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.
Sejarah Karbon
Nama Inggris carbon berasal dari bahasa Latin carbo yang berarti batu bara dan arang.
Dalam bahasa Prancis, karbon disebut charbon, yang juga berarti arang.
Dalam bahasa Jerman, Belanda, dan Denmark, nama karbon masing-masing adalah Kohlenstoff, koolstof, dan kulstof, semuanya secara harfiah berarti batu bara.
Karbon ditemukan pada masa prasejarah dan dikenal dalam bentuk jelaga dan arang.
Berlian mungkin sudah dikenal sejak 2500 SM di Cina, sedangkan karbon dalam bentuk arang dibuat sejak zaman Romawi dengan memanaskan kayu yang dilapisi tanah liat untuk menghilangkan udara.
Pada tahun 1722, René Antoine Ferchault de Réaumur mendemonstrasikan bahwa besi bisa diubah menjadi baja melalui penyerapan beberapa zat, yang sekarang dikenal sebagai karbon.
Pada tahun 1772, Antoine Lavoisier menunjukkan bahwa berlian adalah sebentuk karbon.
Dia membakar sampel arang dan berlian dan menemukan bahwa keduanya tidak menghasilkan air dan melepaskan jumlah karbon dioksida yang sama per gramnya.
Pada tahun 1779, Carl Wilhelm Scheele menunjukkan bahwa grafit, yang dianggap sebagai bentuk timbal, ternyata identik dengan arang tetapi dengan sedikit campuran besi.
Pada tahun 1786, ilmuwan Perancis Claude Louis Berthollet, Gaspard Monge dan C. A. Vandermonde menegaskan bahwa grafit sebagian besar adalah karbon.
Antoine Lavoisier kemudian memasukkan karbon sebagai unsur dalam bukunya di tahun 1789.
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 karbonasi, 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.
Fakta Menarik tentang Karbon
Berikut adalah fakta dan informasi tentang karbon:
1. Karbon adalah unsur nonlogam yang dapat berikatan dengan dirinya sendiri dan banyak unsur kimia lainnya, membentuk lebih dari sepuluh juta senyawa. Karena kemampuannya membentuk lebih banyak senyawa dibanding unsur lainnya, karbon juga disebut sebagai “Raja Unsur Kimia”.
2. Berlian dan grafit termasuk dalam kategori bahan alami yang paling keras dan paling lunak. Satu-satunya perbedaan antara keduanya adalah struktur kristalnya.
3. Karbon murni dianggap tidak beracun, meskipun menghirup partikel halus, seperti jelaga, dapat merusak jaringan paru-paru. Grafit dan arang dianggap cukup aman untuk dimakan. Meskipun tidak beracun bagi manusia, nanopartikel karbon mematikan bagi lalat buah.
4. Karbon adalah unsur paling melimpah keempat di alam semesta (hidrogen, helium, dan oksigen ditemukan dalam jumlah yang lebih tinggi, berdasarkan massa). Karbon adalah unsur paling melimpah ke-15 di kerak bumi.
5. Senyawa karbon memiliki kegunaan yang tidak terbatas. Dalam bentuk unsurnya, berlian adalah batu permata dan digunakan untuk pengeboran/pemotongan; grafit digunakan dalam pensil, sebagai pelumas, dan untuk melindungi dari karat; sedangkan arang digunakan untuk menghilangkan racun, rasa, dan bau. Isotop Carbon-14 digunakan dalam penanggalan radiokarbon.
6. Karbon memiliki titik leleh/sublimasi tertinggi dari unsur lainnya. Titik leleh berlian adalah ~3550 °C, dengan titik sublimasi karbon sekitar 3800 °C.
7. Karbon dioksida (atom karbon ditambah dua atom oksigen) membentuk sekitar 0,04 persen dari atmosfer bumi, dan merupakan peningkatan besar dibanding masa pra-industri karena pembakaran bahan bakar fosil.
8. Berlian terbentuk pada tekanan tinggi jauh di dalam kerak bumi. Berlian berkualitas permata terbesar adalah berlian Cullinan yang ditemukan pada tahun 1905. Berlian yang belum dipotong memiliki berat 3.106,75 karat. Permata terbesar yang dipotong dari batu ini, dengan berat 530,2 karat, adalah salah satu Permata Mahkota Kerajaan Inggris dan dikenal sebagai Bintang Besar Afrika.
9. Tato pada Ötzi the Iceman, mayat berusia 5.300 tahun yang ditemukan membeku di Pegunungan Alpen, memiliki tinta yang terbuat dari karbon.[]