Rabu, 06 April 2011

laporan prektikum kimia anorganik


PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK

KARBON






DISUSUN OLEH :
Kelompok : I
Anggota     : 1.Etrie Jayanti            (06091010003)
            2.Tiara Romadhona   (06091010004)
            3. Siti Oryza Sativa    (06091010010)
            4. Arief Maulana        (06091010026)
            5. Luciana Mentari     (06091010033)
            6. Elviani Barus                   (06091010038)
            7. Fitri Aprianti          (06091010040)

LABORATORIUM KIMIA FKIP
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
2011
I.                    No Percobaan              : III
II.                 Judul Percobaan          : Karbon
III.               Tanggal Percobaan       : 24 Maret 2011
IV.              Tujuan Percobaan        : 1. Mahasiswa memahami sifat kobalrndi atom karbon
  2. Diberikan diagram kerangka map heksagon, mahasisqa mampu (a) mengemas bangun geometri bola C60,
      (b) mengidentifikasi posisi ikatan rangkap dua,
      (c) menghitung jumlah ikatan karbon,
      (d) menghitung jumlah masing-masing ikatan tunggal maupum      ikatan tangkap dua, dan mengemas bangun geometri C70 dan C80

V.                 Landasan Teori
Karbon merupakan unsur kimia yang mempunyai simbol C dan nomor atom 6 pada tabel periodik. Sebagai unsur golongan 14 pada tabel periodik, karbon merupakan unsur non-logam dan bervalensi 4 (tetravalen), yang berarti bahwa terdapat empat elektron 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 waktu paruh peluruhannya sekitar 5730 tahun.[1] Karbon merupakan salah satu dari di antara beberapa unsur yang diketahui keberadaannya sejak zaman kuno.[2][3] Istilah "karbon" berasal dari bahasa Latin carbo, yang berarti batu bara.
Karbon memiliki beberapa jenis alotrop, yang paling terkenal adalah grafit, intan, dan karbon amorf.[4] Sifat-sifat fisika karbon bervariasi bergantung pada jenis alotropnya. Sebagai contohnya, intan berwarna transparan, manakala grafit berwarna hitam dan kusam. Intan merupakan salah satu materi terkeras di dunia, manakala grafit cukup lunak untuk meninggalkan bekasnya pada kertas. Intan memiliki konduktivitas listik yang sangat rendah, sedangkan grafit adalah konduktor listrik yang sangat baik. Di bawah kondisi normal, intan memiliki konduktivitas termal yang tertinggi di antara materi-materi lain yang diketahui. Semua alotrop karbon berbentuk padat dalam kondisi normal, tetapi grafit merupakan alotrop yang paling stabil secara termodinamik di antara alotrop-alotrop lainnya.
Semua alotrop karbon sangat stabil dan memerlukan suhu yang sangat tinggi untuk bereaksi, bahkan dengan oksigen. Keadaan oksidasi karbon yang paling umumnya ditemukan adalah +4, manakala +2 dijumpai pada karbon monoksida dan senyawa kompleks logam transisi lainnya. Sumber karbon anorganik terbesar terdapat pada batu kapur, dolomit, dan karbon dioksida, sedangkan sumber organik terdapat pada batu bara, tanah gambut, minyak bumi, dan klatrat metana. Karbon dapat membentuk lebih banyak senyawa daripada unsur-unsur lainnya, dengan hampir 10 juta senyawa organik murni yang telah dideskripsikan sampai sekarang.
Karbon adalah unsur paling berlimpah ke-15 di kerak Bumi dan ke-4 di alam semesta. Karbon terdapat pada semua jenis makhluk hidup, dan pada manusia, karbon merupakan unsur paling berlimpah kedua (sekitar 18,5%) setelah oksigen.[6] Keberlimpahan karbon ini, bersamaan dengan keanekaragaman senyawa organik 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.
VI.              Karakteristik
Diagaram fase karbon yang diprediksi secara teoritis
Karbon memiliki berbagai bentuk alotrop yang berbeda-beda, meliputi intan yang merupakan bahan terkeras di dunia sampai dengan grafit yang merupakan salah satu bahan terlunak. Karbon juga memiliki afinitas untuk berikatan dengan atom kecil lainnya, sehingga dapat membentuk berbagai senyawa dengan atom tersebut. Oleh karenanya, karbon dapat berikatan dengan atom lain (termasuk dengan karbon sendiri) membentuk hampir 10 juta jenis senyawa yang berbeda.[5] Karbon juga memiliki titik lebur dan titik sublimasi yang tertinggi di antara semua unsur kimia.
Pada tekanan atmosfer, karbon tidak memiliki titik lebur karena titik tripelnya ada pada 10,8 ± 0,2 MPa dan 4600 ± 300 K,[7][8] sehingga ia akan menyublim sekitar 3900 K.[9][10]
Karbon dapat menyublim dalam busur karbon yang memiliki temperatur sekitar 5800 K, sehingga tak peduli dalam bentuk alotrop apapun, karbon akan tetap berbentuk padat pada suhu yang lebih tinggi daripada titik lebur logam tungsten ataupun renium. Walaupun karbon secara termodinamika mudah teroksidasi, karbon lebih sulit teroksidasi daripada senyawa lainnya (seperti besi dan tembaga).
Karbon merupakan unsur dasar segala kehidupan di Bumi. Walaupun terdapat berbagai jenis senyawa yang terbentuk dari karbon, kebanyakan karbon jarang bereaksi di bawah kondisi yang normal. Di bawah temperatur dan tekanan standar, karbon tahan terhadap segala oksidator terkecuali oksidator yang terkuat. Karbon tidak bereaksi dengan asam sulfat, asam klorida, klorin, maupun basa lainnya. Pada temperatur yang tinggi, karbon dapat bereaksi dengan oksigen, menghasilkan oksida karbon oksida dalam suatu reaksi yang mereduksi oksida logam menjadi logam. Reaksi ini bersifat eksotermik dan digunakan dalam industri besi dan baja untuk mengontrol kandungan karbon dalam baja:
Fe3O4 + 4 C(s) → 3 Fe(s) + 4 CO(g)
Pada temperatur tinggi, karbon yang dicampur dengan logam tertentu akan menghasilkan karbida logam, seperti besi karbida sementit dalam baja, dan tungsten karbida yang digunakan secara luas sebagai abrasif.
Pada tahun 2009, grafena diketahui sebagai material terkuat di dunia yang pernah diujicobakan.[11] Walaupun demikian, proses pemisahan grafena dari grafit masih belum cukup ekonomis untuk digunakan dalam proses industri.[12]



Berbagai alotrop karbon memiliki ciri-ciri yang sangat berlawanan satu sama lainnya:
Intan nanokristal sintetik merupakan material terkeras yang diketaahui.
Grafit adalah salah satu material terlunak yang diketahui.
Intan merupakan bahan abrasif.
Grafit adalah pelumas yang sangat baik.
Intan tidak menghantarkan listrik (insulator).
Grafit menghantarkan listrik (konduktor).
Intan merupakan konduktor panas yang baik.
Beberapa jenis grafit digunakan sebagai insulator panas.
Intan berwarna transparan.
Grafit berwarna kelam.
Intan mengkristal dalam sistem kristal kubik.
Grafit mengkristal dalam sistem kristal heksagonal.
Karbon amorf bersifat isotropik.
Karbon nanotabung merupakan bahan yang paling anisotropik yang pernah dibuat.
VII.               
















VIII.         Alat dan Bahan
a.       Kertas manila dengan map heksagon (hasil foto copy)
b.      Penggaris,pisau pem otong atau gunting
c.       Lem
d.      Spidol warna merah

IX.              Cara Kerja
(1)   Fotokopilah map heksagon (lihat lembar map) di atas kertas manila ukuran A4
(2)   Gunting pada bagian (salah satu sisi heksagon) yang sudah di tandai “gunting”
(3)   Gunting bagian heksagon secara utuh yang sudah di nomori 1-8, hingga diperoleh lubang-lubang heksagon (ada 8 lubang heksagon).
(4)   Tumpang tindihkan (dan kemudian rekatkan dengan lem) setiap dua heksagon yang digunting satu sisi penghubungnya di sekitar tiap lubang heksagon sehingga membentuk lubang pentagon hingga memperoleh sebuah bangun bola.


 

      


 






                                                         = Arah Lipat
                                                         = Gunting di sini dan arah lipat
            1,2,3,4,5,6,7,dan 8 = bidang heksagon yang harus dilubangi/dibuang





X.                 Tugas        
                  Bentuklah map heksagon yang telahdiguntingtersebutmenjadibangun bola C60 yang tesusunolehheksagondanlubangpentagon.Jikasetiaptitiksusudtheksagonmaupun pentagon mewakili atom karbon, hitungjumlahheksagondanlubang pentagon, jumlah atom C persekutuan antara satu lubang pentagon dan dua heksagon, tandai ikatan rangkapduadengan garis spidol merah (ikatan tunggal tidak usah ditandai), hitung jumlah ikatan tunngal dan rangkap dua.
Secarasama bentuklah fulerena C70dari map heksagon yang tersedia menurut pola berikut ini.
Map heksagon untuk pembentukan fulerena C70





                   = guntingdisini            = arahlipat
    1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, dan 8 = bidanghekssagonal yang harusdilubangi/dibuang
Demikian juga bentuklah fulerena C80 dari map  heksagon  yang tersedia menurut pola berikut ini.
Map heksagon untuk pembentukan fulerena C80


 







                          = gunting di sini dan arah lipat
         1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, dan 8 = bidang heksagon yang harus dilubangi/ dibuang

XI.              Hasil Pengamatan
1.      Bangun yang mendekati bentuk bola soccer ini terdiri dari bidang heksagon dan (lubang) pentagon sejumlah : 20 heksagon dan 12 pentagon.

2.      Setiap bidang pentagon dikelilingin oleh C60 : 5 heksagon, C70 : 5 heksagon, dan C80 : 5 heksagon. Dan setiap bidang heksagon selalu dikelilingi oleh C60 : 3 pentagon, C70 : 3 pentagon, dan C80 : 3 pentagon.

3.      Setiap atom C (titik sudut bidang) selalu merupakan titik persekutuan dari sejumlah 1 bidang pentagon dan 2 bidang heksagon ; jadi setiap atom C ini selalu membentuk ikatan dengan sejumlah 3 atom C lainnya.

4.      Jumlah atom C penyusun bola soccer ini yaitu sebanyak 60+70+80 = 210 atom. Berdasarkan data (1) dan (3), jumlah atom C ini dapat dihitung menurut cara perhitungan sebagai berikut :
 =  = 60 atom (untuk C60)
                                   = = 70 atom (untuk C70)
                                   =  = 80 atom (untuk C80)
            Dimana,           n = jumlah bidang heksagon
                                     m = jumlah bidang pentagon
                                     h = jumlah atom C tiap bidang heksagon
                                     p = jumlah bidang C tiap bidang pentagon
                                     z = jumlah ikatan untuk tiap atom C

5.      Jumlah total ikatan C-C yaitu 315 ikatan. Hal ini dapat diperoleh menurut cara perhitungan sebagai berikut :
Jumlah ikatan C-C = ½ (q x z) = ½ (210 x 3) = 315 ikatan
Dimana angka ½ diperoleh dari kenyataan bahwa setiap ikatan C-C selalu merupakan sisi persekutuan antara dua bidang (baik heksagon-heksagon maupun heksagon-pentagon), q = jumlah atom C total, dan z = jumlah ikatan tiap atom.
C60 = ½ (60 x 3) = 90 ikatan
C70 = ½ (70 x 3) = 105 ikatan
C80 = ½ (80 x 3) = 120 ikatan

6.      Jumlah ikatan rangkap dua C=C (yang diatandai dengan garis spidol merah) yaitu sebanyak 105 ikatan dan jumlah ikatan tunggal C-C (yang tidak ditandai apapun) yaitu 120 ikatan. Hal ini juga dapat dilakukan dengan perhitungan sebagai berikut :
a.       Jumlah ikatan tunggal C-C = ⅔ x jumlah ikatan total = ...
b.      Jumlah ikatan rangkap C=C = ⅓ x jumlah ikatan total = ...
C60 = ⅔ x 90 = 60 ikatan atom tunggal
            = ⅓ x 90 = 30 ikatan rangkap dua
C70 = ⅔ x 105 = 70 ikatan tunggal
            = ⅓ x 105 = 35 ikatan rangkap dua
C80 = ⅔ x 120 = 80 ikatan tunggal
            = ⅓ x 120 = 40 ikatan rangkap dua

Jadi, ikatan tunggal C-C = ⅔ x 315 = 210 ikatan
            Ikatan rangkap C=C = ⅓ x 90 = 30 ikatan










XII.            PEMBAHASAN
            Karbon adalah suatu unsur kimia yang memiliki nomor atom 6 dan nomor massa 12 sehingga aton karbon memiliki konfigurasi elektron 1S2 2S2 2P2. Atom karbon berada pada golongan IVA dan  pada periode 2 pada sistem periodik, sehingga atom karbon memiliki sifat-sifat kovalensi karbon. Atom karbon memiliki dua bentuk alotrop karbon yang dikenal dengan intan dan grafit, oleh karena itu maka atom karbon membentuk suatu jaringan yang sangart kuat sehingga tiap atom tiap atom karbon tersebut dapat bergerak secara bebas.
                        Melalui percobaan yang kami lakukan, yaitu dengan menggunakan diagram kerangka heksagon dengan atom karbon dalam bangun C60, C70, dan C80. Melalui masing-masing bentuk atom karbon atom tersebut memiliki heksagon dan lubang heksagon yang diperoleh dari setiap dua heksagon yang digunting satu sisi penghubungnya disetiap sisi lubang heksagon tersebut. Maka dikemaslah  atom geometrinya untuk mendapatkan suatu bentuk seperti bola yang mana atom tersebut memiliki ikatan tunggal dan ikatan rangkap.
                        Setelah dirangkai bentuk dari masing-masing C60, C70, dan C80, maka diperoleh bahwa setiap bidang pentagon memiliki heksagon yang sama dan selalu dikelilingi oleh  C60=5 heksagon, C70= 5heksagon, dan C80= 5 heksagon. Setiap masing-masing heksagon yang dikelilingi oleh beberapa pentagon yaitu, C60= 3 pentagon, C70= 2 pentagon dan 2 pentagon, dan C80= 3 pentagon. Dari jumlah pentagon dan heksagon setiap bangun geometri C60, C70, dan C80, maka kita dapat menghitung jumlah atom yang menyusun bola dengan menggunakan rumus yaitu  untuk membuktikan bahwa setiap bangun geometri yang dilakukan dengan praktek maupun secara teori adalah sama yaitu C60 memiliki60 atom, C70 memiliki 70 atom, dan C80 memiliki 80 atom.
                        Dari percobaan yang dilakukan diatas maka bentuk dari heksagon yang memiliki bentuk yang mirip dengan bola soccer adalah C60. Karena memiliki bidang heksagon sebanyak 20buah dan memiliki lubang pentagonnya yaitu 12 buah.
                        Dengan menggunakan perhitungan dari percobaan yang telah didapatkan yaitu dengan mendapatkan bangunan berbentuk bola dari bidang heksagon C60, C70, dan C80 maka didapatkan bahwa setiap ikatan C-C selalu merupakan sisi persekutuan antara dua bidang (baik heksagon- pentagon maupun pentagon- heksagon) yang dapat dilihat dari lingkaran bentuk bola yang diperooleh dari bangun geometri C60, C70, dan C80.
                        Bentuk geometri C60, C70, dan C80. Yang telah diperoleh bangunnya maka dapat dikenali yang mana ikatan tunggal dan yang mana ikatan rangkap. Ikatan tunggal ditandai dengan tidak ada bentuk tumpang tindih dari dua heksagon yang direkatkan dengan lem, dan sebaliknya ikatang rangkap ditandai dengan tumpang tindih dari dua heksagon yang direlatkan dengan lem.

XIII.         KESIMPULAN
1.                  setiap ikatan C-C selalu merupakan sisi persekutuan antara dua bidang                (baik heksagon- pentagon maupun pentagon- heksagon)
2.                  jumlah atom suatu karbonsama dengan jumlah bangun geometri atom karbonnya.
3.                  ikatan rangkap pada bangun geometri ditandai dengan tumpang tindih 2 heksagon yang direkatkan dengan lem.
4.                  bangun yang mendekati bangun bola soccer adalah C60 yang terdiri dari 20 heksagon dan 12 pentagon.
5.                  suatu bidang pentagon selalu dikelilingi oleh 5 heksagon.








DAFTAR PUSTAKA
http://www.chem-is-try.org/karbon (diakses 4 april 20011)
http://www.wikepedia.com/karbon/ (diakses 4 april 2011)
Keenan, C.W. & D.C. Klienfilter, J.H. Wood, Kimia untuk Universitas, jilid 1&2. Penerbit Erlangga. Jakarta. 1984
Hadeli, M. Petunjuk Praktikum Kimia Anorganik I. Laboratorium Pendidikan Kimia UPPSB. Universitas Sriwijaya. 2008