Film animasi dari Walt Disney ini memang sangat melegenda.Berkisah mengenai cinta si cantik bernama Belle dengan Beast, si buruk rupa. Selain ada pada film, cerita tentang si cantik dan si buruk rupa juga ada dalam Ilmu Kimia. Lho kok ada? Iya beneran ada. Mungkin sudah banyak yang tahu bahwa ada dua benda yang sebenarnya tersusun dari atom-atom yang sama. Siapakah mereka?
Mereka adalah intan sebagai the beauty dan grafit sebagai the beast. Dua benda ini sama-sama tersusun dari atom karbon (atom C). Namun mereka adalah alotropi. Apa itu alotropi? Alotropi adalah bentuk modifikasi struktur yang berbeda dari unsur yang sama. Mudahnya, kalau di manusia alotropi adalah kembar tidak identik. Meskipun intan dan grafit sama-sama tersusun dari atom karbon, namun mereka membentuk susunan kristal yang berbeda. Di manakah bedanya? Baca juga: Mengapa Namamu Omega -3? Perhatikan gambar di bawah ini. Pada intan, atom karbon tersusun dengan bentuk tetrahedral. Bentuk tetrahedral ini merupakan bentuk yang juga terdapat pada gas CH4. Setiap atom karbon pada intan terikat secara kovalen dengan 4 atom lainnya. Bentuk berbeda terjadi pada grafit. Setiap atom karbon terikat dengan 3 atom karbon lainnya. Struktur yang terbentuk dari grafit adalah heksagonal belapis-lapis. Dengan perbedaan struktur ini, apa pengaruhnya terhadap sifat kedua jenis alotropi ini? Perbedaan struktur intan dan grafit menyebabkan sifat fisika dan kimia mereka berbeda. Yang paling menonjol dari perbedaan itu adalah mengenai daya hantar listrik dan daya hantar logam. Intan merupakan isolator listrik yang baik sedangkan grafit merupakan konduktor listrik yang baik. Sebaliknya, intan merupakan konduktor panas yang baik sedangkan grafit merupakan isolator panas yang baik. Lho kok bisa kebalikan gitu, bagaimana ceritanya? Aliran awan elektron yang seperti sungai menyebabkan arus listrik bisa mengalir. Nah alasan ini yang menyebabkan grafit mampu menghantarkan listrik. Grafit sering digunakan sebagai elektrode pada saat elektrolisis. Selain itu, anda pasti tahu pensil 2B yang digunakan untuk LJK juga berasal dari karbon karena mampu dibaca oleh komputer. Sebaliknya,atom karbon intan yang menggunakan semua elektron valensinya untuk berikatan menyebabkan tidak ada lagi elektron valensi yang tersisa. Akibatnya, intan tidak dapat menghantarkan arus listrik.
Bagaimana dengan daya hantar panas? Alasannya hampir sama. Kita tahu tadi bahwa pada intan setiap atom karbon berikatan dengan empat atom karbon lainnya. Sebaliknya pada grafit hanya berikatan dengan 3 atom lainnya. Ikatan C-C (karbon-karbon) pada intan lebih kuat daripada grafit. Susunan intan lebih rapat daripada grafit. Baca juga: Mekanisme Reaksi yang Menimbulkan Ledakan Kita tahu bahwa perpindahan panas secara konduksi membutuhkan media. Semakin rapat media yang terdapat maka panas akan semakin mudah berpindah. Ibaratnya kalau kita naik mobil. Semakin rapat jalannya (semakin mulus) maka perjalanan kita akan semakin lancar dibanding jika jalan yang dilewati bolong-bolong (berlubang). Inilah yang menyebabkan intan merupakan konduktor panas yang baik sedangkan grafit tidak. Nah kalau ada pertanyaan, mengapa meski keduanya tersusun dari atom karbon tapi warnanya kok sangat beda. Intan bisa berkilau dan memencarkan berbagai warna sedangakn grafit sangat hitam pekat dan menyedihkan. Oh mengapa ini bisa terjadi?Alasannya juga berasal dari susunan kristal keduanya. Sebelumnya, warna yang tampak oleh mata kita adalah warna komplemen. Warna komplemen ini merupakan warna yang berlawanan dengan warna yang diserap oleh suatu benda. Jadi, saat benda menyerap suatu warna, maka benda tersebut akan memantulkan warna yang berlawanan dengan warna yang diserapnya tadi.Kembali ke topik. Intan dapat mendispersikan (menguraikan) cahaya akibat strukturnya yang rapat. Anda masih ingat tentang peristiwa pelangi? Ya, pelangi yang kita lihat merupakan hasil penguraian cahaya monokromatik. Jika kita amati, berlian ini dapat berperan seperti titik-titik air hujan. Jadinya, intan terlihat tidak berwarna namun berkilau. Berbeda dengan intan, grafit menyerap semua warna yang diterimanya. Akibatnya, warna komplemen yang kita tangkap adalah hitam.Kalau ada pertanyaan lagi. Kenapa intan sulit sekali didapat sedangkan grafit mudah didapat? Kan kalau intan mudah didapat gak ada lagi orang miskin? Haha maunya. Baca juga: Konsep Drug Design Menggunakan Komputasi Alasannya, ada yang dinamakan kestabilan termodinamik. Ukuran ini dapat dijadikan patokan apakah suatu zat lebih stabil daripada zat yang lainnya. Kestabilan termodinamik dinyatakan dengan besaran energi bebas pembentukan standar (ΔGfo). Semakin kecil harga energi ini maka zat tersebut semakin stabil. Nilai (ΔGfo) untuk karbon adalah 0 sedangkan untuk intan adalah 2.900. Nah dari sini kita tahu bahwa grafit memiliki energi yang lebih rendah dibanding intan sehingga keberadannya lebih banyak. Pertanyaan terkahir. Apa bisa kita mengubah grafit menjadi intan? Kan enak juga kita bisa kaya?Jawabannya adalah bisa, tapi sangat sulit terjadi. Secara teori, sebenarnya reaksi pengubahan grafit menjadi intan adalah reaksi spontan atau reaksi yang kemungkinan bisa terjadi. Namun, meski bisa terjadi reaksi ini akan sangat lama sekali berlangsung. Ibaratnya, kalau kita ingin punya uang 1 Trilliun terus pekerjaan kita gajinya Cuma 2 juta, pasti lama dapat uang sebanyak itu. Bisa sih kalau tiba-tiba dapet hadiah atau………(silahkan isi sendiri). Intinya, tidak mustahil membuat the beast menjadi the beauty.Bagi yang penasaran, silahkan klik video di bawah ini yang menceritakan pengubahan karbon menjadi intan di bawah ini. Sumber: Wikipedia
Dalam kehidupan sehari-hari, banyak ditemukan bahan-bahan yang digunakan sebagai alat maupun bahan pemenuh kebutuhan manusia. Kesemua bahan-bahan tersebut memiliki karakteristik masing-masing, tak terkecuali intan dan grafit. Nah, apa saja karakteristik keduanya? Meskipun suatu bahan tersusun dari atom–atom yang sama, namun jika struktur atau susunan dari atom–atom tersebut berbeda maka benda tersebut memiliki karakteristik atau sifat yang berbeda pula. Dalam kasus Grafit dan intan, misalnya. Meskipun keduanya tersusun dari atom yang sama, yaitu karbon, namun struktur yang dimiliki berbeda. Intan dalam hal ini memiliki susunan karbon berbentuk tetrahendral. Setiap karbon memiliki keterikatan dengan empat atom karbon lainnya secara kovalen. Sementara grafit memiliki bentuk heksagonal berlapis-lapis, atom karbon hanya terikat dengan 3 atom karbon lainnya. Antar lapisan terikat dengan gaya Van der Walls yang lemah. Perbedaan tersebut jelas mengakibatkan perbedaan yang cukup jauh dari segi sifat fisika dan kimia intan dan grafit. Intan memiliki struktur yang kokoh dan ini menjadikannya sebagai benda terkeras di bumi. Intan juga memiliki daya tahan tinggi, dan berwarna transparan sehingga dapat dilalui oleh cahaya. Menurut Scientific American, bahan ini adalah konduktor panas terbaik yang ada di Bumi melebihi logam, namun ini tidak bisa menghantarkan listrik atau bersifat isolator. Hal ini dikarenakan kepadatan intan sangat tinggi, sehingga elektron tidak bisa bergerak bebas dalam struktur tatrahedralnya. Baca juga: Cahaya, Apa Sih dan Bagaimana Sifat-Sifatnya? Sementara itu, grafit jauh lebih lunak dibanding intan. Bentuknya berlapis-lapis, lembut, rapuh, dan juga berwarna hitam sehingga dapat menyerap cahaya. Lain halnya dengan intan yang bersifat isolator, grafit bersifat sebagai konduktor atau penghantar listrik yang baik. Hal ini dikarenakan kepadatan grafit tidak terlalu tinggi sehingga elektron dapat mengalir dalam strukturnya secara bebas. Untuk lebih jelasnya, brikut ini beberapa sifat dan karakteristik intan dan grafit: 1. Intan merupakan material paling keras 2. Intan bukan penghantar listrik yang baik (isolator) 3. Salah satu kristal yang sangat indah, banyak digunakan untuk perhiasan 5. Mengikat empat atom karbon membentuk struktur tetrahedral dengan ikatan kovalen Grafit 1. Grafit material yang paling lemah 2. Grafit penghantar listrik yang baik (konduktor) 3. Digunakan sebagai bahan isi pensil |
Mengapa grafit dapat menghantarkan listrik sedangkan intan tidak dapat menghantarkan listrik
Pos Terkait
Copyright © 2024 adaberapa Inc.
