Saudara Kembar yang Berbeda; Intan dan Grafit

What a shocking fact! 

sumber: https://www6.slac.stanford.edu/news/2014-03-27-science-bling-turning-graphite-diamond.aspx

Istilah kembar berarti sama dalam kebanyakan hal tapi bukan seluruhnya. Berbeda nama misalnya :p hehe. Tapi kalau bedanya terlampau jauh apa masih bisa disebut kembar? Bisa kok. Salah satu contohnya adalah Intan dan Grafit.

Mereka disebut kembar karena ternyata bahan penyusun kedua benda itu sama persis, yaitu atom karbon, lalu kenapa bisa berbeda rupa begitu?

Karena topik ini sudah terkenal, tentunya sudah banyak yang membahas tapi saya mencoba mengulas kembali dengan informasi yang lebih detail. Semoga bermanfaat.

Pertama saya sampaikan dulu sedikit hal tentang benda padat karena konsep ini merupakan dasar yang harus kita tau dulu sebelum memahami tentang topik ini.

Benda padat atau dalam bahasa inggris disebut solid adalah benda yang memiliki susunan atom, ion atau molekul rapat sehingga memiliki bentuk yang tetap. Susunan atom, ion atau molekul dalam benda-benda padat dapat berbentuk kristalin maupun amorf. Padatan yang berupa kristal tersusun dengan sangat teratur secara tiga dimensi. Benda-benda kristalin biasanya memiliki permukaan yang rata dan sudutnya juga teratur. Sementara padatan amorf memiliki struktur yang tidak teratur sehingga permukaan dan bentuknya menjadi tidak rata. Banyak padatan amorf yang merupakan campuran dari partikel-partikel yang tidak menempel dengan baik. kebanyakan tersusun dari molekul-molekul besar yang kompleks. Suatu senyawa dapat memiliki sturktur yang berbeda dan peristiwa tersebut disebut polimorfisme. Inilah yang menyebabkan intan dan grafit dapat sangat berbeda.

         Intan, benda berkilauan dan indah ini ternyata saudara kembar dari grafit, si hitam yang biasanya kita sebut isi pensil (bagian hitam di pensil yang digunakan untuk menulis). Perbedaan bentuk, warna serta sifat disamping atom penyusunnya yang sama adalah dikarenakan intan memiliki struktur yang lebih teratur daripada grafit. Intan termasuk benda kristalin, dimana atom-atom C nya tersusun secara tetrahedral. Setiap atom C terikat pada empat atom C lain dengan sudut ikatan sebesar 109,55 derajat. Struktur ini sangat rapat dan kuat sehingga membentuk jaringan tak terhingga dari atom-atomnya. Karena sturuktur yang dimilikinya ini pula, intan menjadi sangat keras dengan daya tahan yang luar biasa besar serta lebih berat masa jenisnya daripada grafit. Struktur tetrahedral intan juga membuatnya memiliki ketahanan sangat besar terhadap penempaan. Kekerasan kristal diukur dengan sebuah skala yang disebut Mohs. Skala ini meranking senyawa berdasarkan kemampuannya untuk memecahkan senyawa lain dan intan memiliki nilai paling besar. Intan juga merupakan konduktor panas terbaik. jika dibandingkan dengan tembaga, intan mampu menghantarkan panas lima kali lebih baik. Selain itu, intan juga menghantarkan bunyi tetapi tidak menghantarkan listrik

So, why are diamonds so sparkling? Mengapa intan berkilauan. Kilauan ternyata tersebut berasal dari sifat intan yang dapat mendispersi cahaya. Artinya intan memilki indeks bias untuk cahaya merah dan violet yang berbeda (2,409 dan 2,465). Alhasil intan dapat berlaku seperti prisma yang dapat membagi (membaurkan) cahaya putih menjadi warna-warna pelangi dengan nilai dispersi 0,056. Semakin besar nilai dispersi atau penyebarannya, semakin bagus spektrum warna yang dihasilkan. Kilauan intan ini dhasilkan dari kombinasi pembiasan, refleksi internal dan dispersi cahaya yang melewati intan.

       

sumber: http://www.jadeitejade.com/2010/05/diamond-and-graphite/

Grafit juga tersusun dari sebuah tatanan tak terhingga atom-atom C tapi terdiri dari lapisan-lapisan. Atom-atom C dalam grafit memiliki dua tipe interaksi yaitu masing-masing atom karbon terikat pada tiga atom karbon lain membentuk struktruk planar (segitiga) dan tersusun di pojok-pojok heksagonal dengan sudut ikatan C-C- 120 derajat. Susunan planar grafit memanjang dalam dua dimensi secara horizontal dan terikat satu sama lain oleh gaya yang lebih lemah disebut interaksi stacking. Jarak antar lapisan dalam grafit lebih besar dibanding jarak antar karbon diantara masing-masing lapisan. Lapisan-lapisan ini bertumpuk kemudian membentuk sebuah struktur tiga dimensi. Sturktur tiga dimensi inilah yang berakibat pada sifat-sifat fisik grafit. Tidak seperti intan, grafit dapat digunakan sebagai pelumas atau pensil karena lapisan-lapisannya mudah untuk terpisah-pisah. Grafit juga halus dan licin dan kekerasannya lebih kecil dari satu skala Mohs. Grafit memiliki densitas yang lebih rendah (2,266gr/mL) dari intan. Struktur planar yang dimiliki grafit membuat elektron dapat berpindah dengan mudah sehingga grafit dapat menghantarkan listrik dan panas serta menyerap cahaya, maka dari itu warna grafit adalah hitam. 

sumber artikel: http://www.scientificamerican.com/article/how-can-graphite-and-diam/

Ikatan Ionik (Prof. Effendy, Ph.D)

Paradigma Freshgraduate

Ketika memulai untuk menulis artikel ini, saya teringat sebuah dialog yang diutarakan oleh seorang gadis yang menjadi tokoh utama drama korea yang pernah saya tonton. Setelah lulus SMA, kita dibingungkan oleh pilihan jurusan serta kampus yang akan kita ambil untuk melanjutkan studi, tapi setelah sudah kuliah dan akan lulus, ternyata pertanyaan tidak serta merta terjawab malah timbul pertanyaan yang lebih besar lagi. Mau kemana setelah lulus nanti? Kerja apa? Dan lain sebagainya.

sumber: http://www.trabahophilippines.com/blog/writing-a-fresh-graduate-resume-
types-of-resume-formats-to-use/

Dilema tersebut pasti merupakan hal yang hampir selalu dialami oleh setiap mahasiswa tingkat akhir dan semakin menjadi-jadi ketika sudah lulus namun belum berhasil menentukan tujuan yang akan dicapai. Sebagai seorang mahasiswa biasa-biasan saja seperti saya, yang mental serta tekadnya masih lemah gemulai jika diterpa angin kesulitan sedikit saja, hal ini menjadi tantangan terbesar yang harus dilewati pertama kali sebelum memulai langkah mencapai tujuan yang sebenarnya. Menjadi seorang lulusan baru atau freshgraduate adalah sebuah masa transisi untuk melepaskan predikat mahasiswa, dimana status mahasiswa sudah tak lagi disandang namun sepenuhnya juga masih belum bisa dilepaskan. Ketika idealisme dengan mudah dapat dipegang erat ketika menjadi mahasiswa, saat ini seorang mantana mahasiswa harus belajar berhadapan langsung dengan kondisi lingkungan yang ruang lingkupnya tak hanya diisi oleh para akademisi seperti di kampus, namun juga berbagai peran dengan karakternya masing-masing serta kondisi yang lebih nyata dan terkadang memaksa seseorang untuk menyesuaikan diri meskipun merasa tidak cocok. Bukannya seorang mahasiswa tidak sadar akan hal ini, saat kuliah sebenarnya sudah dapat memikirkannya tapi hanya sekedar teori yang biasanya memang akan berbeda dengan praktek.

Paradigma freshgraduate tersebut mungkin bagi sebagian orang menjadikannya faktor minus tersendiri yang membuat para perekrut kerja lebih memillih seorang yang telah berpengalaman yang cenderung telah stabil dalam hal mental maupun sikapnya. Tidak bisa disalahkan karena pihak perusahaan pun pastinya menginginkan pegawai yang berkualitas dan berkompeten dan biasanya yang seperti itu adalah yang memiliki jam terbang tinggi, lalu apakah freshgraduate berarti tidak punya kesempatan? Di dunia ini, mana ada satu makhluk pun yang tidak kebagian rezeki, termasuk juga makhluk bernama freshgraduate, masa tidak juga dapat kesempatan? Kecenderungan berarti tidak mutlak berarti berlaku, tidak selamanya benar, lagipula di dunia ini adakah yang benar dengan sempurna? Tidak. Semua yang ada di dunia ini relatif. Kalau misalnya semua hal yang dilakukan butuh pengalaman, bagaimana dengan bayi yang baru belajar berjalan? Mereka tidak punya pengalaman berjalan sebelumnya tapi toh juga pada akhirnya berhasil berjalan. Contoh lain, melahirkan, apakah kita harus punya pengalaman melahirkan dulu untuk menjamin keberhasilan melahirkan? Hehe. Agak terdengar absurd contoh-contoh itu, tapi jika dipikirkan dan direnungkan dengan baik ada benarnya serta ternyata banyak hal lain lagi yang bisa kita lakukan tanpa pengalaman. Bahkan seorang yang berpengalaman pun juga pasti mengalami keadaan pertama kali dia melakukan pekerjaannya. Siapa sih yang harus hebat saat hanya pertama kali mencoba?

Bukan mengatakan pengalaman itu tidak penting, tapi mencoba melakukan sesuatu tanpa pengalaman juga tidak ada salahnya. Bahkan bisa dikatakan penting karena itu adalah titik awal kita untuk membuka potensi yang ada dalam diri kita. Jika kita tidak mencobanya mana bisa kita tau kesulitan dan potensi apa yang kita sebenarnya miliki. Sudah ribuan atau jutaan atau bahkan lebih kali dikatakan banyak orang-orang bijak dan sukses bahwa keberhasilan melakukan sesuatu tergantung dari sebesar apa usaha dan kesungguhan kita. Gagal? Bukan berarti kalah tapi berarti harus bangkit lagi dan terus bangkit. Ibarat ketika kita sedang tersandung atau terperosok lubang lalu jatuh, apa yang harus kita lakukan setelahnya? Tentunya kembali bangun dan berdiri kemudian kembali melanjutkan perjalanan kalau memang mau tetap mencapai tujuan.

Sekarang terserah sang freshgraduate ingin mengikuti dan percaya paradigma yang mana? Yang sudah terkenal dan lumrah di masyarakat yang kebenarannya ternyata tidak terjamin atau yang terdengar optimis dan menjanjikan itu? :) 

Mengapa Es Mengapung di Air?

Es mengapung. Mungkin bagi kita adalah hal yang lumrah, biasa saja dan memang begitu adanya. Tidak ada yang aneh. Tapi jika diperhatikan dengan lebih sedikit dalam, bukankah es juga adalah air namun yang bentuknya padat dan kenapa malah mengapung di air bukannya tenggelam?

Mari secara singkat kita ulas

Jika anda menjawab mengapa es mengapung dalam air adalah karena densitas es lebih rendah daripada air, maka jawaban anda benar.  Lalu kenapa kok bisa berbeda padahal molekulnya sama? Dan kenapa malah bisa lebih ringan?

Perbedaan densitas air dan es adalah akibat dari ikatan hidrogen yang ada dalam senyawa air. Ikatan hidrogen adalah salah satu bentuk interaksi antar molekul yang terjadi antara atom H dalam suatu molekul dan atom lain yang berdekatan dari molekul lain yang memiliki keelektronegatifan tinggi seperti O, N dan F. Ikatan hidrogen yang terjadi dalam air adalah antara atom H dengan atom O antara molekul-molekul H₂O.Dalam kebanyakan senyawa, bentuk padatan memiliki molekul-molekul yang lebih rapat daripada cair. Akan tetapi, air memiliki keunikan ketika dibekukan atau dalam keadaan padat (pada suhu 0 °C), karena massa jenis atau densitasnya lebih rendah (0,917 g/mL) dari pada air dalam bentuk cair (1,00 g/mL), inilah penyebab mengapa es mengapung dalam air. Dalam es, molekul H₂O dapat membentuk susunan yang teratur berbentuk heksagonal dan terbuka seperti gambar di bawah ini (gambar a) 

source: http://schoolbag.info/biology/living/17.html

Ikatan-ikatan hidrogen tersebut kemudian membentuk rongga-rongga dalam strukturnya. Sementara ketika es meleleh, gerakan molekul-molekul air menyebabkan struktur tersebut menjadi rusak sehingga ikatan hidrogen antar molekul air menjadi acak. Justru karena tersusun acak (perhatikan gambar b), ikatan tersebut masih cukup kuat untuk mengikat molekul untuk berdekatan. Akibatnya, air dalam bentuk cairan memiliki struktur yang lebih rapat daripada es, yang berarti massa air dapat mengisi volume yang lebih kecil daripada massa es.

Adanya perbedaan massa jenis es yang lebih kecil daripada air ini ternyata sangat mempengaruhi kehidupan di bumi lho. Salah satunya, karena es mengapung maka es dapat menutupi permukaan air ketika danau membeku di musim dingin sehingga dapat mengisolasi air di bawahnya. Seandainya es lebih berat massa jenisnya daripada air, maka es tentunya akan tenggelam dan seluruh bagian danau dapat membeku. Kondisi seperti ini dapat mematikan kehidupan dalam air pada musim dingin.

Kedua, adanya es yang di permukaan laut seperti di kutub utara memungkinkan untuk hewan-hewan kutub dapat tinggal di atasnya, bayangkan bila es tidak bisa mengapung? Hewan-hewan tersebut juga tidak akan pernah hidup kan?

sumber: 

E-book "Chemistry - The Central Science, 11th ed." (Prentice Hall, 2008)