Bentuk Alotrop Karbon: Intan, Grafit dan Karbon Amorf

2.7 Bentuk Alotrop Karbon: Intan, Grafit dan Karbon Amorf

Alotrop Sukardjo, 2004 adalah keberadaan suatu zat dalam dua atau lebih bentuk-bentuk yang berbeda. Bentuk-bentuk ini secara termodinamika berbeda sehingga sifat-sifat fisik dan kimianya berbeda pula. Karbon memiliki tiga bentuk alotrop yaitu: intan, grafit dan karbon amorf. Grafit dan intan merupakan dua struktur kristal karbon murni yang berbeda sedangkan karbon amorf meliputi sejumlah besar senyawa yang bagian terbesarnya adalah karbon dan tidak dapat diklasifikasikan sebagai intan dan grafit. Karbon aktif termasuk dalam karbon amorf karena memang sifat-sifatnya lebih baik menunjukkan sebagai senyawa amorf. 2.7.1 Grafit Grafit alam diklasifikasikan ke dalam tiga kelompok berdasarkan terjadinya di alam yaitu bentuk gumpalan dari lapisan-lapisan deposit, bentuk amorf batubara yang mengalami metamorfosa dan bentuk serpih-serpih kristalin dari batu-batu yang tersusun dan mengalami metamorfosa. Penambahan grafit dilakukan dengan teknik flotasi terhadap deposit-deposit grafit, baik di dalam atau di permukaan tanah. Selain dari grafit alam dapat juga disintesa seperti grafit pirolitik yang disintesa dari pirolisis hidrokarbon-hidrokarbon dengan berat molekul yang kecil pada tekanan yang rendah 4 – 6 mmHg dan temperatur 1700 – 2500 C. Grafit serat diperoleh dengan karbonisasi terkontrol dari serat-serat organik diikuti dengan pemanasan pada Junedi Ginting : Efek Larutan Elektrolit Dan Temperatur Terhadap Sifat NTC PTC karbon Tempurung Kelapa..., 2008 USU e-Repository © 2009 temperatur sekitar 2500 C. Kedua grafit sintesis ini dipakai sebagai komponen roket, pesawat terbang, elektroda alat proses dan bahan konduktor. Struktur grafit adalah heksagonal seperti terlihat pada gambar: Gambar 2.2 Struktur Grafit 2.7.2 Karbon amorf Batubara, kayu-kayuan dan materi-materi yang kandungan terbesarnya karbon merupakan sumber karbon amorf karena dengan pemrosesan berupa dekomposisi termal atau pembakaran parsial dari materi-materi akan menghasilkan berbagai bentuk karbon amorf. Metode dan kondisi dekomposisi termal akan mempengaruhi bentuk karbon amorf yang dihasilkan. Karbon aktif, kokas dan karbon hitam adalah contoh karbon amorf karena memang sifat-sifatnya lebih banyak menunjukkan sebagai senyawa amorf tetapi tidak termasuk dalam kelompok intan dan grafit. Kristalin karbon amorf dapat dibentuk melalui beberapa mekanisme. Selama pirolisis dekomposisi termal, materi sumber karbon amorf mengalami fragmentasi Junedi Ginting : Efek Larutan Elektrolit Dan Temperatur Terhadap Sifat NTC PTC karbon Tempurung Kelapa..., 2008 USU e-Repository © 2009 yang akhirnya membentuk struktur aromatik awal yang termostabil. Struktur ini mengionisasi untuk membentuk struktur aromatik berikutnya hingga terbentuk plat- plat heksagonal. Transformasi berikutnya terjadi perlahan-lahan sampai menjadi kristalit karbon amorf. Struktur hipotesis plat-plat karbon heksagonal yang terbentuk selama dekomposisi termal diperlihatkan dalam gambar berikut: a b e f g 400 C 510 C 800 C 900 C 1000 C – 1030 C c d h i 610 C 700 C 1100 C 1200 C Gambar 2.3 Susunan Atom-Atom Karbon Dalam Sebuah Plat Bidang Tunggal Kristalit yang Dibentuk pada Berbagai Temperatur Dari gambar terlihat ukuran plat karbon heksagonal semakin bertambah lebar ukurannya hingga pemanasan sampai 700 C, selanjutnya pada pemanasan yang lebih tinggi menampakkan kenaikan yang mencolok. Hal ini menjelaskan contoh fakta diatas yaitu karbon amorf yang dibuat dari selulosa. Junedi Ginting : Efek Larutan Elektrolit Dan Temperatur Terhadap Sifat NTC PTC karbon Tempurung Kelapa..., 2008 USU e-Repository © 2009

2.8 Sifat Adsorpsi Arang Aktif