Sifat Karbon Dioksida dan Fungsinya
Sifat Karbon Dioksida dan Fungsinya

Sifat Karbon Dioksida dan Fungsinya

Diposting pada

Sifat Karbon Dioksida dan Fungsinya

Karbon dioksida merupakan salah satu tata nama senyawa kimia yang tersusun atas satu karbon dan dua atom oksigen. Rumus kimia dari senyawa yang satu ini adalah CO2. Karbondioksida ada di atmosfer bumi dengan konsentrasi rendah dan bertindak sebagai gas rumah kaca. Karbon dioksida di atmosfer berasal dari berbagai sumber alam termasuk pelepasan gas vulkanik, pembakaran bahan organik, dan proses respirasi organisme aerobik yang hidup.

Adapun untuk sumber karbon dioksida buatan manusia terutama berasal dari pembakaran berbagai bahan bakar fosil untuk pembangkit listrik dan transportasi. Itu juga diproduksi oleh berbagai mikroorganisme dari fermentasi dan respirasi sel. Tumbuhan mengubah karbon dioksida menjadi oksigen selama proses yang disebut fotosintesis, menggunakan karbon dan oksigen untuk membangun karbohidrat.

Karbon Dioksida

Karbon dioksida menjadi gas pertama yang dibedakan dari udara biasa. Pada tahun 1630 atau lebih, Jan Baptist van Helmont, seorang ahli kimia Flemish, mengidentifikasi uap yang berbeda dari udara ketika dia membakar arang dalam bejana tertutup. Dia menyebut uap itu sebagai “gas kayu” (spiritus sylvestris). Dia mengira itu adalah unsur atau zat tunggal.

Pada tahun 1756, Joseph Black, seorang dokter Skotlandia, memperhatikan gas ini saat memanaskan kalsium karbonat (CaCO3). Dia menyebutnya “fixed air“. Dia juga mengidentifikasinya dari nafas yang dihembuskan dan menggambarkannya lebih padat daripada udara yang agak asam.

Pada tahun 1803, John Dalton (ahli kimia Inggris) mengusulkan bahwa zat ini terdiri dari satu atom karbon dan dua atom oksigen. Sekarang, ini disebut “karbon dioksida”.

Karbon Dioksida Menurut Para Ahli

Adapun definisi karbondioksida menurut para ahli, antara lain:

  1. Biolody Online, Karbondioksida adalah senyawa anorganik, dengan rumus kimia CO2, terdiri dari dua atom oksigen yang dihubungkan ke satu atom karbon melalui ikatan kovalen, dan penting untuk banyak proses biokimia dan biologi.
  2. Collins Dictionary, Karbon dioksida adalah gas yang diproduksi oleh hewan dan manusia yang menghembuskan nafas oleh karakteristik reaksi kimia.
  3. Merriam Webster, Karbondiosida adalah gas CO2 berat tak berwarna yang tidak mendukung pembakaran, larut dalam air untuk membentuk asam karbonat, terbentuk terutama dalam respirasi hewan dan dalam pembusukan atau pembakaran materi hewani dan nabati, diserap dari udara oleh tumbuhan dalam fotosintesis, dan digunakan dalam karbonasi minuman.

Sifat Karbon Dioksida

Sifat fisik yang ada dalam karbondioksida, antara lain:

  1. Karbon dioksida tidak berwarna.
  2. Pada konsentrasi rendah, gas tidak berbau; namun, pada konsentrasi yang cukup tinggi, itu memiliki bau asam yang tajam.
  3. Pada suhu dan tekanan standar, massa jenis karbondioksida adalah sekitar 1,98 kg / m3, sekitar 1,67 kali lipat dari udara.
  4. Karbon dioksida tidak memiliki bentuk cair pada tekanan di bawah 5,1 atmosfer standar (520 kPa). Pada 1 atmosfer (tekanan permukaan laut mendekati rata-rata), gas mengendap langsung ke padatan pada suhu di bawah −78,5 ° C (−109,3 ° F; 194,7 K) dan padatan tersebut langsung menyublim menjadi gas di atas −78,5 ° C.
  5. Dalam bentuk padatnya, karbon dioksida biasa disebut es kering. Bentuk lain dari karbon dioksida padat yang diamati pada tekanan tinggi adalah padatan seperti kaca amorf. Bentuk kaca ini, disebut karbonia, dihasilkan oleh pendinginan super CO2 yang dipanaskan pada tekanan ekstrim (40-48 GPa atau sekitar 400.000 atmosfer) di landasan berlian.
  6. Titik kritisnya adalah 7,38 MPa pada suhu 31,1 ° C. Ketika suhu dan tekanan di atas titik kritis, karbon dioksida akan bersifat sebagai fluida superkritis yang dikenal sebagai karbon dioksida superkritis. Dalam keadaan ini mulai (pada 2018) akan digunakan untuk pembangkit listrik.
  7. Kepadatan berbagai bentuk karbon bergantung pada asal unsur-unsur ini. Kita akan menemukan beberapa bentuk karbon yang murni dan beberapa bentuk yang tidak murni seperti batubara yang merupakan campuran dari karbon dan hidrogen.
  8. Karbon adalah elemen unik. Itu terjadi dalam berbagai bentuk. Beberapa contoh bentuk karbon murni adalah batubara dan jelaga.
  9. Salah satu senyawa karbon yang paling penting adalah arang, yang terbentuk ketika karbon dipanaskan tanpa adanya udara.
  10. Karbon dioksida terjadi dalam sejumlah bentuk alotropik. Alotrop tidak lain adalah bentuk suatu unsur dengan sifat fisik dan kimia yang bervariasi.

Dari sifat fisika yang ada dalam karbondiaksidan setidaknya mampu mengkonfirmasi teori bahwa karbon dioksida bisa ada dalam keadaan kaca yang mirip dengan anggota keluarga unsur lainnya, seperti silikon (kaca silika) dan germanium dioksida. Berbeda dengan kaca silika dan germania, kaca karbonia memiliki sifat yang tidak stabil pada tekanan normal dan menjadi gas kembali ketika tekanan dilepaskan.

Sifat Kimia

Sifat kimia yang ada dalam karbondioksida, antara lain:

  1. Senyawa karbon umumnya menunjukkan 4 reaksi, yaitu: Reaksi pembakaran, Reaksi oksidasi, Reaksi penambahan, Reaksi substitusi.
  2. Seperti kita ketahui bersama bahwa karbon dalam segala bentuk membutuhkan oksigen, panas, dan cahaya serta membentuk karbon dioksida. Ketika dibakar di udara untuk menghasilkan karbon dioksida, itu disebut combustion (pembakaran).
  3. Molekul karbon dioksida linier dan sentrosimetris pada kesetimbangan. Panjang ikatan karbon-oksigen adalah 116,3 pm, terlihat lebih pendek dari panjang ikatan ikatan tunggal C-O dan bahkan lebih pendek dari kebanyakan gugus fungsi ikatan rangkap C-O lainnya. Karena bersifat sentrosimetris, molekul tersebut tidak memiliki dipol listrik.
  4. Sebagai molekul triatomik linier, CO2 mempunyai 4 mode getaran. Namun, mode peregangan simetris tidak membuat dipol sehingga tidak teramati pada spektrum IR.

Fungsi Karbondioksida

Karbon dioksida digunakan oleh industri makanan, industri minyak, dan industri kimia. Ini digunakan dalam banyak produk konsumen yang membutuhkan gas bertekanan karena tidak mahal dan tidak mudah terbakar, dan karena mengalami transisi fase dari gas ke cairan pada suhu kamar pada tekanan yang dapat dicapai sekitar 60 bar (870 psi, 59 atm), memungkinkan jauh lebih banyak karbon dioksida untuk muat dalam wadah tertentu daripada yang seharusnya.

Jaket pelampung sering kali berisi tabung karbon dioksida bertekanan untuk inflasi yang cepat. Kapsul aluminium juga dijual sebagai suplai gas tekan untuk senapan angin, spidol paintball, untuk menggembungkan ban sepeda, dan untuk membuat seltzer.

Penguapan cepat karbon dioksida cair digunakan untuk peledakan di tambang batu bara. Konsentrasi tinggi karbondioksida juga dapat digunakan untuk membunuh hama, seperti Ngengat Pakaian Biasa.

Berikut ini pemaparan singkat terkait fungsi karbondiosida dalam kehidupan manusia, antara lain:

  1. Produk Minuman

Karbon dioksida digunakan untuk menghasilkan minuman ringan berkarbonasi dan air soda. Secara tradisional, karbonasi dalam bir dan anggur bersoda terjadi melalui fermentasi alami, tetapi beberapa produsen mengkarbonasi minuman ini secara artifisial.

  1. Produk Makanan

Permen yang disebut Pop Rocks bertekanan dengan gas karbon dioksida sekitar 40 bar (600 psi). Saat dimasukkan ke dalam mulut, itu akan larut (seperti permen keras lainnya) dan melepaskan gelembung gas dengan suara letupan.

  1. Sistem pneumatic

Karbon dioksida adalah gas terkompresi yang paling umum digunakan untuk sistem pneumatik pada alat tekanan portabel dan robot tempur.

  1. Alat Pemadam Kebakaran

Karbon dioksida memadamkan api, dan beberapa alat pemadam kebakaran, terutama yang dirancang untuk kebakaran listrik, mengandung karbon dioksida cair di bawah tekanan. Standar Organisasi Maritim Internasional juga mengakui sistem karbon dioksida untuk proteksi kebakaran di ruang kapal dan ruang mesin.

  1. Penghapusan kafein

Karbon dioksida cair merupakan pelarut yang baik untuk beragam senyawa organik lipofilik, dan dimanfaatkan untuk menghilangkan kafein dari kopi.

  1. Farmasi dan pengolahan kimia lainnya

Karbon dioksida mulai menarik perhatian di industri farmasi dan industri pengolahan kimia lainnya sebagai alternatif yang tidak terlalu beracun untuk pelarut yang lebih tradisional seperti organoklorida. Hal ini juga digunakan oleh beberapa pembersih kering karena alasan ini. Dalam industri kimia, karbon dioksida digunakan untuk produksi urea, karbonat dan bikarbonat, dan natrium salisilat.

  1. Aplikasi biologi

Tanaman membutuhkan karbon dioksida untuk melakukan fotosintesis, dan rumah kaca dapat memperkaya atmosfer mereka dengan tambahan CO2 untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman, karena konsentrasi atmosfer rendah saat ini tepat di atas tingkat “mati lemas” untuk tanaman hijau. Penurunan konsentrasi karbon dioksida terkait fotosintesis di kompartemen rumah kaca dapat membunuh tanaman hijau.

Pada konsentrasi tinggi, karbondioksida bersifat toksik bagi kehidupan hewan, sehingga menaikkan konsentrasi menjadi 10.000 ppm (1%) selama beberapa jam dapat menghilangkan hama seperti lalat putih dan tungau laba-laba di rumah kaca.

Kesimpulan

Dari penjelasan yang dikemukakan dapatlah dikatakan bahwa setinya karbon dioksida (CO2) adalah gas tak berwarna dengan bau tajam yang samar dan rasa asam. Sehingga dalam hal ini menjadi salah satu gas rumah kaca terpenting yang terkait dengan pemanasan global, tetapi merupakan komponen kecil dari atmosfer bumi (sekitar 3 volume dalam 10.000), terbentuk dari pembakaran bahan yang mengandung karbon, dalam fermentasi, dan dalam respirasi hewan dan digunakan oleh tumbuhan dalam fotosintesis karbohidrat.

Karbon dioksida terdiri atas satu atom karbon dan dua atom oksigen. Setiap atom oksigen terikat pada atom karbon pusat dengan ikatan kovalen ganda. Ikatan C-O memiliki panjang 116,3 pm. Konfigurasi senyawa adalah linier dan sentrosimetris. Rumus kimianya adalah CO2.

Karena linearitas dan sentrosimetri karbon dioksida, senyawa ini nonpolar. Tidak ada pembagian elektron valensi yang tidak sama. Kedua atom oksigen memiliki gaya atau keelektronegatifan yang sama saat mereka menarik kerapatan elektron dari karbon pada suhu 180°. Dengan demikian, tidak ada pergeseran bersih elektron yang terjadi ke segala arah dan karena itu tidak ada muatan bersih yang terbentuk di salah satu atom.

Nah, demikianlah artikel yang bisa kami uraikan pada segenap pembaca berkenaan dengan sifat kimia dan fisika pada karbon dioksida beserta dengan fungsinya dalam kehidupan sehari-hari. Semoga memberikan pemahaman untuk kalian yang membutuhkannya.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *