas
dalam-dalam. Masuknya udara segar (oksigen) ke dalam tubuh korban akan mengubah
karboksihemoglobin menjadi oksihemoglobin berdasarkan reaksi keseimbangan
berikut ini :
COHb + O2 -> O2Hb + CO
Walaupun dikatakan bahwa reaksi tersebut di atas adalah reaksi keseimbangan,
namun apabila udara yang masuk ke dalam tubuh cukup banyak maka akhirnya reaksi
akan bergeser terus di kanan sampai semua karboksihemoglobin habis menjadi
oksihemoglobin yang memang diperlukan oleh tubuh manusia.
Konsentrasi gas karbon monoksida (CO) di udara secara langsung akan
mempengaruhi konsentrasi karboksihemglobin (COHb). Dalam keadaan normal sebenarnya
darah sudah mengandung COHb sebanyak 0,5 %, berasal dari proses metabolisme di
dalam tubuh. Dapat dilihat pengaruh gas CO di udara dengan konsentrasi
COHb darah terhadap pengaruhnya kepada tubuh. [6]
Tabel 1. Pengaruh Konsentrasi CO di Udara Terhadap Kesehatan
Manusia
Dampak Karbon Monoksida (CO) terhadap
Ekosistem dan Lingkungan
Di udara, CO terdapat dalam jumlah yang sedikit, hanya sekitar 0.1 ppm. Di
perkotaan dengan lalu lintas yang padat, konsentrasi gas CO antara 10-15 ppm.
Sudah sejak lama diketahui bahwa gas CO dalam jumlah banyak (konsentrasi
tinggi) dapat menyebabkan gangguan pada ekosistem dan lingkungan. [13]
Dampak Karbon Monoksida (CO) terhadap Hewan
Pada hewan, dampak dari kadar CO yang berlebihan hamper menyerupai dampak yang
terjadi pada manusia, yaitu dapat menyebabkan kematian. [15]
Dampak Karbon Monoksida (CO) terhadap Tanaman
Pengaruh CO terhadap tanaman sebesar 100 ppm tidak memberikan pengaruh yang
nyata pada tanaman tingkat tinggi. Pada paparan CO sebesar 2000 ppm selama 35
jam dapat menghambat kemampuan bakteri untuk memfiksasi nitrogen. [14]
Dampak Karbon Monoksida (CO) terhadap Material
Pada material, dampak pencemaran udara oleh CO adalah menghitamnya benda-benda
pada daerah yang telah tercemar oleh CO. [15]
Baku Mutu Udara Ambien Gas CO
Dalam PP RI No. 41 tahun 1999 tentang pengendalian pencemaran udara baku mutu
udara ambien didefenisikan sebagai ukuran batas atau kadar zat, energi,
dan/atau komponen yang ada atau yang seharusnya ada dan/atau unsure pencemar
yang ditenggang keberadaannya dalam udara ambien. Baku mutu udara ambien untuk
gas CO adalah 30000 μg/Nm3.
Pencegahan [7]
a. Sumber Bergerak
- Merawat mesin kendaraan bermotor
agar tetap baik.
- Melakukan pengujian emisi dan
KIR kendaraan secara berkala.
- Memasang filter pada knalpot.
b. Sumber Tidak Bergerak
- Memasang scruber pada cerobong asap.
- Merawat mesin industri agar
tetap baik dan lakukan pengujian secara berkala.
- Menggunakan bahan bakr minyak
atau batu bara dengan kadar CO rendah.
c. Manusia
Apabila kadar CO dalam udara ambient telah melebihi baku mutu (10.000 ug/Nm3
udara dengan rata-rata waktu pengukuran 24 jam), maka untuk mencegah dampak
kesehatan dilakukan upaya-upaya :
- Menggunakan alat pelindung (APD)
seperti masker gas.
- Menutup/ menghindari
tempat-tempat yang di duga mengandung CO seperti sumur tua, goa, dan
lain-lain.
Penanggulangan [7]
a. Mengatur pertukaran udara didalam ruang seperti menggunakan exhaust-fan
b. Bila terjadi korban keracunan, maka lakukan:
c. Berikan pengobatan atau pernafasan buatan
Kirim segera ke rumah sakit atau puskesmas terdekat
Proses
pembuatan karbon
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, Intan memiliki konduktivitaslistik yang sangat rendah, sedangkan
grafit adalah konduktor listrik yang sangat baik.
Semua alotrop karbon berbentuk padat dalam kondisi normal, tetapi grafit
merupakan alotrop yang paling stabil secara termodinamik di
antara alotrop-alotrop 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:
Fe3O4 + 4 C(s) → 3 Fe(s) + 4 CO(g)
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.
Bahan
yang mengandung karbon ….:::1) Pohon Bambu ,2) Batok Kelapa ,3) Batu
Bara,4) Kayu Keras
Karbon dapat di buat dengan proses yang disebut dengan karbonisasi yakni
pemanasan bahan yang mengandung karbon.
}
Cara pembuatan/persiapan peralatan
Tungku pengarangan dibuat dari drum minyak tanah. Bagian drum yang tidak
berlobang dipotong sekelilingnya dan dipisahkan. Tutup yang ada lubangnya
ditambah dua lubang lagi dengan ukuran 2 x 2,5 inci.
Waktu pengarangan, drum diletakkan diatas dua
buah pipa dengan bagian yang ada lubangnya berada dibawah. Sebelum pengarangan,
pada lantai drum diberi bahan bakar seperti daun kering, jerami, sabut kelapa
secara merata atau menggunakan minyak tanah sebagai bahan bakarnya, dengan pertolongan
alat brander.
Selama
karbonisasi (pengarang) perlu diperhatikan asap yang terbentuk :
◦ Jika
asap tebal dan putih, berarti tempurung sedang mongering.
◦ Jika
asap tebal dan kuning, berarti pengkarbonan sedang berlangsung. Pada fase ini
sebaiknya tungku ditutup dengan maksud agar oksigen pada ruang pengarangan
serendah-rendahnya sehingga diperoleh hasil arang yang baik. Untuk pengaturan
udara di dalam tungku bias diatur dengan melepaskan atau memasang pipa dibawah
drum.
◦ Jika
asap semakin menipis dan berwarna biru, berarti pengarangan hampir selesai.
Kemudian drum dibalik dan proses pembakaran selesai.
◦ Tunggu
samapi arang menjadi dingin. Setelah dingin arang bisa di bongkar.
c Cara
Kerja
Arang
dimasukkan ke dalam tungku (aktivasi), kemudian ditutup rapat
sampai tidak terdapat kebocoran.
Hubungan
pipa pengeluaran hasil suling dari tungku aktivasi dengan pendingin yang
ujungnya dicelupkan kedalam air. Tujuannya adalah agar oksigen tidak masuk
kedalam tungku aktivasi sewaktu dilakukan pendinginan dan sekaligus menampung
hasil sulingnya (destilat).
Pasang
thermocouple untuk mengamati temperatur selama proses aktivasi berlangsung.
Air
pendingin dialirkan, kemudian dilakukan pembakaran dengan menggunakan minyak
tanah yang disemprotkan. Mula-mula dengan api kecil, kemudian api dibesarkan
dengan jalan menambah bahan bakar dan menaikkan tekanan kompresor.
Lakukan
pengamatan terhadap kerja dari tungku aktivasi dengan mengamati kenaikan
temperatur. Temperatur selama proses sekitar 600°C apabila temperatur telah
mencapai 600°C dan juga terlihat pada ujung pendingin tidak adanya tar (cairan
berwarna coklat) yang keluar, ditandai dengan adanya gelembung air, maka
pembakaran dipertahankan selama 3 jam. Setelah waktu tersebut proses telah
selesai.
Api
dimatikan dan tungku aktivasi (alat destilasi) dibiarkan masih tertutup dan
sampai dingin. Setelah dingin tungku dibuka dan arang yang telah diaktifkan
dikeluarkan. Lakukan penggilingan untuk mendapatkan partikel yang lebih halus,
kemudian diayak dan dikemas.
