Kelimpahan Karbon dan Silikon di Alam Sifat-Sifat Karbon dan Silikon

89 Deskrip si Unsur-Unsur Golongan Ut am a Silikon berupa padatan keras dengan struktur serupa intan, berwarna abu mengkilap dan meleleh pada 1.410°C. Silikon bersifat semikonduktor. Daya hantarnya kecil pada suhu kamar, tetapi pada suhu tinggi menjadi konduktor yang baik. Beberapa sifat fisika karbon dan silikon ditunjukkan pada Tabel 3.16.

3. Pembuatan serta Kegunaan Unsur Karbon dan Silikon

Grafit sintetis diproduksi untuk pembuatan elektrode pada industri baterai. Grafit dibuat melalui pemanasan arang minyak bumi dalam tungku listrik pada 3.500°C dengan katalis pasir dan besi. Karbon hitam seperti karbon aktif diproduksi dalam jumlah besar melalui pembakaran gas alam dan batubara tanpa oksigen. CH 4 g Δ ⎯⎯→ Cs + 2H 2 g Karbon hitam digunakan untuk industri karet dan sebagai pigmen untuk tinta hitam. Karbon amorf dan fiber grafit digunakan sebagai penguat pada suhu tinggi, seperti tungku atau tanur. Karbon ini dibuat melalui pemanasan fiber tekstil pada suhu tinggi. Intan dapat dibuat dari grafit pada suhu dan tekanan sangat tinggi menghasilkan intan buatan yang murah sebagai alat pemotong kaca dan penggilingan. Prosesnya dilakukan pada 3.000°C dan 10 5 atm dengan katalis logam transisi. Cgrafit 5 3.000 C 10 atm ° ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → Cintan Silikon dibuat melalui reduksi pasir kuarsa SiO 2 oleh karbon dalam tungku listrik pada 3.000°C. Gambar 3.35 Karbon hitam, intan, dan grafit Sumber: Chemistry,2002 T itik leleh °C T itik didih °C Massa jenis g cm –3 Keelektronegatifan Jari-jari kovalen Sifat C Si 3.550 4.827 3,51 2,5 0,77 1.410 2.355 2,33 1,8 1,77 Tabel 3.16 Sifat-Sifat Fisika Karbon dan Silikon Sumber: General Chemistry , 1990 Sekilas Kimia Intan dan Batubara Tahukah Anda sekitar 10 dari pendapatan bruto negara Indonesia berasal dari pertambangan? Intan dan batubara merupakan contoh kekayaan mineral yang terdapat di Indonesia. Intan adalah mineral mulia. Salah satu pertambangan intan di Indonesia t erdapat di pulau Kalimantan. Indonesia juga merupakan salah satu negara terbesar produsen batubara, yaitu pengekspor batubara termal ketiga terbesar di dunia setelah Australia dan Afrika Selatan. Indonesia dapat memproduksi batubara sekitar 90 juta ton per tahun. Sumber: Encarta:Reference Library, 2005; www.mpi.org.au a b Sumber: Sougou Kagashi Silikon dan karbon dapat bereaksi dengan uap air pada suhu tinggi. Persamaan reaksinya: Cs + H 2 Og Δ ⎯⎯→ COg + H 2 g Sis + 2H 2 Og Δ ⎯⎯→ SiO 2 g + 2H 2 g Gambar 3.34 a Model struktur kuarsa silikat b Kuarsa yang sesungguhnya 90 Mudah dan Akt if Belajar Kim ia unt uk Kelas XII SiO 2 A + 2Cs Δ ⎯⎯→ Si A + 2CO 2 g Untuk tujuan metalurgi, silikon dipadukan dengan besi membentuk ferosilikon Fe–Si. Paduan ini diperoleh melalui reduksi besiIII oksida bersama-sama dengan pasir kuarsa. Silikon ultramurni digunakan sebagai bahan semikonduktor padat seperti transistor, sel surya, dan chips mikro-komputer. Silikon ultramurni dibuat dari silikon tidak murni. Prosesnya adalah seperti berikut. a Silikon tidak murni hasil reduksi pasir dipanaskan dengan gas klorin membentuk SiCl 4 cairan dengan titik didih 58°C. Sis + 2Cl 2 g Δ ⎯⎯→ SiCl 4 A b SiCl 4 dicampur dengan gas H 2 dan dilewatkan melalui tabung pemanas hingga terjadi reaksi: SiCl 4 A + 2H 2 g Δ ⎯⎯→ Sis + 4HClg c Setelah dingin, silikon ultra-murni mengkristal pada permukaan batang silikon murni. Silikon yang dibuat dengan cara ini hanya memiliki pengotor 10 –8 . Kerjakanlah di dalam buku latihan. 1. Mengapa grafit bersifat lunak sehingga dipakai sebagai pelumas, padahal ikatan antarkarbon sangat kuat? 2. Mengapa silikon membentuk ikatan kovalen karbida, tetapi kalsium membentuk ikatan ion karbida? Tes Kompetensi Subbab F 3. Tuliskan persamaan setara untuk pembakaran CO dan H 2 yang dapat menerangkan mengapa campuran gas ini dapat digunakan sebagai bahan bakar. Gambar 3.36 a Silikon ultra-murni digunakan unt uk m at erial elekt ronika. b Komponen sel surya a b

G. Nitrogen, Oksigen, dan Belerang

Nitrogen berada dalam golongan VA dengan konfigurasi elektron ns 2 np 3 , sedangkan oksigen dan belerang berada dalam golongan VIA dengan konfigurasi elektron ns 2 np 4 . Nitrogen dan oksigen berupa gas diatom, sedangkan belerang berupa zat padat dengan rumus molekul S 8 .

1. Kelimpahan Nitrogen , Oksigen, dan Belerang di Alam

Nitrogen terdapat di atmosfer bumi dalam jumlah paling besar mencapai 78. Di alam, nitrogen tidak sebagai unsur bebas, tetapi membentuk gas diatom yang tidak berwarna dan tidak berbau dengan rumus molekul N 2 . Oksigen merupakan unsur yang melimpah di alam, mencapai 48 berat bagian luar bumi kerak, atmosfer, dan permukaan bumi. Sumber: Chemistry, 2000; Sougou Kagashi Kata Kunci • Ikat an kovalen • Alot rop • Am orf • Kond ukt or • Insulat or • Sem ikondukt or