MAKALAH
MAKALAH
GOLONGAN KARBON
GOLONGAN KARBON
DISUSUN OLEH: DISUSUN OLEH:KELOMPOK II
KELOMPOK II
R RIIBBKKHHA A YYAANNTTI I PPAARRRRAANNGGAAN N ((11331133114411001111)) ANGRIYANIANGRIYANI AHMAD AHMAD (1313141015)(1313141015) NUR
NUR INTAN INTAN S S (1613141001)(1613141001) DYAH
DYAH AYAYUNDUNDA A PRATAPRATAMA MA PANGASTUPANGASTUTI TI (1613(16131410141003)03) KOMALA
KOMALA DEWI DEWI (1613141005)(1613141005) A
ABBDD. . RRAAHHMMAAN N ((11661133114422000055))
KELAS KIMIA NON PENDIDIKAN KELAS KIMIA NON PENDIDIKAN
URUSAN KIMIA
URUSAN KIMIA
!AKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM !AKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNI"ERSITAS NEGERI MAKASSAR
UNI"ERSITAS NEGERI MAKASSAR
201#
201#
KAT
KATA PENGA PENGANTAR ANTAR
Puj
Puji i sysyukuukur r kehkehadiadirat rat AlAllah lah SWT SWT ataatas s segsegala ala rahrahmamat-Nyt-Nya a sehsehinginggaga makalah ini dapat tersusun hingga selesai . Tidak lupa kami juga mengucapkan makalah ini dapat tersusun hingga selesai . Tidak lupa kami juga mengucapkan banyak
banyak terimakasih terimakasih atas atas bantuan bantuan dari dari pihak pihak yang yang telah telah berkontribusi berkontribusi dengandengan m
meemmbbeerriikkaan n ssuummbbaannggaan n bbaaiik k mmaatteerri i mmaauuppuun n ppiikkiirraannnnyyaa.. Dan
Dan harharapapan an kamkami i sesemogmoga a mamakalkalah ah ini ini dapdapat at menmenamambah bah pepengengetahtahuan uan dadann pengalaman
pengalaman bagi bagi para para pembaca, pembaca, ntuk ntuk ke ke depannya depannya dapat dapat memperbaiki memperbaiki bentuk bentuk m
maauuppuun n mmeennaammbbaah h iissi i mmaakkaallaah h aaggaar r mmeennjjaaddi i lleebbiih h bbaaiik k llaaggii.. !arena keterbatasan pengetahuan maupun pengalaman kami, !ami yakin masih !arena keterbatasan pengetahuan maupun pengalaman kami, !ami yakin masih banyak
banyak kekurangan kekurangan dalam dalam makalah makalah ini, ini, "leh "leh karena karena itu itu kami kami sangatsangat me
mengnghahararapkpkan an sasararan n dadan n krkrititik ik yyanang g memembmbanangugun n dadari ri pepembmbacaca a dedemimi kesempurnaa
kesempurnaan makalah n makalah ini.ini.
#akassar,
#akassar, April April $%&'$%&' Penyusun
Penyusun
!elompok (( !elompok ((
BAB II
TINAUAN PUSTAKA
A. KARBON
1. S$%&'& K&'*+
!arbon adalah salah satu unsur golongan ()A yang merupakan unsur nonlogam dan merupakan unsur penyusun senya*a-senya*a organik. Nama karbon berasal dari bahasa latin carbo yang berarti coal +charcoal yang artinya arang. !arbon pertama kali ditemukan sebagai arang di aman prasejarah, bahkan nama penemunya tidak diketahui. !arbon tidak diakui sebagai unsur hingga abad ke-&' setelah obert /oyle menyatakan bah*a unsur adalah at yang tidak dapat didekomposisi menjadi at yang lebih sederhana. Sementara itu, Antoine 0aurent 0a1oisier, perintis buku kimia Trait2 3l2mentaire de 4himie yang diterbitkan tahun &'56, menyatakan karbon sebagai unsur yang dapat teroksidasi dan dapat diasamkan.
!arbon terjadi secara alami dalam beberapa bentuk. /erlian, gra7it, dan amor7 karbon telah dikenal sepanjang sejarah tertulis, tapi tidak diketahui bah*a ketiganya adalah bentuk yang berbeda dari substansi yang sama sampai pada akhir abad ke-&5. 0a1oisier menunjukkan bah*a berlian adalah bentuk karbon pada tahun &''$. Dia membakar berlian yang sudah ditimbang dengan sampel karbon dan menunjukkan bah*a kedua at tidak menghasilkan uap air dan menghasilkan jumlah yang sama dari gas karbon dioksida per gram. !arbon merupakan unsur ke-&6 yang paling banyak terdapat di kerak bumi yaitu dengan prosentase berat %,%$'8, dan menjadi unsur paling banyak ke-9 terdapat jagat raya setelah hydrogen, helium, dan oksigen. Ditemukan baik di air, darat, dan atmos7er bumi, dan didalam tubuh makhluk hidup. !arbon membentuk senya*aan hampir dengan semua unsur terutama senya*a organik yang banyak menyusun dan menjadi bagian dari makhluk hidup.
Adapun si7at 7isis dari karbon adalah sebagai berikut: 0ambang : 4 Nomor Atom : ; <olongan : ()A Periode : $ /lok : s
#assa atom standar : &$,%%& sma !on7igurasi elektron : &s$ $s$$p$ #assa jenis : $,$; g=cm>? Titik lebur : ?5$@ ! Titik didih : @&%% !
ntalpi penguapan : -'&@ kB=mol>& !apasitas kalor : %.'%6 B .g-&. !-&
lektronegati1itas : $,@@
Potensial ionisasi : &&,$;% 1olt Bari-jari atom : %,6& C
Adapun si7at khas dari atom karbon diantaranya adalah sebagai berikut: a Atom !arbon memiliki 9 elektron 1alensi. Atom karbon memiliki
empat elektron 1alensi, keempat elektron 1alensi tersebut dapat membentuk empat ikatan ko1alen melalui penggunaan bersama pasangan elektron dengan atom-atom lain.
b Atom - atom karbon dapat mengadakan katenasi yaitu kemampuan untuk membentuk rantai karbon. Ada dua bentuk rantai karbon, yaitu terbuka +ali7atik, yang terdiri atas rantai lurus dan rantai bercabang dan tertutup +siklik. Akibat dari katenasi itu adalah timbulnya peristi*a isomeri, yaitu at - at kimia yang mempunyai rumus
molekul yang sama tetapi rumus strukturnya berbeda.
c nsur karbon dapat membentuk ikatan-ikatan kimia yang kuat, baik sebagai ikatan tunggal, ikatan rangkap atau sebagai ganda tiga. (ni terbukti dari besarnya energi ikatan yang dapat kita lihat di ba*ah ini : (katan tunggal : 4 - 4 dengan enegi ikatan : ?@; kB &Emol
(katan rangkap: 4F4 dengan energi ikatan @65kB &Emol (katan ganda tiga: 4F4 dengan energi ikatan: 5&? kB &Emol (katan tunggal: 4 - G dengan energi ikatan : 9&; kB &Emol
!arbon ditemukan di alam ditemukan dalam tiga bentuk alotropik, yaitu, gra7it, intan, 7ulerena.
Adapun si7at-si7at karbon berdasarkan alotropiknya antara lain:
G'&-,
G'&-, berstruktur lapisan yang terdiri atas cincin atom karbon
beranggotakan ; yang mirip cincin benen yang terkondensasi tanpa atom hydrogen. Barak karbon-karbon dalam lapisan adalah &9$ pm dan ikatannya memiliki karakter ikatan rangkap analog dengan senya*a aromatik. !arena jarak antar lapisan adalah ??@ pm dan lapis-lapis tersebut diikat oleh ikatan yang relati7 lemah yakni gaya 1an der Waals, lapisan-lapisan ini dengan mudah akan saling menggelincir bila dikenai gaya. Gal inilah yang merupakan asal mula si7at lubrikasi gra7it. /erbagai molekul, seperti logam alkali, halogen, halida logam, dan senya*a organik dapat menginterkalasi lapisan gra7it dan membentuk senya*a interkalasi. <ra7it memiliki si7at semi-logam, kondukti1itasnya +&%-? Hcm paralel dengan lapisan dan hantarannya
sekitar &%% kali lebih kecil dalam arah tegak lurus lapisan.
Struktur gra7it I+&+
Strukturnya disebut struktur ,+&+. Sel satuan intan terdiri atas 5 atom
karbon dan setiap atom karbon berkoordinasi 9 berbentuk tetrahedral. (ntan adalah at terkeras yang dikenal, dengan kekerasan &% #hos. (ntan dengan hantaran panas sangat tinggi *alaupun secara listrik bersi7at insulator. Walaupun dulunya sumber padatan yang berharga ini
hanya yang terbentuk secara alami, intan industrial kini secara komersial banyak dihasilkan dengan proses pada suhu tinggi +&$%%o4
atau lebih tinggi dan tekanan tinggi +@ <Pa atau lebih dari gra7it dengan katalis logam. Akhir-akhir ini, lapis tipis intan telah dibuat dengan pirolisis hidrokarbon pada suhu relati1e rendah +sekitar 6%% o4
dan tekanan yang juga relati7 rendah +sekitar &%$ Pa, dan digunakan untuk penggunaan sebagai pelapis.
Struktur intan
!$'$+
!$'$+ adalah nama generik untuk alotrop karbon ? dimensi, dengan
molekul 4;% yang berbentuk bola sepak merupakan contoh khas
+<ambar 9.;. . . Smalley, G. W. !roto dkk mendeteksi 4;%dalam
spektrum massa produk pemanasan gra7it dengan laser pada tahun &65@, dan isolasi 7uleren dari apa yang disebut jelaga I soot I dilaporkan
pada &66&. Strukturnya adalah ikosahedral terpancung +di sudut-sudutnya dan antar atom karbonnya ada karakter ikatan rangkap. Juleren larut dalam pelarut organik, dalam benen larutannya be*arna ungu. /iasanya, 7uleren diisolasi dan dimurnikan dengan kromatogra7i. /erbagai riset dalam kereakti7an dan si7at 7isik 7uleren misalnya si7at superkonduktornya sangat populer. Selain 4;%, 4'%dan karbon nanotube
Struktur 4;%.
3. &'& P$&&+ K&'*+
!arbon dapat dibuat dengan cara alami maupun dengan buatan manusia dalam skala laboratorium. /erikut adalah cara pembuatan karbon.
&) K&'*+ ,& $+&+ $'$&7,7&+ 8*7$ $+&+ ,,8& S,O2
!arbon terdapat dialam sebagai gra7it . <ra7it buatan dengan mereaksikan coke dengan silica Si"$ dengan reaksi seba@Tgai berikut:
Si"$ ?4 K Si4 Si +g 4 +graphite +berlangsung pada suhu
$@%% ℃ .
) P$&&+ K&'*+ A7,-
!arbon akti7 merupakan bahan kimia yang saat ini banyak digunakan dalam industri yang menggunakan proses absorbsi dan puri7ikasi. !arbon akti7 adalah nama dagang untuk arang yang mempunyai porositas tinggi, dibuat dari bahan baku yang mengandung at arang. 4ontoh dari bahan baku pembuatan karbon akti7 ini adalah
dari kulit singkong dan tempurung kelapa.
!arbon akti7 merupakan salah satu adsorben yang paling sering digunakan pada proses adsorpsi. Gal ini disebabkan karena karbon akti7 mempunyai daya adsorpsi dan luas permukaan yang lebih baik dibandingkan adsorben lainnya. !arbon akti7 yang baik haruslah memiliki luas area permukaan yang besar sehingga daya adsopsinya juga akan besar.
4. S$+9&& ; S$+9&& P$+,+ U+' K&'*+ &) !arbon monoksida+4"
!arbon monoksida dapat dibuat secara komersil dengan hidrogen melalui pembentukan uap kembali atau pembakaran sebagian hidrokarbon dengan reaksi:
4"$ G$ K 4" G$"
<as ini tidak ber*arna dan mempunyai titik didih -&6%. Dapat digunakan sebagai bahan bakar industri melalui reaksi:
$4"+g "$+g K $4"$+g
<as 4" juga dapat trjadi sebagai hasil samping pembakaran senya*a organik dalam ruang kurang oksigen.
45G&5 ;"$+g K 54" 9G$"
Secara besar-besaran dapat dibuat dengan reaksi: 4+S G$" K 4" G$
<as 4" sangat berbahaya bagi manusia maupun he*an, karena 4" berikatan kuat dengan hemoglobin darah.hemoglobin ber7ungsi
mengedarkan oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh. "rang yang mengisap 4" akan kekurangan oksigen dan dapat berakibat 7atal.
) !arbon Dioksida+4"$
!arbon dioksida mempunyai struktur molekul linier dan bersi7at non polar. <as ini larut dalam air.terdapat diudara dan sangat penting bagi tumbuhan sebagai bahan 7otosintesis serta merupakan komponen na7as yang dikeluarkan oleh he*an ataupun manusia, karena dihasilkan dari oksidasi makanan dalam tubuh.
4"$ dapat dibuat dengan membakar karbon senya*a hidrokarbon, atau gas 4" dengan oksigen yang cukup.
4 "$ K 4"$
4G9 $"$ K 4"$$ G$"
$4" "$ K $4"$
Dilaboratorium gas 4"$ dapat dibuat dengan mereaksikan garam karbonat dengan asam seperti :
4a4"? $G4l K 4a4l$ G$" 4"$
<as 4"$ tidak beracun,tetapi konsentrasi yang terlalu tinggi dalam
udara adalah tidak sehat, karena merendahkan konsentrasi "$ dan
menimbulkan e7ek 7isikologis yang membahayakan.
Bumlah 4"$ yang sangat besar sekali. dihasilkan oleh akti7itas
menjadi begitu panas, sehingga akan muncul perubahan suhu yang serius yang sering juga disebut e7ek rumah kaca.
c !arbonat dan /ikarbonat
!arbonat dan bikarbonat adalah senya*a yang melimpah dan sangat berguna serta terkenal. !ebanyakan karbonat hanya sedikit larut dalam air. #isalnya 4a4"?, /a4"?, #g4"? dan Pb4"?. /anyak bikarbonat
hanya stabil dalam larutan air. 4ontohnya ialah 4a+G4"?$,
#g+G4"?. Semua logam (A kecuali 0itium membentuk karbonat
yang larut, dimana yang paling murah dan berguna adalah NaG4"?
+Soda kue, Na$4"? +Soda abu.
d !arbon Disul7ida+4S$
4S$ adalah cairan yang mudah terbakar dan dapat dipakai sebagai
bahan pembuat 44l9,dengan reaksi:
4S$ ?4l$ K 44l9 S$4l$
5. P$++&&+ K&'*+ D&& K$,<&+
Ada banyak kegunaan terbatas karbon dalam bentuk unsurnya. Tapi setelah menggabungkan dengan unsur lain, berubah dirinya menjadi at yang berguna untuk berbagai hal antara lain :
1. !arbon digunakan sebagai dasar untuk tinta printer inkjet.
2. !arbon, dalam bentuk karbon dioksida, digunakan dalam pembuatan
banyak minuman bersoda dan berkarbonasi. Gal ini juga digunakan dalam alat pemadam kebakaran.
3. s kering, yang merupakan bentuk padat karbon dioksida, digunakan
sebagai at pendingin.
4. Jreon, digunakan dalam sistem pendingin dan perangkat seperti kulkas
dan A4.
5. !arbon juga digunakan untuk memproduksi banyak perangkat tahan
panas dan alat-alat dan pemotong logam. Gal ini digunakan sebagai alat dekorati7 dalam banyak item perhiasan.
6. !arbon monoksida, diekstraksi melalui proses metalurgi, digunakan
sebagai reduktor untuk mendapatkan banyak unsur dan senya*a.
#. )egetal karbon, yang merupakan bentuk amor7 karbon, digunakan
sebagai agen pemutihan dan gas penyerap.
=. !arbon digunakan dalam pelek mobil sebagai pigmen asap hitam. >. !alsium karbida digunakan sebagai agen las untuk memotong logam,
dalam penyusunan asetilena dan senya*a organik lainnya.
/eberapa kegunaan lain dari karbon tergantung pada bentuk mereka adalah: ;. <raphite: <ra7it adalah salah satu at paling lembut dan merupakan
alotrop karbon. Ada banyak kegunaan industri gra7it, seperti dalam bentuk kokas, yang digunakan dalam produksi baja, sebagai pelumas untuk mesin dan mesin dan sebagai bahan menulis, dalam bentuk timbal untuk pensil.
'. Diamond: Diamond, yang merupakan alotrop karbon lain, adalah substansi yang paling sulit dikenal dikenal manusia. /erlian secara komersial digunakan untuk membuat perhiasan. !arena batuan kristal jarang terjadi di alam, berlian sangat berharga. Selain perhiasan, berlian juga digunakan untuk membuat instrumen pemotong karena
kekerasan mereka.
5. 4arbon Dating: (ni adalah metode yang digunakan untuk menentukan umur 7osil akurat dan mineral yang telah ditemukan terkubur selama berabad-abad di kerak bumi. Ada banyak isotop karbon yang digunakan untuk tujuan ini, isotop radioakti7 utama menjadi karbon -&9. Alasan utama mengapa karbon dipilih untuk teknik ini adalah kenyataan bah*a kehidupan didasarkan pada berbagai senya*a karbon dan memiliki isotop radioakti7, yang membuatnya mudah untuk menentukan umur 7osil.
6. !arbon di Tubuh: Tubuh manusia mengandung sejumlah besar unsur ini yang digunakan untuk berbagai 7ungsi. !arbon merupakan makronutrien dan hadir di setiap bagian tubuh. !arbon dioksida dalam darah memainkan peran penting dalam tubuh karena membantu dalam mempertahankan pG darah.
B. SILIKON
Da1y pada tahun &5%% menganggap silikon sebagai senya*a, daripada suatu unsur. Sebelas tahun kemudian pada tahun &5&&, <ay 0ussac dan Thenard berpendapat bah*a Silikon +0atin: silicium merupakan unsur kimia
yang mempunyai simbol S, dan nomor atom Silikon merupakan unsur kedua
paling berlimpah setelah oksigen, di dalam kerak /umi Silikon mencapai hampir $@,'8 . nsur kimia ini ditemukan oleh Bons Bakob /erelius. Silikon dialam terdapat dalam bentuk tanah liat, granit, kuarta dan pasir, kebanyakan dalam bentuk silikon dioksida +dikenal sebagai silika dan dalam bentuk silikat.
Silikon adalah unsur yang paling melimpah kedua di kerak bumi setelah oksigen. Sebagian besar silikon ada sebagai komponen batu silikat dan unsur bebasnya tidak ditemukan di alam. "leh karena itu, silikon dihasilkan dengan
mereduksi kuarsa dan pasir dengan karbon berkualitas tinggi dengan menggunakan tungku listrik. Silikon dengan kemurnian tinggi dihasilkan dengan reduksi SiG4l? dengan menggunakan hidrogen. SiG4l? dihasilkan dengan melakukan hidrokhlorasi silikon berkemurnian rendah diikuti dengan pemurnian. Silikon yang digunakan untuk semikonduktor dimurnikan lebih
lanjut dengan metoda pelelehan berona kristal 4ochralski. !ristal silikon +mp &9&% o4 memiliki kilap logam dan mengkristal dengan struktur intan. Ada tiga isotop silikon, $5Si +6$.$? 8, $6Si +9.;'8, dan ?%Si +?.&%8. Sebab spin intinya ( F &E$, $6Si digunakan dalam studi N# senya*a silikon organik atau silikat +N# padatan. Silikat dan senya*a organosilikon menunjukkan 1ariasi struktur. /ab 9.? +c mendeskripsikan si7at silikat. !imia organosilikon merupakan area riset dalam kima anorganik yang sangat akti7. !imia silikon berkembang dengan pesat sejak perkembangan proses industri untuk menghasilkan senya*a organosilikon dengan reaksi langsung metil khlorida 4G?4l dengan kehadiran katalis tembaga. Proses historis ini ditemukan oleh . <. ocho* tahun &69@. esin silikon, karet silikon, dan minyak silikon digunakan di banyak aplikasi. Akhir-akhir ini, senya*a silikon telah digunakan dengan meluas dalam sintesis organik selekti7. Walaupun silikon adalah unsur tetangga karbon, si7at kimianya sangat berbeda. 4ontoh
yang sangat terkenal kontras adalah antara silikon dioksida Si"$ dengan struktur ?-dimensi, dan gas karbon dioksida, 4"$. Senya*a pertama dengan ikatan ganda silikon-silikon adalah +#es$SiFSi+#es$ +#es adalah mesitil 4;G$+4G?? dilaporkan tahun &65&, kontras dengan ikatan rangkap karbon-karbon yang sangat banyak dijumpai. Senya*a seperti ini digunakan untuk menstabilkan ikatan yang tidak stabil dengan substituen yang meruah +kestabilan kinetik.
Silikon murni ber*ujud padat seperti logam dengan titik lebur &9&%%4.
silikon dikulit bumi terdapat dalam berbagai bentuk silikat, yaitu senya*a silikon dengan oksigen. nsur ini dapat dibuat dari silikon dioksida +Si"$
yang terdapat dalam pasir, melalui reaksi:
Si"$+s $4+s K Si+s $4"+g
Silikon murni berstruktur seperti (ntan + tetrahedral sehingga sangat keras dan tidak menghantarkan listrik, jika dicampur dengan sedikit unsur lain, seperti alumunium +Al atau boron +/. silikon bersi7at semikonduktor +sedikit menghantarkan listrik, yang diperlukan dalam berbagai peralatan, elektronik, seperti kalkulator dan !omputer. (tulah sebabnya silikon merupakan at yang sangat penting dalam dunia modern. ntuk itu dibutuhkan silikon yang kemurniannya sangat tinggi dan dapat dihasilkan dengan reaksi:
Si4l9+g $G$+g K Si+s 9G4l+g
Bari-jari silikon lebih besar dari karbon, sehingga tidak dapat membentuk ikatan L +rangkap dua atau tiga sesamanya, hanya ikatan tunggal +M. !arena itu silikon tidak reakti7 pada suhu kamar dan tidak bereaksi dengan asam, tetapi dapat bereaksi dengan basa kuat seperti Na"G.
Pada suhu tinggi, silikon dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk hidrida, dan dengan halogen membentuk halide, seperti:
Si+s $G$ K SiG9
Si+s $4l$ K Si4l9
/atuan dan mineral yang mengandung silikon, umumnya merupakan at padat yang mempunyai titik tinggi, keras, yang setiap keping darinya merupakan suatu kisi yang kontinu terdiri dari atom-atom yang terikat erat. Sebuah contoh dari at padat demikian, adalah silikon dioksida, yang terdapat dialam dalam bentuk kuarsa, aOata +akik, pasir, dan seterusnya.
1. S$' D&+ U+' D&', S,,7*+
Silikon terdapat di matahari dan bintang-bintang dan merupakan komponen utama satu kelas bahan meteor yang dikenal sebagai aerolites.
(a juga merupakan komponen tektites, gelas alami yang tidak diketahui
asalnya.
Silikon membentuk $@.'8 kerak bumi dalam jumlah berat, dan merupakan unsur terbanyak kedua, setelah oksigen. Silikon tidak ditemukan bebas di alam, tetapi muncul sebagian besar sebagai oksida dan sebagai silikat. Pasir, Ouart, batu kristal, amethyst, agate, 7lint, jasper dan opal adalah beberapa macam bentuk silikon oksida. <ranit, hornblende, asbestos, 7eldspar, tanah liat, mica, dsb merupakan contoh beberapa mineral silikat.
Silikon dipersiapkan secara komersil dengan memanaskan silika dan karbon di dalam tungku pemanas listrik, dengan menggunakan elektroda karbon. /eberapa metoda lainnya dapat digunakan untuk mempersiapkan unsur ini. Amorphous silikon dapat dipersiapkan sebagai
bubuk cokelat yang dapat dicairkan atau diuapkan. Proses 4ochralski biasanya digunakan untuk memproduksi kristal-kristal silikon yang digunakan untuk peralatan semikonduktor. Silikon super murni dapat dipersiapkan dengan cara dekomposisi termal triklorosilan ultra murni dalam atmos7ir hidrogen dan dengan proses 1acuum 7loat one.
2. P$,&&+ D&+ &'& M$+&<&7&+?M$*$ S,,7*+
Dalam pembuatan silikon itu terbilang sederhana. #ineral silika yang telah dimasukkan ke dalam larutan kalsium klorida +4a4l dipanaskan hingga suhu 5@%o 4elsius. Atom oksigen yang ada di dalam
silika akan berubah menjadi ion oksida. Akibatnya, secara perlahan silika akan menjadi silikon. (ni cara terbaik dan termurah untuk membuat silikon,Q kata Toshiyuki Nohira, !etua Tim Peneliti.
Sebelumnya, teknologi pembuatan silikon terbilang rumit. Selain meman7aatkan silika, beberapa unsur seperti seng +Rn, besi +Je, dan timbel +Pb harus digunakan dalam reaksi kimia*i pembuatannya. Proses ini baru berjalan pada suhu yang sangat tinggi +$.%%%o 4elsius. Temuan
0aboratorium /ahan #ineral ni1ersitas !yoto itu menjadi alternati7 menarik kalangan industri.
4ara lain untuk memperoleh silikon salah satunya melalui proses berikut :
&) Proses reduksi ini dilangsungkan di dalam tungku listrik pada suhu
?%%% 4. eaksi yang Silikon dibuat dengan mereduksi kuarsa +Ouart atau sering disebut juga dengan silika ataupun silikon dioksida dengan kokas +4. terjadi adalah:
S,O2(l) @ 2(s) ;;; S,(l) @ 2O2
b Silikon yang diperoleh kemudian didinginkan sehingga diperoleh padatan silikon. Namun silikon yang diperoleh dengan cara ini belum
dalam keadaan murni. Agar diperoleh silikon dalam bentuk murni dia*ali dengan mereaksikan padatan silikon yang diperoleh melalui cara di atas direaksikan dengan gas klorin +4l$, sesuai reaksi berikut:
S,(s) @ 2(g) ;;; S,4(g)
c. <as Si4l9 ini mememiliki titik didih @5 4. ap yang terbentuk
kemudian dile*atkan melalui sebuah tabung panas berisi gas G$
sehingga terbentuk Si, berikut reaksinya:
S,4(g) @ 2H2(g) ;;; S,(s) @ 4H()
d. Padatan Si yang terbentuk berupa batangan yang perlu dimurnikan lebih lanjut denan cara pemurnian ona +ona re7ining.Pada pemurnian ona batangan silikon tidak murni secara perlahan dile*atkan ke ba*ah melalui kumparan listrik pemanas yang terdapat pada ona lebur. !arena pemanasan maka batang silikon tidak murni akan mengalami peleburan. Seperti pada si7at koligati7 larutan tentang pemurnian titik lebur larutan dimana titik lebur larutan adalah lebih rendah dibandingkan titik lebur pelarut murni. Pemurnian silikon anolog dengan hal tersebut, silikon murni di anggap sebagai pelarut sedangkan leburan silikon yang mengandung pengotor dianggap sebagai larutan. /erdasarkan si7at koligati7 larutan maka titik lebur silikon murni akan akan lebih tinggi dibanding titik lebur silikon yang tidak murni +bagian yang mengandung pengotor. Gal ini menyebabkan pengotor cenderung mengumpul disilikon yang mengandung pengotor +bagian atas pada ona peleburan. Selama permurnian ona berlangsung maka bagian ba*ah yang merupakan silikon murni akan bertambah banyak sedangkan bagian atas semakin sedikit. Pengotor yang ada akan terkonsentrasi pada bagian yang sedikit tersebut.
Setelah leburan mengalami pembekuan maka akan diperoleh suatu batangan dimana salah satu ujung merupakan silikon paling murni sedangkan silikon yang lain merupakan silikon yang dipenuhi dengan pengotor atau bagian silikon yang paling tidak murni. Walaupun
demikian terkadang bagian yang paling murni dari silikon ada pada bagian atas sedangkan bagian yang paling tidak murni berada pada
bagian ba*ah. /agian yang murni dan tidak murni dapat dipisahkan dengan cara pemotongan.
3. K$+&&+ S,,7*+ &) /agi #anusia
& Segi (ndustri
Silikon adalah salah satu unsur yang berguna bagi manusia. Dalam bentuknya sebagai pasir dan tanah liat, dapat digunakan untuk
membuat bahan bangunana seperti batu bata. (a juga berguna sebagai bahan tungku pemanas dan dalam bentuk silikat ia digunakan untuk membuat enamels +tambalan gigi, pot-pot tanah liat, dsb. Silika sebagai pasir merupakan bahan utama gelas. <elas dapat dibuat dalam berbagai macam bentuk dan digunakan sebagai *adah, jendela, insulator, dan aplikasi-aplikasi lainnya. Silika ada dalam abu hasil pembakaran tanaman dan tulang belulang manusia. Silikon tetraklorida dapat digunakan sebagai gelas iridize.
Penggunaan penting dari silikon adalah dalam pembuatan transistor, chips, komputer dan sel surya. ntuk tujuan itu diperlukan silikon ultra murni. Silikon juga digunakan dalam berbagai jenis alise dengan besi +baja. Sedangkan senya*a silikon
digunakan dalam industri. Silica dan silikat digunakan untuk membuat gelas, keramik, porselin dan semen.
$ !esehatan +Pencegah "steoporosis
!ecepatan pergantian tulang sangatlah penting. Bika keluar dari keseimbangannya maka akan menghasilkan kehilangan massa tulang dan osteoporosis. /anyak peneliti saat ini mengacu kepada kecepatan pergantian tulang pasien *anita sebagai indikator dari osteoporosis. Walaupun suplementasi silicon tidaklah mengurangi kehilangan massa tulang secara berarti, namun dapat dipertimbangkan untuk menggunakan suplementasi silicon bersamaan dengan terapi sulih hormon untuk mencegah
osteoporosis.
Silicon juga terkonsentrasi di dalam jaringan penghubung pembuluh darah, tulang ra*an, rambut dan kulit. "leh karena itu, para peneliti percaya bah*a silicon memainkan peran penting
didalam jalinan struktur dinding pembuluh darah dan tulang. Atherosclerosis +Penyumbatan dan pengerasan arteri yang disebabkan oleh plak kolesterol dan pertumbuhan jaringan arteri yang abnormal secara signi7ikan menurunkan tingkat silicon didalam dinding arteri. Tingkat silicon berkurang persis sebelum plak terbentuk, dimana hal ini menunjukkan bah*a de7isiensi silicon tidak bisa dipisahkan dari kelemahan dinding pembuluh darah.
Ada begitu banyak 7aktor, termasuk nutrisi, hormon, olah raga, merokok, minum alkohol dan genetik yang berperan didalam penyakit osteoporosis dan penyakit cardio1askular pada manusia. Pencegahan terhadap penyakit-penyakit kronis ini membutuhkan nutrisi, termasuk silicon. Da7tar makanan dan nutrisi yang direkomendasikan bagi penderita osteoporosis secara mencolok menyerupai apa yang direkomendasikan bagi penderita penyakit cardio1askular.
) B&, T&+
nsur berman7aat merupakan unsur yang berguna bagi pertumbuhan tanaman tetapi tidak memenuhi kaidah unsur hara esensial karena jika unsur ini tidak ada, Silikon +Si merupakan unsur kedua terbanyak setelah oksigen +" dalam kerak bumi dan Si juga berada dalam jumlah yang banyak pada setiap tanah. /eberapa kajian menjelaskan bah*a Si memiliki beberapa peran penting terhadap tanaman tertentu seperti padi +"rya sati1a, jagung +Rea mays, dan tebu +Saccharum o77icinarum. Tebu merupakan salah satu monokotil akumulator Si yaitu tanaman yang serapan Si-nya melebihi serapannya terhadap air. Selama pertumbuhan +& tahun, tebu menyerap Si sekitar @%%-'%% kg per ha lebih tinggi dibanding unsur-unsur lainnya.
8) B&, H$&+
Percobaan laboraturium pada anak ayam dan anak tikus menunjukkan bah*a silikon sangatlah penting bagi pertumbuhan kerangka tubuh yang normal. Tulang adalah sebuah materi yang 7leksibel yang terbuat dari kristal apatite +#ineral !alsium-Jos7or. Substansi ini juga
meningkatkan mineralisasi tulang dan deposit kalsium di dalam tulang, yang berarti tulang akan bertumbuh dengan cepat dan kuat.
. GERMANIUM
1. S$%&'& G$'&+,
!eberadaan unsur germanium telah ditemukan sekitar &%% tahun yang lalu oleh ahli kimia usia, #endelee1 "mitri.Sementara pada tahun &55;, seorang kimia*an Berman, 4lemens Winkler, membuat analisis kimia bijih argyrodite, melihat pada penyelesaian analisisnya bah*a jumlah semua bahan tidak menambahkan ke jumlah sebelumnya. Dalam upaya untuk
menemukan substansi yang hilang, ia mengembangkan dan bereksperimen dengan beberapa tes sampai akhirnya ia berhasil mengisolasi itu. Dalam analisis berikutnya ia menemukan bah*a itu cocok deskripsi dari elemen #endelee1 sebelumnya disebut Iekasilicon.I Winkler memutuskan untuk memberi nama unsur baru germanium, sebagai penghormatan kepada tanah airnya
2. S,-& !,, &+ S,-& K,,& G$'&+,
<ermanium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang unsur +<e dan nomor atom ?$. nsur ini logam yang putih keabu-abuan, massa atomnya '$.;9 gEmol. Dalam bentuknya yang murni, germanium berbentuk kristal dan rapuh. <ermanium merupakan bahan semikonduktor yang penting. Tehnik pengilangan-ona + zone-refining techniques memproduksi germanium kristal untuk semikonduktor dengan
kemurnian yang sangat tinggi. ciri-ciri 7isik dan ciri-ciri atom germanium adalah sebagai berikut:
,',/8,', !,,7
Jasa : Padat
#assa Benis : @.?$? gEcm #assa jenis cair pada titik lebur : @.;% gEcm Titik lebur : &$&&.9% ! Titik Didih : ?&%; !
!alor peleburan : ?;.69 kBEmol !alor penguapan : ??9 kBEmol
,',/8,', A*
/ilangan "ksidasi : 9
lektronegati1itas : $.%& +skala pauling nergy ionisasi : ke-& ';$ kBEmol
ke-$ &@?'.@ kBEmol ke-? ??%$.& kBEmol jari-jari atom : &$@ pm
Bari-jari ko1alen : &$$ pm
3. K$,<&&+ G$'&+, , A&
0ogam ini dapat ditemukan:
Argirodite, sul7ide germanium dan perak <ermanite, yang mengandung 58 unsure ini /iji seng
/atu bara
#ineral-mineral lainnya
<ermanium murni ditemukan dalam bentuk yang keras, berkilauan, ber*arna putih keabu-abuan, tapi merupakan metalloid yang rapuh. <ermanium stabil di udara dan air pada keadaan yang normal, dan sukar bereaksi dengan alkali dan asam, kecuali dengan asam nitrat.
4. S$+9&&/S$+9&& G$'&+,
<ermanium tidak larut dalam asam dan basa encer, tetapi larut perlahan dalam asam sul7at pekat dan bereaksi keras dengan alkali cair untuk menghasilkan germinates + $-. <ermanium terjadi terutama di bilangan oksidasi 9, meskipun banyak senya*a yang dikenal dengan keadaan oksidasi $. "ksidasi lainnya jarang terjadi seperti ? ditemukan dalam senya*a.
Dua germanium oksida dikenal yaitu <ermanium dioksida +<ermania dan monoksida germanium <". Dioksida ini dapat diperoleh dengan pemanggangan sul7ide germanium dan merupakan bubuk putih yang hanya sedikit larut dalam air tetapi bereaksi dengan alkali untuk membentuk germinates. #onoksida, oksida germaous dapat diperoleh dengan reaksi suhu tinggi dari dengan logam <e. Senya*a biner lainnya, kalkogen juga
dikenal seperti disulpida , diselenide dan monosul7ida <S, selenide <eSe, dan telluride <eTe. /entuk sebagai endapan putih ketika hydrogen sul7ide dile*atkan melalui larutan asam kuat yang mengandung <e +(). Disul7ide ini lumayan larut dalam air dan dalam larutan alkali kaustik atau sul7ida basa. Tetapi tidak larut dalam air asam.
<ermanium klorida diperoleh sebagai cairan ber*arna merah, mendidih pada 5?U 4 dengan pemanasan logam dengan klorin. Senya*a-senya*a
germanium yang lainnya adalah bismuth germanae, tetra ethil germane, tetra metal germane.
5. P$&&+ G$'&+,
nsur ini diambil secara komersil dari debu-debu pabrik pengolahan bijih- bijih seng, dan sebagai produk sampingan beberapa pembakaran batubara. <ermanium dapat dipisahkan dari logam-logam lainnya dengan cara distilasi 7raksi tetrakloridanya yang sangat reakti7. Tehnik ini dapat memproduksi germanium dengan kemurnian yang tinggi.
6. K$+&&+ &+ B&&9& G$'&+,
a. !egunaan
!etika germanium didoping dengan arsenik, galium atau unsur-unsur lainnya, ia digunakan sebagai transistor dalam banyak barang elektronik. !egunaan umum germanium adalah sebagai bahan semikonduktor. !egunaan lain unsur ini adalah sebagai bahan pencampur logam, sebagai 7os7or di bola lampu pijar dan sebagai katalis. <ermanium dan germanium oksida tembus cahaya sinar in7ra merah dan digunakan dalam spekstroskopi in7ra mera dan barang-baran optik lainnya, termasuk pendeteksi in7ra merah yang sensiti7. (ndeV re7raksi yang tinggi dan si7at dispersi oksidanya telah membuat germanium sangat berguna sebagai lensa kamera wide-angle dan microscope objectives. /idang studi kimia organo germanium
berkembang menjadi bidang yang penting. /eberapa senya*a germanium memiliki tingkat keracunan yang rendah untuk mamalia, tetapi memiliki keakti7an terhadap beberap jenis bakteria, sehingga membuat unsur ini sangat berguna sebagai agen kemoterapi.
<ermanium dipandang sebagai pengganti potensial untuk silicon pada chip mini. !egunaan lain dalam elektronika termasuk pos7or di lampu neon. <ermanium transistor masih digunakan di beberapa pedal e7ek oleh musisi yang ingin memproduksi karakter nada khas. <ermanium dioksida juga digunakan dalam katalis untuk polimerisasi dalam produksi polyethylene terephtalate. Selain itu juga germanium telah mendapatkan popularitas dalam beberapa tahun terakhir terkenal karena kemempuannya untuk meningkatkan 7ungsi system kekebalan tubuh pada pasien kanker. (ni tersedia di Amerika Serikat sebagai suplemen makanan dalam bentuk kapsul, oral atau tablet, dan juga telah ditemukan sebagai larutan injeksi. Sebelumnya bentuk anorganik, khususnya garam sitrat-laktat, menyebabkan sejumlah kasus dis7ungsi ginjal, steatosis hati
<ermanium anorganik mampu melindungi tubuh dari pertumbuhan tumor dan kanker ganas dengan jalan memperkuat sistem imun. <ermanium dibutuhkan oleh tubuh, dalam satu hari minimal & mg. Seperti halnya selenium, germanium juga termasuk ke dalam golongan trace mineral.
<ermanium organik melindungi diri dari akumulasi amyloid, suatu produk oksidati7 radikal bebas +berdasarkan riset pada tikus. !elebihan amyloid akan menyebabkan amyloidosis, yaitu suatu penyakit yang diakibatkan ketidakseimbangan dalam proses pemecahan protein yang menyebabkan terakumulasinya amyloid. Amyloidosis diketahui berhubungan dengan penyakit in7lammatori kronis, kelainan sel plasma, deposisi amyloid di organ neuroendokrin, dan de7isiensi kongenital enim +terutama enim yang berperan dalam penguraian prekursor amyloid. Selain itu, germanium organik juga melindungi sistein +suatu asam amino sul7hidril dari oksidasi.
b. /ahaya
/ahaya 7isik yang dapat ditimbulkanoleh germanium, dilihat dari bentuk gasnya, yang lebih berat dari pada udara sehingga dapat berpindah dengan cepat sepanjang permukaan bumi. Selain itu, sebagai
salah satu logam berat, germanium juga memiliki dampak negati7 apabila terakumulasi dalam sistem perairan
BAB III PENUTUP
A. KESIMPULAN
/erdasarkan penelusuran teori dan diskusi kelompok dapat disimpulkan bah*a:
DA!TAR PUSTAKA
Sugiyarto, !ristian G. $%%9. Kimia Anorganik I . B(4A: ogyakarta
https:EEchem.libreteVts.orgE4oreE(norganicX4hemistryEDescripti1eX4hemistryEle mentsX"rganiedXbyX/lockE$Xp-/lockXlementsE<roupX&98?AXTheX4arbonXJamilyE&<roupX&98?AX<eneralX PropertiesXandXeactions https:EEid.*ikipedia.orgE*ikiE!arbon https:EEid.*ikipedia.orgE*ikiE<ermanium https:EEid.*ikipedia.orgE*ikiESilikon
