Cara Membuat Karbon

Tahukah anda bahwa grafit (arang) dan intan sama-sama tersusun dari atom-atom karbon? Dapatkan grafit diubah menjadi intan? Grafit dan intan tersusun dari unsur-unsur yang sama tetapi memiliki struktur (bentuk) yang berbeda. Peristiwa seperti ini disebut alotrop. Karbon di dalam kulit bumi tertama sebagai karbonat misalnya dalam CaCO3, CO2, dan berbagai senyawa organik. Selain sebagai senyawa, karbon di alam juga terdapat sebagai unsur bebas yaitu dalam bentuk grafit arang dan intan. Pada grafit setiap atom C terikat oleh tiga atom C yang lain membentuk susunan heksagonal.

Oleh karena elektron-elektron dalam atom karbon pada grafit terikat agak lemah oleh inti atom, maka elektron dapat mengalir dari satu atom ke atom lainnya sehingga grafit dapat menghantarkan listrik. Itulah sebabnya grafit banyak digunakan sebagai elektroda pada batu baterai dan sel elektrolisis. Selain dapat menghantarkan listrik, grafit juga bersifat licin, maka digunakan untuk bahan pelumas. Campuran grafit dan tanah digunakan untuk membuat pensil. Oleh karena ikatan antaratom karbon dalam grafit sangat kuat, maka grafit digunakan dalam pembuatan komposit yang ringan tetapi kuat untuk membuat raket.

Gambar 1. (a) Struktur grafit berbentuk lapisan (b) Struktur intan.

Karbon yang terbentuk dari pembakaran kayu dan bahan organik lainnya disebut arang. Bila arang dipanaskan pada suhu 800 °C menjadi arang aktif (karbon aktif) yang digunakan dalam pemutihan gula, penjernihan air dan obat sakit perut karena kemampuannya untuk menyerap (mengabsorbsi) berbagai zat. Sedangkan karbon yang dihasilkan dari pembakaran hidrokarbon disebut karbon black digunakan dalam vulkanisasi karet pada industri ban dan sebagai pigmen (zat warna) hitam dalam cat, tinta kertas, dan sebagainya.

Karbon yang sangat keras (lebih keras dari logam) dan berkilau adalah intan. Pada intan setiap atom C terikat oleh 4 atom C yang lain yang membentuk struktur tetrahedron. Struktur tetrahedron ini terus berlanjut hingga membentuk jaringan yang sangat kuat (keras). Karena intan alam berkilau maka digunakan untuk perhiasan. Dengan teknologi canggih grafit dapat

diubah menjadi intan sintetik pada suhu dan tekanan yang sangat tinggi. Karena sifatnya yang keras maka intan sintetik digunakan untuk alat pemotong kaca dan mata bor.

Cara, Membuat Silikon

Silikon terdapat dalam kerak bumi sebagai oksida SiO2, sebagai kompleks silikat dengan oksida lain.

Silikon diperoleh dengan cara sebagai berikut.

a) Mereduksi pasir / kwarsa SiO2 dengan karbon dalam tanur listrik.

Panas

SiO2(s) + 2C(s) → Si(s) + 2CO(g)

b) Mereduksi SiCl4 dengan hidrogen pada suhu tinggi

SiCl4(g) + 2H2(g) → Si(s) + 4HCl(g)

Cara Membuat Timah

Berbagai macam metode dipakai untuk membuat timah dari biji timah tergantung dari jenis biji dan kandungan impuritas dari biji timah. Bijih timah yang biasa digunakan untuk produksi adalah dengan kandungan 0,8-1% (persen berat) timah atau sedikitnya 0,015% untuk biji timah berupa bongkahan-bongkahan kecil. Biji timah dihancurkan dan kemudian dipisahkan dari material-material yang tidak diperlukan, adakalanya biji yang telah dihancurkan dilewatkan dalam “floating tank” dan titambahkan zat kimia tertentu sehingga biji timahnya bisa terapung sehingga bisa dipisahkan dengan mudah.Biji timah kemudian dikeringkan dan dilewatkan dalam alat pemisah magnetik sehingga kita dapat memisahkan biji timah dari impuritas yang berupa logam besi. Biji timah yang keluar dari proses ini memiliki konsentrasi timah antara 70-77% dan hampir semuanya berupa mineral Cassiterite.

Cassiterite selanjutnya diletakkan dalam furnace bersama dengan karbon dalam bentuk coal atau minyak bumi. Adakalanya juga ditambahkan limestone dan pasir untuk menghilangkan impuritasnya kemudian material dipanaskan pada suhu 1400 C. Karbon bereaksi dengan CO2 yang ada didalam furnace membentuk CO, CO ini kemudian bereaksi dengan cassiterite

membentuk timah dan karbondioksida. Logam timah yang dihasilkan dipisahkan melalui bagian bawah furnace untuk diproses lebih lanjut. Untuk memperoleh timah dengan kemurnian yang tinggi maka dapat dilakukan dengan menggunakan proses elektrolisis. Dengan cara ini kemurnian timah yang diperoleh bisa mencapai 99,8%.

Cara Membuat Timbal

Pada umumnya biji timbal mengandung 10% Pb dan biji yang memiliki kandungan timbal minimum 3% bisa dipakai sebagai bahan baku untuk memproduksi timbal. Biji timbal pertama kali dihancurkan dan kemudian dipekatkan hingga konsentrasinya mencapai 70% dengan menggunakan proses “froth flotation” yaitu proses pemisahan dalam industri untuk memisahkan material yang bersifat hidrofobik dengan hidrofilik.

Kandungan sulfida dalam biji timbal dihilangkan dengan cara memanggang biji timbal sehingga akan terbentuk timbal oksida (hasil utama) dan campuran antara sulfat dan silikat timbal dan logam-logam lain yang ada dalam biji timbal. Pemanggangan ini dilakukan dengan menggunakan aliran udara panas. Reaksi yang terjadi adalah:

MSn + 1.5nO2 → MOn + nSO2.

Timbal oksida yang terbentuk direduksi dengan menggunakan alat yang dinamakan “blast furnace” dimana pada proses ini hampir semua timbal oksida akan direduksi menjadi logam timbal. Hasil timbal dari proses ini belum murni dan masih mengandung kontaminan seperti Zn, Cd, Ag, Cu, dan Bi. Timbal oksida yang tidak murni ini kemudian dicairkan dalam “furnace reverberatory” dan ditreatment menggunakan udara, uap, dan belerang dimana kontaminan akan teroksidasi kecuali perak, emas, dan bismuth. Kontaminan ini akan terapung pada bagian atas sehingga dapat dipisahkan. Logam perak dan emas dipisahkan dengan menggunakan proses Parkes, dan bismuthnya dihilangkan dengan menggunakan logam kalsium dan magnesium. Hasil logam yang dihasilkan dari keseluruhan proses ini adalah logam timbal. Logam timbal yang sangat murni diperoleh dengan cara elektrolisis meggunakan elektrolit silica flourida

Cara membuat Germanium

Unsur ini diambil secara komersil dari debu-debu pabrik pengolahan bijih-bijih seng, dan sebagai produk sampingan beberapa pembakaran batubara. Germanium dapat dipisahkan dari logam-logam lainnya dengan cara distilasi fraksi tetrakloridanya yang sangat reaktif. Tehnik ini dapat memproduksi germanium dengan kemurnian yang tinggi.