KEMENTRIAN PENDIDI KAN NASIONAL UNIVERSIT

EKOLOGI PERAIRAN
PRODI

: BUDIDAYA PERAIRAN

KELOMPOK : IX
FALKUTAS

: FAKULTAS KELAUTAN DAN PERIKANAN

KEMENTRIAN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
FAKULTAS KELAUTAN DAN PERIKANAN
DARUSSALAM BANDA ACEH
2014
PENDAHULUAN

Latar Balakang
Karbon merupakan salah satu unsur dari unsur-unsur yang terdapat dalam golongan IV A dan
merupakan salah unsur terpenting dalam kehidupan sehari-hari karena terdapat lebih banyak
senyawaan yang terbentuk dari unsur karbon.

Keistimewaan karbon yang unik adalah kecenderungannya secara alamiah untuk mengikat
dirinya sendiri dalam rantai-rantai atau cincin-cincin,tidak hanya dengan ikatan tunggal, C - C ,
tetapi juga mengandung ikatan ganda C = C, serta rangkap tiga,C≡C.Akibatnya, jenis senyawa
karbon luar biasa banyaknya. kini diperkirakan terdapat sekitar dua juta jenis senyawa
karbon,dan jumlah itu makin meningkat dengan laju kira-kira lima persen per tahun.Alasan bagi
kestabilan termal rantai-rantai karbon adalah kekuatan hakiki yang tinggi dari ikatan tunggal C C.
Konfigurasi elektron karbon dalam keadaan dasar adalah (1s2 2s2 2p2) mudah terhibridasi
menghasilkan perangkat orbital sp3, atau sp2+p, atau sp+p2. Lebih dari sembilan puluh persen
senyawa karbon merupakan senyawa sintetik, sedangkan sisanya diperoleh dari mahluk hidup
(tumbuh-tumbuhan,hewan,jamur,dan mikroorganisme) serta fosil mereka (batubara dan minyak
bumi)

Sejarah Karbon

(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 karbonnitrogen.
Keunikan atom Karbon
Meskipun karbon hanyalah salah satu unsur dari sekian banyak unsur dalam sistem periodik,
tetapi atom karbon dapat terikat secara kovalen dengan atom karbon yang lain dan terhadap
unsur-unsur lain menurut beragam cara sehingga dapat membentuk beegitu banyak senyawa
yang jumlahnya hamper tak terhingga. Atom karbon dan senyawanya dapat dibedakan menjadi
enpat jenis yaitu :
a. Atom C primer : atom C yang mengikat 1 atom C yang lain
b. Atom C sekunder : atom C yang mengikat 2 atom C yang lain
c. Atom C tersier : atom C yang mengikat 3 atom C yang lain
d. Atom C kuarter : atom C yang mengikat 4 atom C yang lain
Karbon dapt membentuk lebih banyak senyawa dibandingkan unsure lain sebab atom karbbon
tidak hanya dapat membentuk ikatan-ikatan karbon tunggal, rangkap dua dan rangkap tiga,
tetapi juga bias terkait satu sama lain membentuk struktur rantai dan cincin.
Bentuk karbon
Karbon ditemukan di alam dalam tiga bentuk alotropik: amorphous, grafit dan berlian.
Diperkirakan ada bentuk keempat, yang disebut karbon “putih�. 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 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 alotropik 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..
Sifat-sifat Unsur Karbon
Karbon dioksida ditemuka di atmosfir bumi dan terlarut dalam air. Karbon juga merupakan
bahan batu besar dalam bentuk karbonat unsur-unsur berikut: kalsium, magnesium, dan besi.
Batubara, minyak dan gas bumi adalah hidrokarbon. Karbon sangat unik karena dapat
membentuk banyak senyawa dengan hidrogen, oksigen, nitrogen dan unsur-unsur lainnya.
Dalam banyak senyawa ini atom karbon sering terikat dengan atom karbon lainnya. Ada sekitar
sepuluh juta senyawa karbon, ribuan di antaranya sangat vital bagi kehidupan. Tanpa karbon,
basis kehidupan menjadi mustahil. Walau silikon pernah diperkirakan dapat menggantikan
karbon dalam membentuk beberapa senyawa, sekarang ini diketahui sangat sukar membentuk
senyawa yang stabil dengan untaian atom-atom silikon. Atmosfir planet Mars mengandung
96,2% CO2. Beberapa senyawa-senyawa penting karbon adalah karbon dioksida (CO2),

karbon monoksida (CO), karbon disulfida (CS2), kloroform (CHCl3), karbon tetraklorida (CCl4),
metana (CH4), etilen (C2H4), asetilen (C2H2), benzena (C6H6), asam cuka(CH3COOH) dan
turunan-turunan mereka.
Sifat Fisika dan Kimia Unsur Karbon
a.

b.

Sifat Fisika
 Fasa pada suhu kamar

: padat

 Bentuk kristalin

: intan dan grafit

 Massa jenis

: 2,267 g/cm³ (grafit) dan 3,513 g/cm³ (diamond)

 Titik leleh

: 4300-4700 K

 Titik didih

: 4000 K

 Densitas

: 2,267 g/cm3 (grafit) 3,515 g/cm3 (diamond)

 Kalor lebur

: 100 kJ/mol (grafit ) dan 120 kJ/mol (diamond)

 Kalor uap

: 355,8 kJ/mol

 Kalor jenis

: 8,517 J/molK (grafit) dan 6,115 J/molK (diamond)

Sifat Kimia
 Bilangan oksidasi

: 4,3,2,1,0,-1,-2,-3,-4

 Elektronegatifitas

: 2,55 (skala pauli)

 Energi ionisasi

: 1086 kJ/mol

 Energi ionisasi ke-2 : 2352,6 kJ/mol
 Energi ionisasi ke-3 : 4620,5 kJ/mol

 Jari-jati atom

: 70 pm

 Jari-jari kovalen

: 77 pm

 Jari-jari Vander Waals

: 170 pm

 konduktifitas termal : 119-165 (grafit) 900-2300 (diamond) W/mK
 Struktur Kristal

: heksagonal

Sifat Kimia yang Lain Berdasarkan Bentuk Alotrop
Alotrop adalah sifat sejumlah tertentu unsur dimana unsur ini mampu berada dalam dua
tau lebih bentuk, pada setiap alotrop atom-atom unsur tersebut berikatan dengan cara yang

berbeda sehingga membentuk modifikasi struktur yang berbeda pula. Berbagai macam alotrop
karbon adalah:
Diamond
Diamond adalah salah satu contoh alotrop yang terbaik dari karbon dan memiliki nilai
ekonomi yang tinggi, dimana sifatnya yang keras dan memiliki optikal optis sehingga banyak
dipakai dalam berbagai industri dan untuk bahan baku perhiasan. Diamond menjadi mineral
alami terkeras yang pernah ada, tidak ada unsur alam yang dapat memotong diamond maupun
menarik (merenggangkan) diamond.
Setiap karbon yang terdapat dalam diamond berikatan secara kovalen pada empat atom
karbon yang lain dalam bentuk geometri tetrahedarl. Dan tetrahedarl ini membentuk 6 cincin
karbon seperti sikloheksana dalam bentuk konformasi “kursi” sehingga hal ini mengakibatkan
tidak adanya sudut ikatan yang mengalami ketegangan. Jalinan struktur kovalen yang stabil
inilah membuat sifat diamond menjadi keras.
Panjang ikatan tunggal pada diamond adalah 0,154 nm. Dengan struktur kristal kubus
perbusat muka dan densitasnya sekitar 3,51 g/cm3. Diamond yang murni memiliki indeks
refraktori sebesar 2,465 pada 397 nm, 2.427 at 527 nm, 2.417 at 589 nm, 2.408 at 670 nm, and
2.402 at 763 nm.
Grafit
Grafit merupakan alotrop karbon. Tidak seperti diamond grafit bersifat konduktor
sehingga dapat dipakai untuk elektroda dalam proses elektrolisis. Sifat daya hantar ini

disebabkan grafit memiliki elektron dalam orbital pi yang terdelokalisasi dibawah dan diatas

bidang karbon. Ikatan yang terdapat dalam grafit adalah sp2 dengan bentuk datar/plane dengan
sudut 120 derajat. Elektron ini dapat bergerak bebas sejauh dalam lapisan karbon.
Grafit lebih reaktif dibandingkan dengan karbon, disebabkan reaktan dapat menetrasi
diantara lapisan heksagonal grafit. Tidak bereaksi dengan asam encer atau basa dan dapat
dioksidasi oleh asam kromat menjadi CO2.
Grafit tidak mencair akan tetapi mengalami sublimasi pada suhu 3500 C. Kristal grafit
memiliki dua bentuk yaitu alfa-grafit dengan bentuk heksagonal dan beta grafit dengan bentuk
rombohedral.
Grafit adalah mineral yang dapat berasal dari batuan beku, sedimen, dan metamorf. Grafit
adalah suatu modifikasi dari karbon dengan sifat yang mirip logam (penghantar panas dan listrik
yang baik). Di samping tidak cukup padat, grafit tidak terdapat dalam jumlah banyak di alam.
Oleh karena itu,untuk keperluan peralatan teknik serta pembuatan elektroda, grafit harus dibuat
secara sintetik.
Pembuatan: Grafit alam atau grafit yang dibuat dari kokas diperkecil ukurannya,
dicampur dengan ter atau resin sintetik,kemudian dipanaskan sehingga membentuk padatan
(sintering) dalam 105 cetakan.
Grafit dinamai oleh Abraham Gottlob Werner pada tahun 1789 dengan mengambil kata dari
bahasa Yunani.

Grafena
Grafena merupakan lapisan tunggal dari grafit dengan ikatan karbon sp2 membentuk
susunan seperti sarang lebah (monolayer grafit). Ikatan karbon-karbon memiliki panjang 0,142
nm. Grafena merupakan struktur dasar dari grafit, karbon nano, dan fuleren, dan dapat
didiskripsikan sebagai lapisan molekul aromatic.
Karbon Amorfos
Karbon amorfos atau disebut sebagai karbon reaktif, merupakan alotop karbon dimana
tidak memiliki struktur kristalin. Karbon amorfos biasa disingkat sebagai aC untuk karbon
amorfos yang biasa, aC:H untuk karbon amorfos yang terhidrogenasi, dan ta-C untuk
tetrahedral karbon amorfos (seperti diamond). Dalam bidang mineralogy, karbon amorfos biasa
digunakan untuk istilah coal dan jenis karbon yang tak murni selain grafit dan diamond.
Fuleren
Fuleren merupakan molekul yang keseluruhannya dibangun oleh atom karbon dalam
bentuk hollow, bulatan (sphere), ellipsoidal, atau tube. Fuleren yang berbentuk spherical disebut
buckyballs, dan yang berbentuk silinder disebut sebagai karbon nanotube atau buckytubes.

Fuleren memiliki struktur seperti grafit akan tetapi hanya dibangun dari grafena yang saling
berhubungan satu sama lain. Penemuan fuleren menjadikan alotrop karbon semakin bervariasi
dan menjadi subyek penelitan yang penting untuk elektronik, ilmu bahan, dan nanoteknoligi.
Fullerene ditemukan pada oleh Robert Curl, Harold Kroto, dan Richard Smalley di

Universitas Sussex dan Universitas Rice tahun 1985, yang dinamai berdasarkan Richard
Buckminster Fuller yang menciptakan kubah geodesic
Senyawa-senyawa Populer yang Berikatan dengan Unsur Karbon
Senyawa Anorganik Karbon
1.

Karbon monoksida(CO)
Karbon monoksida dapat dibuat secara komersil dengan hidrogen melalui pembentukan
uap kembali atau pembakaran sebagian hidrokarbon dengan reaksi:
CO2 + H2 → CO + H2O
Gas ini tidak berwarna dan mempunyai titik didih -190. Dapat digunakan sebagai bahan
bakar industri melalui reaksi:
2CO(g) +O2(g)→2CO2(g)
Gas CO juga dapat trjadi sebagai hasil samping pembakaran senyawa organik dalam
ruang kurang oksigen.
C8H18 +6O2(g) → 8CO +4H2O
Secara besar-besaran dapat dibuat dengan reaksi:
C(S) + H2O → CO +H2
Gas CO sangat berbahaya bagi manusia maupun hewan, karena CO berikatan kuat
dengan hemoglobin darah.hemoglobin berfungsi mengedarkan oksigen dari paru-paru ke
seluruh tubuh. Orang yang mengisap CO akan kekurangan oksigen dan dapat berakibat fatal.

2.

Karbon Dioksida(CO2)
Karbon dioksida mempunyai struktur molekul linier dan bersifat non polar. Gas ini larut
dalam air.terdapat diudara dan sangat penting bagi tumbuhan sebagai bahan fotosintesis serta
merupakan komponen nafas yang dikeluarkan oleh hewan ataupun manusia, karena dihasilkan
dari oksidasi makanan dalam tubuh.
CO2 dapat dibuat dengan membakar karbon senyawa hidrokarbon, atau gas CO dengan
oksigen yang cukup.
C + O2 → CO2
CH4 + 2O2 → CO2 + H2O
2CO + O2 → 2CO2

Dilaboratorium gas CO2 dapat dibuat dengan mereaksikan garam karbonat dengan asam
seperti :
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
Gas CO2 tidak beracun,tetapi konsentrasi yang terlalu tinggi dalam udara adalah tidak
sehat, karena merendahkan konsentrasi O2 dan menimbulkan efek fisikologis yang
membahayakan.
Jumlah CO2 yang sangat besar sekali. dihasilkan oleh aktifitas manusia, meningkatnya
gas CO2 dikhawatirkan atmosfer mungkin menjadi begitu panas, sehingga akan muncul
perubahan suhu yang serius yang sering juga disebut efek rumah kaca.
3.

Karbonat dan Bikarbonat
Karbonat dan bikarbonat adalah senyawa yang melimpah dan sangat berguna serta
terkenal. Kebanyakan karbonat hanya sedikit larut dalam air. Misalnya CaCO 3, BaCO3, MgCO3
dan PbCO3. Banyak bikarbonat hanya stabil dalam larutan air. Contohnya ialah Ca(HCO 3)2,
Mg(HCO)3. Semua logam IA kecuali Litium membentuk karbonat yang larut, dimana yang paling
murah dan berguna adalah NaHCO3 (Soda kue), Na2CO3 (Soda abu).

4.

Karbon Disulfida(CS2)
CS2 adalah cairan yang mudah terbakar dan dapat dipakai sebagai bahan pembuat
CCl4,dengan reaksi:
CS2 + 3Cl2 → CCl4 +S2Cl2
Keberadaan Unsur Karbon di Alam
Keberadaan karbon di alam terjadi dalam dua wujud, yang pertama dalam wujud mineral
dan yang kedua dalam wujud grafit. Intan merupakan wujud mineral dari karbon. Ini disebabkan
satu atom karbon berikatan kovalen dengan empat atom karbon lain sehingga membentuk
geometri molekul tetrahedral, molekul berkembang ke segala arah menjadi molekul yang
sangat keras. Arang, wujud grafit dari karbon, juga terikat dengan empat atom kabon yang lain,
tetapi geometri molekulnya tidak membentuk tetrahedral, karena hanya ada tiga ikatan yang
berikatan kovalen tetap sedangkan yang satu ikatan lagi membentuk ikatan kovalen sesaat
dengan atom karbon lapisan atas dan bawah secara bergantian.
Selain itu, unsur karbon di alam juga terdapat di dalam kerak bumi dalam bentuk unsur
bebas dan senyawa. Senyawa alamiah karbon yang utama adalah zat-zat organik, misalnya
senyawa organik dalam jaringan tubuh makhluk hidup baik tumbuhan maupun hewan. Selain
itu, dalam bahan yang berasal dari benda hidup seperti arang dan minyak bumi. Juga terdapat
dalam senyawa organik komersial, misalnya senyawa asam asetat (CH3COOH) dan freon
(CFC). Senyawa karbon lainnya adalah senyawa karbon anorganik, yaitu senyawa

karbondioksida (CO2) dan batuan karbonat (CO3) yang dikenal sebagai mineral seperti karbonat
dari unsur IIA (MgCO3, SrCO3, dan BaCO3). Juga kebanyakan terdapat dalam senyawa
karbonat dan bikarbonat, misalnya senyawa natrium karbonat (Na2CO3) dan natrium bikarbonat
(NaHCO3).
Di dalam kehidupan sehari-hari, karbon memang sangat berperan, terutama pada
mahluk hidup. Sebagian besar mahluk hidup mengandung atom karbon, ini dapat diketahui jika
mahluk hidup tersebut dibakar maka akan menyisakan zat yang berwarna hitam, seperti kayu
dibakar, binatang dibakar atau bahkan manusia yang terbakar. Zat hitam sisa dari pembakaran
itu adalah karbon.
Kegunaan unsur karbon
Karbon adalah suatu unsur yang sangat luwes dan berguna. Kegunaan karbon hanya
akan jelas terlihat apabila kita sebutkan satu persatu dalam berbagai bentuk kehidupan seharihari. Berdasarkan unsurnya kegunaan karbon terbagi menjadi dua, yaitu:
a.

Grafit, baik yang alamiah maupun sintetik mempunyai banyak kegunaan. Kegunaannya itu di
antaranya untuk bahan hitam dalam pensil biasa, pigmen dalam cat hitam, bahan pembuatan
krus (mangkok untuk bahan kimia), elektode untuk penggunaan pada suhu yang sangat tinggi,
pelumas kering, bila serbuk grafit didispersikan dengan minyak akan dihasilkan pelumas cair.

b.

Intan, terutama yang bernoda dan kecil-kecil digunakan dalam industri untuk membuat bubuk
penggosok yang paling keras untuk roda pengasah, ujung mata bor dan gigi gergaji.
Selain itu, karbon juga diperlukan untuk pigmen hitam di dalam tinta cetak untuk buku,
majalah dan surat kabar, kertas karbon, bahan bakar mobil, semir sepatu, penguat dan
pengeras bahan karet, ban dalam dan barang-barang karet, dan sebagai unsur penting untuk
konstruksi bermacam-macam peralatan listrik dan nuklir, mulai dari sapu penyedot debu untuk
rumah tangga sampai dinamo yang paling besar dan rektor nuklir. Busur karbon digunakan
untuk membuat radiasi tampak dan ultraviolet dalam sejumlah besar proses industri yang
bergantung pada reaksi fotokimia.
Karbon juga memiliki manfaat dibidang pertanian yaitu sebagai pembangun bahan
organik karena sebagian besar bahan kering tanaman terdiri dari bahan organik, diambil
tanaman berupa CO2.
Karbon juga berperan dalam pembuatan baja. Baja adalah logam paduan, logam besi
sebagai unsur dasar dengan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan unsur
karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat sesuai grade-nya. Fungsi karbon
dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi

kristal (crystal lattice) atom besi. Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon
adalah (titanium), krom (chromium), nikel, vanadium, cobalt dan tungsten (wolfram). Dengan
memvariasikan kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa
didapatkan. Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan kekerasan
(hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength), namun di sisi lain membuatnya menjadi
getas (brittle) serta menurunkan keuletannya (ductility).
Sedangkan kegunaan karbon berdasarkan persenyawaannya, yaitu:
Gas CO2 dalam air akan membentuk senyawa H 2CO3. Asam karbonat H2CO3, bila
ditambahkan ke dalam minuman (minuman berkarbonasi), akan memberikan rasa tajam yang
menyegarkan. Asam karbonat H2CO3, merupakan bahan baku untuk pembuatan garam-garam
karbonat.
CO2 dalam udara berfungsi untuk menjaga suhu permukaan bumi pada malam hari agar
tidak terlalu dingin. CO2 dalam udara dapat menyerap sinar infra merah (sinar yang
mengandung energi panas) dari sinar matahari yang dipantulkan bumi. Pada malam hari CO2
melepaskan infra merah tersebut ke permukaan bumi yang dingin sehingga permukaan bumi
menjadi hangat.
Kerugian Karbon
Adapun senyawa karbon mempunyai dampak negatif sebagai berikut :
 Karbon disulfida CS2, beracun bila terserap kulit serta mudah terbakar dan meledak
terutama bila mengalami gesekan,
 Karbon tetraklorida CCl4, beracun bila tertelan, terhisap, dan terserap kulit. Selain itu
pemicu terjadinya kanker,
 Sifat CO2 yang dapat menyerap sinar infra merah lalu memantulkannya kembali ke
permukaan bumi disebut efek rumah kaca (green house effect). Akan tetapi, bila kadar CO 2
terlalu besar di udara dapat mengakibatkan suhu permukaan bumi bertambah panas sehingga
terjadi pemanasan global (pemanasan yang merata di permukaan bumi). Akibat dari
pemanasan global di permukaan bumi tersebut, es di kutub akan mencair dan dapat
menimbulkan banjir di kota-kota pantai seluruh dunia.

DAFTAR PUSTAKA
Cotton, F.A. dan Wilkinson, G. 1989. Kimia anorganik I. Jakarta: Universitas Indonesia.
Green Wood, N.N dan Earshshaw, A., 1989. Chemistry of Elements. Newyork
Pergamon Press.
Keenan Kleinfelter,W. 1991. Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.
H Petruci, Ralph.1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern. Bogor.
S.Sukri.1999.Kimia Dasar III. Bandung: ITB.
Sugiyarto, Kristian H. Kimia Anorganik 1. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta