Isi Karbon

5/27/2018 Isi Karbon

1/26

1

BAB I

PENDAHULUAN

1. 1. Latar BelakangKarbon merupakan salah satu unsur dari unsur-unsur yang terdapat dalam

golongan IVA dan merupakan salah satu 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 hanyadengan ikatan tunggal C-C, tetapi juga mengandung ikaran ganda C=C, serta rangkap

3. Akibarnya, 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 electron karbon dalam keadaan dasar adalah (1s2 2s2 2p2)

mudah terhibridasi menghasilkan perangkat orbital sp3, atau sp2+2, 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).

1. 2. Tujuan PenulisanTujuan makalah ini dibuat adalah untuk memberi tahu masyarakat luas

untuk mengerti apa karbon itu, khususnya di dalam bidang permesinan.


2/26

2

BAB II

LANDASAN TEORI

2. 1. Definisi KarbonKarbon merupakan unsure kimia yang mempunyai simbol C dengan nomor

atom 6 dan termasuk unsur golongan IV A pada tabel periodik. Karbon merupakan

unsure non-logan dan bervalensi 4 (tetravalen), yang berarti bahwa terdapat empat

electron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kovalen. Terdapat tiga

macam isotop karbon yang ditemukan secara alami, yakni 12C dan 13C yang stabil,

dan 14C yang bersifat radioaktif dengan paruh peluruhannya sekitar 5730 tahun.

Karbon merupakan salah satu dari di antara beberapa unsure yang diketahui

keberadaannya sejak zaman kuno. Istilah karbon berasal dari bahasa latin carbo,

yang berarti batubara.

Karbon adalah unsur paling berlimpah ke-15 di kerak Bumi dan ke-4 di

alam semesta. Karbon terdapat pada semua jenis mahluk hidup, dan pada manusia,

karbon merupakan unsur palng berlimpah kedua (sekitar 18,5%) setelah oksigen.

Keberlimpahan karbon ini, bersamaan keanekaragaman senyawa organic dan

kemampuannya membentuk polimer membuat karbon sebagai unsur dasar kimiawi

kehidupan. Unsur ini adalah unsur yang paling stabil diantara unsur-unsur yang lain,

sehingga dijadikan patokan dalam mengukur satuan massa atom.

Sumber karbon anorganik terbesar terdapat pada batu kapur, dolomite, dan

karbondioksida, sedangkan sumber organic terdapat pada batu bara, tanah gambut,

minyak bumi, dan klatrat metana. Karbon dapat membentuk lebih banyak senyawa

daripada unsure-unsur lainnya, dengan hampir 10 juta senyawa organic murni yangtelah didekripsikan sampai sekarang.

Karbon berasal dari bahasa latin yaitu carbo yang berarti batu bara. Karbon

merupakan suatu unsure yang telah ditemukan sejak jaman pra-sejarah sangat banyak

ditemukan di alam. Karbon juga banyak terkandung di matahari, bintang-bintang,


3/26

3

komet, dan atmosfir 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 industry yang dipakai di AS sekarang

ini merupakan hasil sintesis. Energy dari matahari dan bintang-bintang dapat

diatribusikan setidaknya pada siklus karbon-nitrogen.

2. 2. Keunikan Atom KarbonMeskipun karbon hanyalah salah satu unsure dari sekian banyak unsure

dalam system periodik, tetapi atom karbon dapat terikat secara kovalen dengan atom

karbon yang lain dan terhadap unsure-unsur lain menurut beragam cara sehingga

dapat membentuk begitu banyak senyawa yang jumlahnya hampir tak terhingga.

Atom karbon dan senyawanya dapat dibedakan menjadi empat jenis yaitu :

1. Atom C primer : atom C yang mengikat 1 atom C yang lain2. Atom C primer : atom C yang mengikat 2 atom C yang lain3. Atom C primer : atom C yang mengikat 3 atom C yang lain4.

Atom C primer : atom C yang mengikat 4 atom C yang lain

Karbon dapat membentuk lebih banyak senyawa dibandingkan unsur lain

sebab atom karbon tidak hanya membentuk ikatan-ikatan karbon tunggal, rangkap

dua dan rangkap tiga, tetapi juga bias terkait satu sama lain membentuk struktur

rantai dan cincin.

Gambar 2. 1. Keunikan Atom C


4/26

4

2. 3. Bentuk KarbonKarbon 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 putih

terbentuk sebagai kristal-kristal tranparan kecil pada tepian grafit. Saat ini sangat

sedikit informasi yang tersedia mengenai karbon putih.

1. Alotropi karbon

Alotropi karbon ada tiga, yaitu intan, grafit dan fullurene.Semua alotrop

karbon berbentuk padat dalam kondisi normal, tetapi grafit merupakan alotrop yang

paling stabil secara termodinamik di antara alotrop-alotrop lainnya.

A. Grafit

Grafit merupakan alotrop karbon yang dapat menghantarkan arus listrik dan

panas dengan baik.Karena sifat inilah grafit biasanya digunakan sebagai elektroda

pada sel elektrolisis.

Dalam struktur grafit setiap atom karbon membentuk ikatan kovalen dengan

tiga atom karbon lainnya membentuk susunan heksagonal dengan struktur berlapis

seperti tumpukan kartu.Karena atom karbon memiliki 4 elektron valensi maka pada


5/26

5

setiap atom karbon masih terdapat satu elektron yang belum berikatan (elektron

bebas).

Sifat daya hantar listrik yang dimiliki oleh grafit dipengaruhi oleh elektron-

elektron yang tidak digunakan untuk membentuk ikatan kovalen.Elektron-elektron ini

tersebar secara merata pada setiap atom C karena terjadi tumpang tindih orbital

seperti pada ikatan logam yang membentuk awan atau lautan elektron. Oleh sebab itu

ketika diberi beda potensial, elektron-elektron yang terdelokaslisasi sebagian besar

akan mengalir menuju anoda (kutub positif), aliran elektron inilah yang menyebabkan

arus listrik dapat mengalir. Sedangkan ketika salah satu ujung dipanaskan maka

elektron-elektron ini akan segera berpindah menuju bagian yang memiliki suhu lebih

rendah. Akibatnya panas tersebut akan menyebar ke bagian grafit yang memiliki suhulebih rendah. Struktur grafit seperti yang tertera pada Gambar.

Gambar 2. 2. Struktur Grafit

Ikatan kovalen antar lapisan pada grafit relatif lebih lemah bila dibanding

ikatan kovalen antar antar atom dalam satu lapisan.Dengan adanya hal ini

menyebabkan grafit bersifat licin, karena lapisan yang berada dibagian atas mudah

tergelincir atau mudah tergeser.


6/26

6

1) Sifat dan Kegunaan Grafita) Memiliki titik leleh tinggi, sama seperti intan. Hal ini disebabkan ikatan kovalenyang terbentuk sangat kuat sehingga diperlukan energi yang tinggi untuk

memutuskannya.

b) Memiliki sifat lunak, terasa licin dan digunakan pada pensil setelah dicamputanah liat.

c) Tidak larut dalam air dan pelarut organik, karena tidak mampu mensolvasimolekul grafit yang sangat besar.

d) Dibanding intan, grafit memiliki massa jenis yang lebih kecil, karena padastrukturnya terdapat ruang-ruang kosong antar lipatannya.

e)

Berupa konduktor listrik dan panas yang baik. Karena sifat ini grafit digunakansebagai anoda pada baterai (sel Leclanche) dan sebagai elektroda pada sel elektrolisis.

B. IntanStrukturnya disebut struktur intan (Gambar 4.5). Sel satuan intan terdiri atas 8

atom karbon dan setiap atom karbon berkoordinasi 4 berbentuk tetrahedral. Intan

adalah zat terkeras yang dikenal, dengan kekerasan 10 Mhos. Intan dengan hantaran

panas sangat tinggi walaupun secara listrik bersifat 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 (1200o

C

atau lebih tinggi) dan tekanan tinggi (5 GPa atau lebih) dari grafit dengan katalis

logam. Akhir-akhir ini, lapis tipis intan telah dibuat dengan pirolisis hidrokarbon

pada suhu relatif rendah (sekitar 900oC) dan tekanan yang juga relatif rendah (sekitar

102 Pa), dan digunakan untuk penggunaan sebagai pelapis, dsb.


7/26

7

Gambar 2. 3. Struktur Intan

1) Sifat dan pemakaian Intana) Intan merupakan mineral alami yang paling keras, sehingga intan banyak

digunakan sebagai alat untuk memotong, mengasah dan sebagai mata bor.

b) Memiliki titik leleh yang sangat tinggi yakni 4827 C). Hal ini disebabkan Ikatankovalen karbon-karbon yang terbentuk pada struktur intan sangat kuat bahkan

lebih kuat dari ikatan ionik.

c) Berupa isolator namun dapat menyerap panas dengan sangat baik. Daya hantarlistrik intan berkaitan dengan elektron yang digunakan untuk membentuk ikatan,

dimana pada intan elektron-elektron berikatan sangat kuat sehingga tidak ada

elektron yang bebas bergerak ketika diberi beda potensial. Sifat penyerap panas

yang baik dari intan diaplikasikan pada peralatan elektonik untuk menyerap panas

yang dihasilkan ketika peralatan elektronik digunakan. Dengan melapisi intan

pada konduktor dalam peralatan elektronik maka suhu peralatan tersebut dapat

dijaga relatif konstan sehingga peralatan tersebut dapat berfungsi secara normal.

d) Tidak larut dalam air dan pelarut organik. Dalam hal ini tidak memungkinkanterjadinya daya tarik antara molekul pelarut dan atom karbon yang dapat

membongkar dayatarik antara atom-atom karbon yang berikatan secara kovalen.Akibat pelarut tidak mampu mensolvasi molekul intan.


8/26

8

Dalam struktur intan setiap atom karbon berikatan secara kovalen dengan

atom 4 karbon lain dalam bentuk tetrahedral dan panjang setiap ikatan karbon-karbon

adalah 0,154 nm.

Intan kini dapat produksi secara komersial dalam skala laboratorium maupun

skala industri.Bahan dasar pembuatan intan yaitu grafit dengan katalis logam. Proses

pembuatan intan dari grafit dilakukan pada suhu tinggi yakni sekitar 3500 C bahkan

dapat lebih tinggi dan tekanan tinggi pula yakni sekitar 140.000 atm atau lebih. Selain

menggunakan cara tersebut, intan dapat dihasilkan dengan pirolisis hidrokarbon pada

suhu relatif rendah ( 900 C) dan tekanan realtif lebih rendah pula yakni sekitar 102

Pa.

Gambar 2. 4. Intan

Namun dalam kehidupan sehari-hari intan yang sering dijumpai terdiri dari

berbagai macam warna. Berbagai warna yang dihasilkan intan dipengaruhi oleh 3 hal

yaitu:

1. Adanya pengotor dalam struktur intan sehingga pengotor tersebut dapatmengubah spektrum absorbsi intan. Spektrum intan yang berubah akibat adanya

pengotor tergantung pada jenis dan konsentrasi pengotor yang ada Misalnya intan

kuning dan oranye mengandung nitrogen, intan biru mengandung boron, intan

abu-abu, ungu dan hijau mengandung hidrogen.
http://wanibesak.files.wordpress.com/2010/10/diamond_b.jpg


9/26

9

2. Intan hijau disebabkan oleh radiasi alam, yang terjadi selama berjuta-juta tahunsehingga dapat mengubah struktur atom dalam intan. Akibat berubahnya struktur

intan menyebabkan sektrum absorpsi intanpun berubah.

3. Intan merah muda, merah dan coklat disebabkan oleh adanya deformasi plastik.Struktur atom karbon yang memutar selama pembentukan intan dalam tanah

sehingga mengubah sektrum absorpsi intan. Hal ini tampak pada intan sebagai

garis urat yang menyerupai urat kayu. Garis inilah yang memberikan spektrum

warna yang berbeda.

C. FulerenFuleren adalah alotrop karbon dimana 1 molekul karbon terdiri dari 60 atom

karbon sehingga sering disebut sebagai C60. Pada struktur fulleren setiap atom karbon

berikatan dengan tiga atom karbon lain dengan pola membentuk susunan pentagonal

membentuk struktur berongga seperti bola sepak. Struktur fulleren seperti yang

tertera pada Gambar.

Gambar 2. 5. Struktur Fuleren

2) Sifat dan pemakaiana) Tidak larut dalam air, tetapi dapat larut dalam pelarut organik.
http://wanibesak.files.wordpress.com/2010/10/fullerenes.jpg


10/26

10

b) Sebagai superkonduktor dan penyerap panas yang baik. Sifat superkonduktor danmenyerap panas ini berkaitan 1 elektron yang tidak digunakan untuk membentuk

ikatan kovalen, seperti pada grafit. Salah satu senyawaan C60 yang merupakan

semikonduktor adalah K3C60.

D. KarbidaInteraksi langsung karbon dengan logam atau oksida logam pada suhu tinggi

memberikan senyawaan yang disebut karbida.

Logam transisi memberikan interstisi dimana atom karbon mengisi lubang

oktahedral dalam deretan kemasan rapat atom logam.logam yang lebih kecil

Cr,Mn,Fe,Co, dan Ni memberikan karbida yang bersifat antara jenis ionik dan

karbida interstisi dan ini terhidrolisis oleh air.

2. 4. Sifat Fisika & Kimia Karbon2. 4. 1. Sifat Fisika2.4.1.1. Free Swelling Index (FSI)

Free swelling index (FSI) merupakan suatu parameter seberapa jauhbatubara akan memuai apabila dipanaskan. FSI ditentukan dengan

memanaskan batubara yang telah digerus dan dicetak berbentuk kancing-

kancing kemeja sampai 800dejarat celcius di dalam cawan selama waktu

tertentu. Setelah zat terbang habis kancing kokas yang lebih kecil dari

ukuran semula tetap berada dalam cawan. Penambang sisa kokas

dibandingkan dengan penampang baku bernomor 1-10.

1) Pengaruh FSI pada batubara :a. Bila pemuaian kokas mengakibatkan ia sama dengan ukuran panjang

nomor 0-2 maka bukan dikategorikan batubara kokas yang baik karena

poriporinya terlalu rendah.


11/26

11

b. Bila FSI-nya 8-10 berarti tingkat pemuaiannya terlalu tinggi berarti biladijadikan kokas terlalu berpori-pori bersar sangat rapuh.

c. Barubara bengan nomor FSI 4-6 adalah ideal untuk diproses menjadikokas.

2.4.1.2. Hardgrove Grindability Index (HGI)

Hardgrove Gridability Index (HGI) adalah indeks kemampugerusan

atau indeks kekerasan hardgrove, yakni ukuran/tingkat mudah atau sukarnya

batubara digerus menjadi tepung batubara sebagai bahan bakar khususnya

pada PLTU. Indeks ini terdiri dari angka 0-100.

1) Pengaruh Nilai HGI pada batu bara:a. Batubara denga indeks hardgrove kurang dari 50 adalah keras sehingga

sukar digerus menjadi tepung batubara yang memerlukan serangkaian alat

alat penggerus yang mahal.

b. Batubara yang mempunyai indeks hardgrove 50 keatas adalah batubaralunak sehingga mudah digerus menjadi tepung batubara.

Harga Hardgrove Grindability index diperoleh denan rumus:

HGI = 13,6 + 6,93 WW adalah berat dalam gram dari batubara lembut berukuran 200 mesh.

Makin tinggi harga HGI makin lunak batubara tersebut.

2.4.1.3. Specific Heat

Specific heat merupakan indikasi kandungan nilai energy yang

terdapat pada batubara, dan merepresentasikan kombinasi pembakaran dari

karbon, hydrogen, nitrogen, dan sulfur. Specific Heat sangat berpengaruh

terhadap pengoperasian pulveriser/mill, pipa batubara dan windbox, serta

burner.

1) Pengaruh Specific Heat pada batubara :


12/26

12

a. Semakin tinggi specific heat maka aliran batubara setiap jam-nya semakinrenda sehingga kecepatan coal feeder harus disesuaikan.

b. Untuk batubara dengan kada kelembaban dan tingkat ketegerusan yangsama, maka dengan specific heat yang tinggi menyebabkan pulveriser

akan beroperasi di bawah kapasitas normalnya, atau dengan kata lain

operating rationya menjadi lebih rendah.

2.4.1.4. Size Stability

Ukuran butir batubara dibatasi pada rentang butir halus (pulverized

coal atau dust coal) dan butir kasar ( lump coal). Butir paling halus untuk

ukuran maksimum 3mm, sedangkan butir paling kasar sampai ukuran 50mm.

Pengaruh specific heat pada batubara yaitu semakin kecil ukuran partikel

batubara maka semakin besar luas permukaannya.

2.4.1.5. Bulk Density

Bulk Density (kepadatan massal) adalah nilai massa suatu bahan

padat yang dibagi dengan total volume mereka tempati. Total volume meliputi

volume partikel, volume void (kosong) antar-partikel dan volume internalpori-pori bahan.

Pengaruh Bulk Density terhadap kualitas batubara adalah semakin

besar nilai bulk densitynya maka kualitan batubara itu semakin besar atau

tingi, sebar dengan bulk density yang lebih besar maka jumlah massa batubara

dalam volume tersebut lebih banyak jumlahnya pada total volume yang

ditempati bernilai sama. Bulk Khas Kepadatan Batubara:

a. Batubara antrasit : 800-929 (kg/m3)

b. Batubara bitumen : 673-913 (kg/m3)

c. Batubara lignit : 641-865 (kg/m3)


13/26

13

2. 4. 2. Sifat KimiaKarbon sangat tak reaktif pada suhu biasa. Apabila karbon bereaksi,

tidak ada kecenderungan dari atom-atom karbon untuk kehilangan electron-

elektron terluar dan membentuk kation sederhana seperti C4+. Ion in akan

mempunyai rapatan-rapatan muatan begitu tinggi sehingga eksistensinya

tidaklah mungkin.


14/26

14

BAB III

PEMBAHASAN

3. 1. Pengolahan KarbonKarbon adalah salah satu unsure yang paling stabil yang dikenal manusia.

Sumber utama karbon di dunia saat ini adalah deposit batubara yang ditambang. Ada

3 alotrop karbon yang ditemukan secara alami grafit, berlian, dan karbon bentuk

amorf. Kualitas yang menyoroti banyak kegunaan adalah bahwa, unsure ini dapat

dikombinasikan dengan hampir semua elemen lain dan dapat membentuk berbagaisenyawa berguna. Berikut beberapa contoh senyawa yang dikombinasikan dengan

karbon:

Alkohol : Metanol, Etanol. Eter : Dietil eter, Metil tersier butil eter. Aldehid : Formaldehida. Keton : Aseton, Asetofenon. Asam Karbosiklat : Asam asetat, Asam Format. Ester

Gambar 3. 1. Batubara / Karbon


15/26

15

Ada pula proses pengolahan karbon, yaitu proses karbonisasi. Karbonisasi

merupakan suatu pross untuk mengkoncersi bahan organic menjadi arang. Pada

proses karbonisasi akan melepaskan zat yang mudah terbakar seperti CO, CH4, H2,

Formaldehid, metana, formic dan acetil acid serta zat yang tidak terbakat seperti CO2,

H2O dan tar cair. Gas-gas yang dilepaskan pada proses ini mempunyai nilai kalor

yang tinggi dan dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan kalor pada proses

karbonisasi

Proses Karbonisasi batubara merupakan reaksi endoterm atau eksoterm

tergantung pada temperatur dan proses reaksi yang sedang terjadi. Secara umum hal

ini dipengaruhi oleh hubungan temperatur karbonisasi, sifat reaksi, perubahan

fisik/kimiawi yang terjadi. Perubahan fisika terdiri atas pelunakan, aliran material,penggabungan dan pengerasan, sedangkan perubahan kimia terdiri atas perekahan

polimerisasi dan penguapan.

Karbonisasi batubara adalah proses peanasan batubara dengan keadaan

anaerob (tanpaoksigen) pada temperatur beberapa ratus derajat menghasilkan

material-material:

1. Karbon padat (solid residu)Disebut semikokas/kokas jika bersifat kompak dan padat, atau disebut char jika lebih

berpori dan tidak kompak.

2. Hasil cairTerbuat dari campuran hidrokarbon (zat arang cair) disebut tar dan larutan yang

mengandung air yang mengandung jenis bahan-bahan terlarut yang disebut zat

amoniak.

3. Hidrokarbon dan campuran lainDalam bentuk gas yang didinginkan ke temperatur normal.

1) Berdasarkan perbedaan besarnya temperatur pemanasan, proses karbonisasiterdiri atas:

- Low temperature carbonization pada suhu 500-700 derajat Celcius.- Medium temperature carbonization pada suhu 700-900 derajat Celcius.


16/26

16

- High temperature carbonization pada suhu >900 derajat Celcius.

Tujuan Karbonisasi adalah menaikkan kadar karbon padat dan menghilangkan

zat terbang (volatile matter) yang terkandung dalam batubara serendah mungkin

sehingga dihasilkan semi kokas atau kokas dengan kandungan zat terbang yang ideal

8-15% dengan nilai kalori yang cukup tinggi diatas 6000 kkal/kg. kandungan zat

terbang berhubungan erat dengan kelas batubara, makin tinggi zat terbangnya maka

makin rendah kelas batubara, karena zat terbang akan mempercepat pembakaran

karbon padatnya. Dengan karbonisasi juga akan menghasilkan produk akhir yang

tidak berbau dan berasap.

2) Proses Karbonisasi dilakukan melalui dua cara:a) Proses Karbonisasi dengan pemanasan secara langsung dalam tungku Beehive

yang berbentuk Kubah. Tungku Beehive merupakan tungku yang paling tua

dimana batubara dibakar pada kondisi udara terbatas sehingga hanya zat terbang

saja yang akan terbakar. Jika zat terbang terbakar habis, proses pemanasan

dihentikan. Kelemahannya antara lain terdapat produk samping berupa gas dan

cairan yang tidak dapat dimanfaatkan atau habis terbakar, disamping itu

produktivitas sangat rendah.

b) Karbonisasi batubara dengan pemanasan tidak langung atau proses destilasikering dimana sirkulasi udara dikontrol seminimal mungkin melalui dinding baja,

panas disalurkan kedalam tanur bakar yang memuat batubara. Pada suhu sekitar

375-475 derajat celcius, batubara mengalami dekomposisi membentuk lapisan

plastis disekitar dinding.

Ketika suhu mencapai 475-600 derajat celcius terlhat kemunculan cairan tar

dan senyawa hidrokarbon (minyak), dilanjutkan dengan pemadatan massa plastis

menjadi semi kokas. Pada suhu 600-1100 derajat celcius, proses stabilisasi kokas

dimulai. Ketika lapisan plastis ini sudah bertemu di tengah oven, berarti seluruh

batubara telah terkarbonasi menjadi kokas, dilanjutkan dengan proses pendinginan


17/26

17

(quenching). Setelah kokas selesai dibuat di oven, perlu pendinginan secepatnya

supaya kokas tersebut tidak berubah menjadi abu. Cara ini selain menghasilkan kokas

juga diperoleh produk samping berupa tar, amoniak, gas metana, gas hydrogen dan

gas lainnya. Gas-gas tersebut dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar, sedangkan

produk cair berupa tar, amoniak dan lain-lain dapat diproses lebih lanjut untuk

menghasilkan bahan-bahan kimia, umumnya berupa senyawa aromatic.

3. 2. Kegunaan Karbon Secara UmumDalam bentuk unsurnya, karbon mungkin memiliki kegunaan yang terbatas.

Tapi unsure ini memiliki kemampuan untuk mewujudkan dirinya menjadi zat yang

sangat berguna untuk beberapa hal setelah menggabungkan dengan unsure-unsur lain.

1) Berikut adalah beberapa penggunaan umum ditemukan unsure ini: Dipakai sebagai alat dekoratif dalam barang-barang perhiasan. Digunakan sebagai dasar untuk tinta yang digunakan dalam printer inkjet. Digunakan dalam rims mobil sebagai pigmen asap hitam. Sayuran karbon atau karbon aktif, kadang-kadang digunakan sebagai aden

pemutih atau gas penyerap. Hal ini juga banyak digunakan dalam system filtrasi.

Karbon dalam bentuk karbondioksida, juga digunakan dalam minuman bersoda,alat pemadam kebakaran, dan juga sebagai es kering bila dalam keadaan padat.

Dalam metalurgi, karbon monoksida digunakan sebagai agen reduksi dalamrangka untuk memperoleh unsure dan senyawa lainnya.

Karbon dalam bentuk Freon, digunakan dalam perangkat pendingin dan system. Banyak pemotong logam dan alat-alat tahan panas dan perangkat juga diproduksi

dengan karbon.

Salah satu bahan yang paling berlimpah digunakan di Bumi, plastic, dihasilkandari polimer karbon sintetik.

Bentuk sintetis dari grafit digunakan dalam reactor nuklir. Digunakan dalam baterai.


18/26

18

3. 3. Pengaplikasian Pada PermesinanAda banyak pengaplikasian karbon pada permesinan. Selain karena

melimpahnya unsure ini, tetapi juga karena struktur karbonnya stabil dan hasil dari

senyawa karbon yang sangat banyak, dan sebagian sangat berguna di banyak bidang.

Berikut beberapa pengaplikasian karbon dalam permesinan :

3. 3. 1. Senyawa Hidrokarbon Sebagai Bahan BakarSenyawa hidrokarbon merupakan senyawa yang sederhana. Dari namanya

saja, kita bisa tahu itu merupakan senyawa hydrogen dan karbon. Dalam hal ini

pengaplikasiannya dalam permesinan, salah satu dari senyawa hidrokarbon yang

paling penting dan vital penggunaannya di muka bumi adalah minyak bumi. Karena

hasil destilasi minyak mentah menghasilkan berbagai macam fraksi hidrokarbon dan

digunakan sebagai berbagai macam alat mesin. Destilasi minyak sendiri merupakan

proses memisahkan fraksi-fraksi hidrokarbon dalam minyak mentah. Proses destilasi

kolom sendiri dilakukan ditempat yang disebut kilang minyak.

Gambar 3. 2. Macam Hasil Destilasi


19/26

19

1) Berikut adalah beberapa fakta tentang minyak bumi/minyak mentah :- Merupakan campuran berbagai macam fraksi hidrokarbon.- Fraksi hidrokarbon minyak bumi yang paling banyak dipakai didunia adalah

bensin.

- Pemisahan fraksi-fraksi hidrokarbon dilakukan dengan proses destilasi kolom.- Selain fungsinya vitalnya sebagai bahan bakal, hasil destilasinya dapat digunakan

sebagai bahan membentuk zat lain seperti : plastic, pestisida, herbisida, parfum,

zatpengawet, antibiotic, stimulant, depresan, dan detergen.

Gambar 3. 3. Kilang Minyak

Dari hasil proses destilasi, beberapa hasilnya yang banyak digunakan adalah sebagai

berikut:

1. BensinBensin adalah salah satu jenis bahan bakar minyak yang digunakan pada

kendaraan bermotor roda dua,tiga, dan empat.


20/26

20

Gambar 3. 4. Bensin

Bensin bekerja didalam mesin pembakaran yang ditemukan oleh Nikolaus Otto.

Mesin pembakaran dikenal pula dengan nama Mesin Otto. Cara kerja bensin dalam

mesin pembakaran :

1. Bensin dari tangki masuk ke dalam karburator. Kemudian bercampur denganudara. Pada mesin modern, peran karburator digantikan oleh system injeksi.

Sebuah system pembakaran baru yang bias meminimalisir emisi gas buang

kendaraan.

2. Campuran bensin dan udara kemudian dimasukkan kedalam ruang bakar.3. Selanjutnya, campuran bensin dan udara yang sudah berbentuk gas ditekan oleh

piston hingga mencapai volume yang sangat kecil.

4. Gas ini kemudian dibakar oleh percikan api dari busi.5. Hasil pembakaran inilah yang menghasilkan tenaga untuk menggerakkan

kendaraan.


21/26

21

Gambar 3. 5. Mekanisme Pembakaran

2. Solar

Solar merupakan salah satu hasil destilasi fraksi hidrokarbon dan digunakan

sebagai bahan bahan mesin diesel. Sebuah mesin yang diciptakan oleh Rudolf Diesel

dan disempurnakan oleh Charles F. Kettering.

Gambar 3. 6. Solar


22/26

22

Solar digunakan dalam mesin diesel (mobil, kapal, sepeda motor, dll), sejenis

mesin pembakaran dalam. Rudolf Diesel awalnya mendesain mesin diesel untuk

menggunakan batu bara sebagai bahan bakar, namun ternyata minyak lebih efektif.

Solar ini juga digunakanan sebagai bahan bakar di dalam alat kendaraan berat yang

beroperasi di tambang seperti loader, hauler, grader, dan trailer.

1) Beberapa factor yang menyebabkan digunakannya engine diesel pada kendaraanberat :

Engine diesel mempunyai efisiensi panas yang lebih besar. Berarti bahwapenggunaannya bahan bakarnya lebih ekonomis daripada engine bensin.

Mesin diesel bias lebih lama dan tidak memerlukan electric igniter. Hal ini berartibahwa kemungkinan kesulitan lebih kecil daripada engine bensin.

Momen pada engine diesel tidak berubah pada jenjang tingkat kecepatan yangluas. Hal ini berarti bahwa engine diesel lebih fleksibel dan lebih mudah

dioperasikan dari pada engine bensin.

Tekanan pembakaran maksimum lebih besar.

3. 3. 2. Baja KarbonBaja pada dasarnya ialah besi (Fe) dengan tambahan unsure karbon (C)

sampai dengan 1,67% maksimal. Bila kadar unsure karbon lebih dari 1,67%, maka

material tersebut biasanya disebut dengan besi cor (Cast Iron). Makin tinggi kadar

karbon dalam baja, maka akan mengakibatkan hal-hal sebagai berikut:

- Kuat leleh dan kuat tarik bajak akan naik.- Keliatan / elongasi baja berkurang.- Semakin sukar dilas.

Oleh karena itu adalah penting agar kita dapat menekan kandungan karbon

pada kadar serendah mungkin untuk dapat mengantisipasi berkurangnya keliatan dan

sifat sulit di las diatas, tetapi sifat kuat leleh dan kuat tariknya tetap tinggi.


23/26

23

Secara umum baja karbon digolongkan menjadi tiga kelompok berdasarkan

banyaknya karbon yang terkandung dalam baja tersebut yaitu :

1. Baja Karbon RendahBaja karbon rendah (low carbon steel) mengandung karbon antara 0,025% -

0,25% C. setiap satu ton baja karbon rendah mengandung 10-30 kg karbon. Baja

karbon ini dalam perdagangan dibuat dalam plat baja, baja strip dan baja batangan

atau profil. Berdasarkan jumlah karbon yang terkandung dalam baja, maka baja

karbon rendah dapat digunakan atau dijadikan baja-baja sebagai berikut :

Baja karbon rendah (low carbon steel) yang mengandung 0,04%-0.10/% Cuntuk dijadikan baja-baja plat atau strip.

Baja karbon rendah yang mendandung 0.05% C dignakan untuk keperluanbadan kendaraan.

Baja karbon rendah yang mengandung 0.15% - 0.20% C digunakan untukkontruksi jembatan, bangunan, membuat baut, atau dijadikan bahan

kkonstruksi,

2. Baja Karbon MenengahBaja karbn mengengah (medium carbon steel) mengandung karbon antara

0,25%-0.555 Cdan setiap satu ton baja mengandung karbon antara 30-60. Baja

kerbon menengah ini banyak digunakan untuk keperluan alat-alat perkakas bagian

mesin, berdasarkan jumlah karbon yang terkandung dalam baja maka baja

karboini dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti untuk keperluan

industry. Roda gigi , pegas. Dan sebagainya.

3. Baja Karbon TinggiBaja karbon tinggi (high carbon steel) mengandung kadar karbon antara 056%

- 1,7% C dan setiap satu ton baja karbon tinggi mengandung antara 70-130 kg.

baja ini mempunyai kekuatan paling tinggi dan banyak digunakan untuk material


24/26

24

tools. Salah satu aplkasi dari baja ini adalah dalam pembuatan kawat baja dan

kabel baja. Berdasarkan jumlah karbon yang terkandung didalam baja-maka baja

karbon ini banyak digunakan dalam pembuatan pegas, alat-alat perkakas seperti

palu., gergaji atau pahat potong. Selain itu baja jenis ini banyak digunakan untuk

keperluan industry lainnya seperti pembuatan kikir, pisau cukur, mata gergaji dan

lain sebagainya

Gambar 3. 7. Baja Karbon


25/26

25

BAB IV

KESIMPULAN & SARAN

4. 1. Kesimpulan1. Karbon merupakan unsure utama dalam senyawa organic dan anorganik yang

begitu banyak jumlah dan jenisnya.

2. Karbon mengisi tempat khusus diantaranya unsure-unsur dalam keragamandan kekompleksan dalam senyawa yang dapat dibentuknya.

3.

Karbon juga merupakan zat padat yang tegar, yang biasa dianggap molekulraksasa yang terdiri dari banyak sekali atom.

4. Karbon terbentuk dalam Grafit dan Intan.5. Berikatan dengan unsure lain, karbon memiliki banyak sekali penggunaan

segala bidang kehidupan.

4. 2. Saran1.

Dengan mengetahui lebih dalam tentang karbon, agar dapat memanfaatkannyalebih baik lagi.

2. Diharapkan dapat menemukan inovasi dan temuan khususnya dibidangpermesinan yang memberi pengaruh besar khususnya berkaitan dengan unsure

karbon.

3. Dapat memanfaatkan karbon dengan baik setelah tau banyaknya danpentingnya penggunaannya di berbagai aspek.


26/26

26

DAFTAR PUSTAKA

Cotton, F.A. dan Wilkinson, G. 1989.Kimia anorganik I. Jakarta, UniversitasIndonesia.

Farida, Ida. 2009.Kimia Anorganik I. Bandung. Fakultas Tarbiyah dan Keguruan UIN

Sunan Gunung Djati.

H Petruci, Ralph.1987.Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern.Bogor.

Keenan Kleinfelter,W. 1991.Kimia Untuk Universitas. Penerbit Erlangga.

S.Sukri.1999.Kimia Dasar III.Bandung. ITB.

http://wikipedia.com

www.chem-is-try.com

http://google.com/
http://wikipedia.com/http://wikipedia.com/http://www.chem-is-try.com/http://www.chem-is-try.com/http://google.com/http://google.com/http://google.com/http://www.chem-is-try.com/http://wikipedia.com/

Documents

Isi Karbon