1/16
INTAN & GRAFIT Created by: Nesya El Hikmah, Syahrul Ramadhani, Defia
Indah Permatasari, Asnawati, Abdi Wahyudi dan Frandi Jupebri
2/16
Senyawa Alotropi
Yaitu senyawa yang terbentuk hanya dari satu jenis unsur namun dengan bentuk (struktur) yang berbeda. Perbedaan struktur yang terjadi menyebabkan sifat yang dimiliki setiap alotrop berbeda-beda. Beberapa alotropi dari atom karbon yang sejauh ini diketahui adalah grafit, intan, fullerene dan karbon amorf. Karbon merupakan unsur dengan nomor atom 6 dan berat atom sebesar 12,0107 g/mol. Salah satu sifat atom karbon yang menarik dan istimewa adalah “katenasi” yaitu kemampuan melakukan ikatan dengan atom sesamanya.
3/16
Intan & Grafit
Intan merupakan bentuk kristalin dari alotrop karbon yang transparan secara optik. Intan merupakan material paling keras dari semua material yang telah ditemukan. Struktur intan terdiri dari dua kisi kubus dengan setiap atom karbon terikat kovalen membentuk tetrahedral. Grafit merupakan bentuk kristalin karbon berbentuk serbuk dan berwarna hitam. Grafit alam terdapat dalam bentuk endapan dengan kemurnian, ukuran kristal dan kesempurnaan yang beragam. Dalam struktur grafit, setiap atom hanya dikelilingi oleh tiga atom dan membentuk struktur heksagonal.
4/16
Intan & Grafit . . .
5/16
Sifat Fisik Intan Rapat massa Panas fusi Kapasitas panas (25 ºC) Konduktivitas termal (300 K) Diffusivitas termal (300 K) Tingkat kekerasan (Mohs)
3,513 g.cm-3 120 kJ.mol-1 6,1155 J.mol-1.K-1 900 - 2320 W.m-1.K-1 503 – 1300 mm2/s 10,0
Isolator listrik Konduktor panas yang baik
6/16
Sifat Fisik Grafit Rapat massa Panas fusi Kapasitas panas (25 ºC) Konduktivitas termal (300 K) Tingkat kekerasan (Mohs)
2,267 g.cm-3 100 kJ.mol-1 8,517 J.mol-1.K-1 119 – 165 W.m-1.K-1 1 – 2
Konduktor listrik yang baik Konduktor panas kurang baik
7/16
Komparasi Intan - Grafit Karakteristik Warna Dalam pelarut organik Titik leleh Struktur
Intan
Grafit
Jernih Tidak larut
Hitam Tidak larut
> 3550 ºC Jaringan tetrahedron C – C ~ 1,54 Å
3652 – 3697 ºC Lapisan heksagonal C- C ~ 3,35 Å Jarak antar lapis C- C ~ 1,42 Å sp2 Konduktor listrik
Hibridisasi atom C sp3 Konduktor panas
8/16
Pembentukan Grafit
Metamorfogenik: Tumbuhan mati menjadi endapan (peat). Kedalaman lapisan bumi serta peningkatan tekanan dan suhu, peat bertransformasi menjadi batuan sedimen organik (lignite). Dari lignite menjadi coal. Di kedalaman 7 – 8 km dari kerak bumi suhu mencapai 200 – 500 ºC dan tekanan sekitar 0,4 – 0,5 Gpa mengubah coal anthracite menjadi grafit.
9/16
Pembentukan Grafit . . .
Sumber lain mengatakan bahwa grafit dapat berasal dari intan. Intan yang tidak segera dikeluarkan dari magma akan terus panas dan bertransformasi menjadi grafit (kontak magmatik). Ada juga yang mengatakan bahwa grafit dapat terbentuk dari batuan beku dan metamorf. Menurut Kuzvart (1984), grafit terjadi melalui proses magnetik awal, kontak magmatik, hidrotermal, metamorfogenik dan residual.
10/16
Pembentukan Intan Pada kedalaman bumi 100 – 2 00 km, magma bersuhu 900 – 1300 ºC bertekanan 45 – 60 kilobar adalah kondisi tepat mengubah grafit atau mineral karbon murni lainnya menjadi intan. Erupsi magma yang sangat kuat membawa batuan vulkanik (kimberlite atau lamporite) yang mengandung intan ke permukaan bumi dengan kecepatan erupsi 10 – 30 km/jam (Eggler, 1989). Jalannya erupsi magma membentuk pipa vulkanik dan inilah yang merupakan lokasi sumber intan pertama.
11/16
Penambangan Grafit Open pit mining dilakukan jika deposit grafit berada dekat permukaan bumi, yaitu mengebor atau meledakkan tanah dan batu yang menutupi. Deposit grafit kemudian diambil dan discreening manual. Cara lain, yaitu menggilas deposit grafit sampai hancur lalu diapungkan. Grafit yang terapung kemudian diambil.
12/16
Penambangan Grafit . . . Underground mining: jika deposite grafit berada jauh di dalam tanah. Diambil dengan cara mengebor atau menggali tanah, baik vertikal maupun horizontal berbentuk terowongan. Metode ini perlu peralatan berat untuk memasukkan dan mengeluarkan tenaga kerja beserta grafit yang ditemukan.
13/16
Penambangan Intan Penambangan dilakukan dengan cara digali baik manual / menggunakan mekanisme berupa mesin penyedot tanah galian sehingga meninggalkan lubang besar dan dalam.
14/16
Intan Sintetis HPHT (High Pressure High Temperature)
Pertama kali dilakukan oleh James B. Hannay pada 1879 dan Ferdinand F. H. Moissan pada 1893 dengan cara memanaskan grafit dan besi dalam wadah peleburan pada suhu > 3.500 ºC di tungku pembakaran. Hannay memasaknya dengan api sedangkan Moissan dengan pancaran listrik. Lalu besi yang meleleh didinginkan dengan cepat oleh air. Reaksi pendinginan menghasilkan tekanan yang tinggi sehingga menghasilkan keadaan yang dibutuhkan oleh grafit untuk berubah menjadi intan.
15/16
Intan Sintetis . . . CVD (Chemical Vapor Deposition)
Penelitian dilakukan di Uni Soviet dan USA (1950-an) yaitu dengan pirolisis gas hidrokarbon pada suhu dan tekanan relatif rendah (800 ºC dan 27 kPa). Metode ini memberi keunggulan yang lebih daripada HPHT, tetapi masih populer dikalangan laboratorium saja.
16/16
PERTANYAAN Siti Mahraja (F1C114017)
Apa saja dampak lingkungan yang terjadi pada proses penambangan grafit? Jawaban: Dampak lingkungan: Limbah, pasir sisa, debu, kebisingan mine/acid drainase, pencemaran air sungai dan gangguan permukaan. Solusi: Reklamasi lahan pertambangan.
PERTANYAAN . . . Lili Kadariah (F1C114021)
Bagaimana proses pembentukan intan secara erupsi? Jawaban: Erupsi yang dimaksud bukan proses pembentukan intan, tetapi erupsi magma tersebut menyembur ke permukaan hanya membawa batuan (lamporite dan kimberlite) yang mengandung intan. Dari jalur magma itulah yang kemudian dijadikan tempat penambangan intan.
PERTANYAAN . . . Nova Febrianti (F1C114003)
Intan dan grafit tersusun atas atom C. Apakah keduanya sama? Bagaimana sifat dan kegunaan dari keduanya? Jawaban: Keduanya memang tersusun dari atom karbon, namun ikatan yang terbentuk pada intan dan grafit berbeda sehingga sifat yang dimiliki juga berbeda satu sama lain. Sifat intan adalah keras dan konduktor panas yang baik, sedangkan grafit rapuh dan konduktor panas kurang baik, namun mampu menghantarkan listrik dengan baik karena terdapat satu atom karbon yang tidak berikatan. Intan pada umumnya digunakan sebagai perhiasan, sedangkan grafit digunakan untuk alat tulis (pensil).
