Jati HarmokoUnsur karbon yang bebas terdapat di alam terdapat dalam bentuk alotrop karbon. Alotrop karbon merupakan keberadaan unsur karbon dalam dua atau lebih bentuk yang berbeda. Berdasarkan sifat kristalnya, alotrop karbon dibedakan atas karbon kristalin dan karbon non kristalin. Yang termasuk unsur karbon kristalin antara lain adalah grafit, intan, dan fulerena. Sedangkan unsur karbon non kristal misalnya karbon aktif.
1. Grafit
Grafit adalah bentuk kristalin karbon yang berbentuk serbuk dan berwarna hitam. Unsur karbon yang bebas dalam bentuk grafit di alam terdapat dalam bentuk endapan dengan kemurnian, ukuran kristal dan kesempurnaan yang beragam. Beberapa sifat-sifat grafit adalah sebagai berikut:
| Rapat massa | 2,267 g.cm-3 |
| Panas fusi | 100 kJ.mol-1 |
| Kapasitas panas (250C) | 8,517 J.mol-1.K-1 |
| Konduktivitas termal (300K) | 119-165 W.m-1.K-1 |
| Tingkat kekerasan (Mohs) | 1-2 |
2. Intan
Intan adalah bentuk kristalin karbon yang transparan secara optik dalam daerah sinar tampak dan IR dalam spektrum elektromagnetik. Intan merupakan material yang paling keras dari semua unsur karbon yang telah ditemukan. Beberapa sifat-sifat intan adalah sebagai berikut:
| Rapat massa | 3,513 g.cm-3 |
| Panas fusi | 120 kJ.mol-1 |
| Kapasitas panas (250C) | 6,1155 J.mol-1.K-1 |
| Konduktivitas termal (300K) | 900 – 2320 W.m-1.K-1 |
| Tingkat kekerasan (Mohs) | 10,0 |
| Diffusivitas termal (300K) | 503 – 1300 mm2/s |
3. Fulerena
Fulerena adalah bentuk kristalin karbon yang berbentuk sama seperti grafit, namun susunannya dapat berupa pentagonal, heksagonal atau heptagonal, dengan lembaran-lembaran yang membentuk suatu sferik, ellips atau silinder. Beberapa bentuk fuleran yang telah ditemukan antara lain C38, C60, C70, C540 dan tabung nanokarbon.
4. Karbon Aktif
Karbon aktif adalah material amorf berkarbon yang memiliki luas permukaan yang besar yang dibangun oleh struktur pori internalnya melalui proses karbonisasi dan aktivasi. Berdasarkan bentuknya, karbon aktif dapat dibedakan dalam empat golongan yaitu:
- Karbon aktif serbuk, berbentuk serbuk dengan ukuran partikel < 0,8 mm.
- Karbon aktif granular, memiliki partikel-partikel yang tidak rata dengan ukuran 0,2 – 5,0 mm.
- Karbon aktif pelet, berbentuk silinder dengan ukuran 0,8 – 5,0 mm.
- Karbon aktif terlapisi polimer, merupakan pori-pori karbon yang dapat dilapisi dengan biopolimer yang mungkin untuk menghasilkan permukaan yang halus dan permeabel tanpa menutupi pori.
Berdasarkan pori-porinya, unsur karbon aktif dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu:
- Makropori, adalah bagian terluar dari unsur karbon aktif, dengan jari-jari > 25 nm dengan volume pori-pori 0,2 – 0,5 cm3.g-1 dan luas permukaan 0,2 – 2 m2.g-1.
- Mesopori, adalah cabang dari makropori dengan jari-jari 1 – 25 nm dengan volume pori-pori mencapai 0,02 – 0,01 cm3.g-1 degan luas permukaan 1 – 100 m2.g-1.
- Mikropori, adalah pori-pori terkecil dengan jari-jari kurang dari 1 nm dengan volume pori-pori 0,15 – 0,5 cm3.g-1 dan luas permukaan mencapai 100 – 1000 m2.g-1
