Karbon dan Siklus Karbon

Karbon dan Siklus Karbon - Tahukah kalian bahwa karbon merupakan unsur ke 4 paling melimpah di dunia? secara empiris karbon dapat kita temukan di dalam sesuatu yang biotik maupun abiotik. Dimanapun, baik itu dalam tubuh kita, hewan, tumbuhan, karbon juga dapat kita temukan dalam suatu bentuk materi tak hidup seperti lapisan batuan dan atmosfer. Jadi pada artikel ini gw akan membahas mengenai karbon dan siklus karbon. Untuk mengetahui kemana sebetulnya karbon pergi dan berpindah.

Lalu, apa itu sebenarnya karbon?

Karbon

Karbon merupakan unsur logam berbentuk padat yang ditemukan pada semua mahluk hidup. Pada dasarnya manusia, hewan dan tumbuhan masing-masing terbentuk dari karbon. Karbon ditemukan pada unsur bebas (unsur tunggal) contohnya dalam bentuk intan yang keras dan tidak berwarna dan grafit hitam yang mudah patah.

Bentuk-Bentuk Karbon

Atom-atom karbon dapat membentuk ikatan-ikatan yang berbeda beda. Bentuk ikatan yang berbeda beda tersebut dikenal dengan alotrop. Karbon memiliki 3 bentuk alotrop yaitu intan, grafit, dan buckminsterfullerene.

Intan

Dalam intan, setiap atom karbon terikat dengan atom karbon lainnya. Ikatan inilah yang membuat kenapa intan bisa sangat keras. Bahkan menjadi salah satu bahan terkeras di alam. Intan secara alami membentuk kristal tetrahedral (empat sisi). Intan dapat memiliki beberapa warna yang berbeda. Intan yang paling murni bersifat transparan.

Grafit

Grafit merupakan mineral native element dengan komposisi C (karbon). Sistem kristal dari grafit adalah heksagonal. Grafit merupakan dimorphisme dari intan, tetapi mempunyai tingkat kekerasan rendah (1-2), belahan baik/jelas apabila diraba terasa berminyak. Grafit tidak terbakar dan tidak mudah larut dalam air. Grafit terbentuk dari batuan yang mengandung zat organik dan juga terdapat pada hidrotermal vein. Geotermal vent adalah  retakan di permukaan planet yang secara geotermal memanaskan perairan. Grafit sangat umum didapatkan dalam granit, sekis, genis, mika sekis ataupun batugamping kristalin. 

Untuk info lebih lengkap seputar grafit bisa baca di Pengenalan Mineral Grafit.

Siklus Karbon

Sebagian besar atom karbon telah ada semenjak dunia ada dan mengelilingi biosfer kita. Atom karbon tersebut berputar melewati hewan-hewan, tumbuhan, dan udara. Cara karbon bergerak di bumi ini terjadi dalam suatu proses yang disebut siklus karbon.

Reaksi pembakaran dan fotosintesis pun masih menghasilkan unsur karbon

Kenapa pembakaran bisa menghasilkan unsur karbon? 

OK secara spesifik, emisi sebagai produk sisa dari hasil pembakaran adalah CO2 (termasuk dalam kategori karbon) yang melayang bebas di atmosfer. Jadi singkatnya reaksi pembakaran jika kita lakukan pada tumbuhan, itu sama halnya dengan membalik reaksi dari fotosintesis.

Reaksi fotosintesis:

Singkatnya, pada proses fotosintesis, tumbuhan akan menyerap CO2 dari udara, Kemudian tumbuhan juga akan menyerap energi cahaya matahari untuk memecah CO2 menjadi unsur Carbon (C) dan Oksigen (O2). Karbon dan cahaya matahari akan menetap di dalam tumbuhan disimpan di batang daun, dan zat organik lain sebagai energi kimia C₆H₁₂O_6.  Jadi kayu itu pada dasarnya adalah blok karbon yang menyimpan energi kimia dari hasil fotosintesis.

OK diatas gw udah bilang bahwa reaksi pembakaran itu kebalikan dari fotosintesis ketika kita membakar batang pohon (kayu).

Jadi ketika kalian ngebakar kayu, tanpa disadari kalian ngebakar C₆H₁₂O₆ yang dihasilkan tumbuhan selama fotosintesis. Kemudian dalam reaksi pembakaran dibutuhkan oksigen, dan kebetulan oksigen ini sudah tersedia di lingkungan dalam kondisi bebas. Sehingga produk dari pembakaran ini nantinya adalah CO2 dan H2O.

Mengapa bisa demikian?

Ketika molekul oksigen di sekitar kayu dipanaskan, molekul-molekulnya akan bergerak cukup cepat dan menabrak molekul karbon yang terdapat dalam kayu, sehingga menyatu kembali menjadi CO2 (karbon dioksida). Inilah kenapa pembakaran pada kayu menghasilkan CO2.

Contoh nyata seperti pembakaran hutan yang marak terjadi di kalimantan dan sumatera, sebenarnya apa yang kita lakukan pada alam? Kita merusak suatu ekosistem yang sebenarnya membantu kita dalam menstabilkan iklim. Seperti lautan yang menyerap hampir sepertiga emisi karbon dioksida, hutan hujan tropis kita pun menyerap karbon dioksida dari atmosfer dalam suatu siklus yang pasti. Dekade demi dekade tumbuhan menyerap karbon dioksida di atmosfer, kemudian menyimpannya dalam batang, dan zat organik lain dalam tumbuhan. Emisi karbon dioksida itu ditahan tumbuhan untuk kita, sampai pada kita menebang, dan kemudian membakar hutan, bayangkan itu akan seperti sebuah bom karbon.

Ranking of the world's countries by 2014 total CO2 emissions from fossil-fuel burning, cement production, and gas flaring 

Baca juga: Apa itu Hidrokarbon?

Ok balik lagi ke siklus karbon,

Tumbuhan menggunakan karbon dioksida untuk membuat senyawa karbon melalui fotosintesis. Hewan-hewan memakan tumbuhan ataupun hewan lain dan menggunakan senyawa karbon dari tubuh mangsanya.

Hal lain seperti pada kendaraan, dimana karbon dioksida kembali ke udara ketika bahan bakar dibakar dan mahluk hidup membusuk. Hasil dari pernafasan pun mengeluarkan karbon dioksida yang merupakan suatu cara bagi hewan dan tumbuhan memecah gula melepaskan energi. Jadi tanpa kita sadari banyak hal dalam keseharian kita ternyata melepaskan emisi karbon dioksida ke udara.

Ilustrasi Siklus Karbon

Serat Karbon
Benang-benang halus dari karbon murni disebut serat karbon. Serat karbon ini digunakan untuk memperkuat plastik. Sebuah sepeda balap yang terbuat dari serat karbon memiliki kekuatan 8 kali dari sepeda baja, tetapi dengan bobot yang jauh lebih ringan.

Campuran Karbon
Karbon dapat ditemukan bercampur dengan unsur-unsur dan senyawa lainnya. Misalnya batu bara yang sebagian besar kandungannya adalah karbon, tetapi juga mengandung hidrogen, Oksigen, Nitrogen dan belerang. Dimana batu bara merupakan bahan bakar fosil yang terbentuk dari fosil tumbuhan selama jutaan tahun.

Arang pun merupakan salah satu karbon dalam bentuk yang tidak murni. Untuk membuat arang, maka kayu dipanaskan pada ruang yang kedap udara. Bahan bakar kimia yang membentuk asap pada kayu akan hilang dan meninggalkan bongkahan arang hitam yang jika dibakar tidak menghasilkan asap. Tidak seperti intan dan grafit, arang dan batu bara tidak memiliki struktur yang tetap. 

Location:

Share :