Pada suhu dan tekanan standar (STP), karbon berbentuk padat, biasa disebut grafit. Namun, pada suhu dan tekanan yang sangat tinggi, karbon dapat berbentuk cair atau gas, misalnya dalam bentuk lava cair atau karbon dioksida.
Ya, itu hanya jawaban sederhana. Namun ada beberapa hal lagi yang perlu diketahui tentang topik ini yang akan membuat konsep Anda menjadi lebih jelas.
Jadi mari kita langsung ke sana.
Poin Penting: Apakah karbon berbentuk padat, cair, atau gas?
- Karbon ada dalam bentuk padat pada suhu kamar karena sifat ikatan kovalennya yang kuat dan struktur atom pada grafit dan berlian.
- Karbon dapat berada dalam bentuk cair pada suhu dan tekanan yang sangat tinggi, seperti pada paduan besi-karbon cair atau dalam karbon dioksida cair.
- Karbon padat berupa intan atau grafit memiliki titik leleh yang tinggi dan struktur yang kaku karena ikatan kovalen yang kuat, sedangkan karbon cair memiliki titik leleh yang lebih rendah dan struktur yang kurang kaku.
Mengapa karbon berbentuk padat pada suhu kamar?
Karbon ada dalam bentuk padat pada suhu kamar karena struktur atom dan sifat ikatannya yang unik. Pada suhu kamar dan tekanan atmosfer normal, atom karbon terikat bersama dalam struktur kristal yang disebut grafit, terdiri dari lembaran cincin heksagonal yang saling tumpang tindih.
Setiap atom karbon dalam grafit dihubungkan dengan tiga atom karbon tetangganya melalui ikatan kovalen yang kuat, sehingga menghasilkan struktur yang sangat stabil dan kuat. Ikatan yang kuat ini memerlukan sejumlah besar energi untuk memutuskannya, itulah sebabnya karbon tidak mudah berubah dari padat menjadi cair atau gas pada suhu kamar.
Bentuk karbon lainnya adalah intan, yang juga berbentuk padat pada suhu kamar. Intan bahkan lebih keras dan tahan lama dibandingkan grafit karena struktur ikatan tetrahedralnya yang unik, di mana setiap atom karbon terikat pada empat atom karbon tetangganya. Jenis ikatan ini menghasilkan jaringan atom padat tiga dimensi yang bahkan lebih stabil dibandingkan grafit.
Singkatnya, karbon berbentuk padat pada suhu kamar karena sifat ikatan kovalennya yang kuat dan struktur atom unik dari dua bentuk paling umum: grafit dan berlian.
Apakah karbon ada dalam keadaan cair?
Ya, karbon bisa ada dalam bentuk cair, tetapi memerlukan suhu dan tekanan yang sangat tinggi.
Contoh karbon cair terdapat dalam bentuk paduan besi-karbon cair, yang digunakan dalam produksi baja. Dalam proses ini, karbon ditambahkan ke besi pada suhu tinggi, menghasilkan campuran cair antara besi dan karbon. Namun, jumlah karbon dalam paduan ini umumnya kurang dari 6,67% beratnya dan titik lelehnya masih cukup tinggi, biasanya sekitar 1150 hingga 1300°C.
Contoh lainnya adalah karbon dioksida cair (CO 2 ), yang merupakan pelarut umum di industri dan laboratorium. Pada tekanan atmosfer standar, karbon dioksida cair memiliki titik didih -78,5°C dan titik leleh -56,6°C. Namun, untuk mencapai keadaan cair, karbon dioksida harus berada di bawah tekanan tinggi, biasanya di atas 5,1 atm.
Secara umum, karbon biasanya tidak ditemukan dalam keadaan cair dalam kondisi normal, dan biasanya memerlukan suhu dan/atau tekanan ekstrim untuk mencapai fase cair.
Apa perbedaan karbon padat dengan karbon cair?
Karbon padat dan karbon cair berbeda dalam hal keadaan fisik dan susunan molekul.
Karbon padat
Karbon padat ada dalam dua bentuk umum: intan dan grafit.
Intan terdiri dari susunan atom karbon tiga dimensi yang tersusun dalam struktur tetrahedral, sedangkan grafit terdiri dari lapisan atom karbon yang tersusun dalam susunan heksagonal.
Dalam kedua bentuk tersebut, atom karbon disatukan oleh ikatan kovalen yang kuat, menghasilkan bahan padat dengan titik leleh tinggi dan struktur kaku.
Karbon cair
Karbon cair, pada bagiannya, dapat ada dalam beberapa bentuk tergantung pada kondisi pembentukannya.
Misalnya, paduan besi-karbon cair adalah sejenis karbon cair yang karbonnya dicampur dengan besi pada suhu tinggi.
Karbon cair juga bisa berbentuk karbon dioksida cair (CO2), yang merupakan pelarut umum di industri dan laboratorium. Dalam bentuk cair, atom karbon tidak disatukan oleh ikatan kovalen yang kaku, melainkan bebas bergerak dan berinteraksi dengan atom lain, sehingga menghasilkan bahan cair dengan titik leleh lebih rendah dan struktur tidak terlalu kaku.
Singkatnya, karbon padat dan karbon cair berbeda dalam hal keadaan fisik, susunan molekul, dan sifat seperti titik leleh, kekakuan, dan fluiditas.
Bacaan lebih lanjut
Apakah boron berbentuk padat, cair atau gas?
Apakah hidrogen itu padat, cair, atau gas?
Apakah merkuri berbentuk padat, cair atau gas?
Apakah fosfor berbentuk padat, cair atau gas?
Apakah natrium itu padat, cair, atau gas?