Chem-Is-Try.Org | Situs Kimia Indonesia |

Unsur Karbon Bukan Berasal dari Big Bang

Posted: 03 Jun 2011 05:28 PM PDT

Teori terbentuknya alam semesta yang saat ini dipercaya dan telah memiliki banyak bukti pendukung adalah teori ledakan besar (Big Bang). Namun pertanyaan besar masih muncul mengenai misteri terbentuknya kehidupan di Bumi setelah terjadinya Big Bang. Telah diketahui bahwa sebenarnya Big Bang tidak memproduksi karbon secara langsung. Lalu bagaimanakah unsur karbon terbentuk sehingga menghasilkan bentuk kehidupan berbasis karbon di Bumi? Pertanyaan itulah yang menjadi dasar riset tim peneliti dari North Carolina State University. Tim ini menggunakan simulasi superkomputer untuk mendemonstrasikan bagaimana karbon terbentuk di bintang untuk membuktikan sebuah teori lama.

Lebih dari 50 tahun yang lalu, seorang astronom bernama Fred Hoyle berhipotesis bahwa isotop karbon-12 (C-12) dapat terbentuk dari tiga atom helium-4 (He-4) atau partikel alfa yang bergabung di dalam inti bintang. Namun, ketiga partikel alfa itu sulit untuk berkombinasi membentuk karbon. Sehingga dari hipotesisnya tersebut, Hoyle beranggapan bahwa terbentuk isotop karbon-12 dengan keadaan energi yang berbeda sehingga memungkinkan terbentuknya karbon di dalam inti bintang. Keadaan baru ini disebut sebagai "keadaan Hoyle". Eksperimen terakhir menunjukkan bahwa teori tersebut benar namun simulasi pembentukan karbon dari partikel alfa masih belum berhasil.

Fisikawan NCSU, Dean Lee bersama koleganya dari Jerman Evgeny Epelbaum, Hermann Krebs, dan Ulf-G. Meissner telah mengembangkan suatu metode baru yang menjelaskan seluruh cara yang mungkin agar proton dan neutron dapat berikatan satu sama lain di dalam inti. Metode ini disebut sebagai "teori medan efektif" yang diformulasi dari kisi bilangan kompleks.

Bilangan kompleks merupakan bilangan yang terdiri atas bilangan real dan imajiner. Bentuk umum persamaan bilangan kompleks mengandung unit imajiner (i) yaitu akar kuadrat –1. Persamaan yang menggunakan bilangan kompleks tidak dapat menghasilkan solusi apabila hanya digunakan bilangan real saja atau bilangan imajiner saja. Persamaan matematis yang mengandung bilangan kompleks biasanya digambarkan dalam diagram Argand. Diagram ini memuat sumbu-x sebagai bilangan real dan sumbu-y sebagai bilangan imajiner, serta daerah di antaranya disebut bidang kompleks.

Dengan pemodelan yang menggunakan analisis kompleks ini, peneliti dapat mensimulasikan interaksi antar partikel. Ketika peneliti menempatkan 6 proton dan 6 neutron pada kisi kubus dalam simulasi superkomputer tersebut, isotop karbon-12 dalam keadaan Hoyle terbentuk. Melalui hasil tersebut disimpulkan bahwa simulasi ini valid dan terbukti dapat menjelaskan pembentukan karbon.

Dengan menggunakan simulasi superkomputer berbasis bilangan kompleks ini, persamaan yang menggambarkan keadaan Hoyle pada pembentukan karbon-12 di dalam inti bintang dapat dicari. Selain itu, simulasi ini juga dapat menjelaskan bagaimana unsur karbon terbentuk dan kehidupan berbasis karbon di Bumi berawal.

Sifat – Sifat Periodik Unsur : Jari-Jari Atom & Energi Ionisasi

Posted: 02 Jun 2011 07:00 PM PDT

Sifat – Sifat Periodik Unsur

Beberapa sifat periodik yang akan dibicarakan di sini adalah jari-jari
atom, energi ionisasi, keelektronegatifan, afinitas elektron, sifat logam, dan
titik leleh serta titik didih (Martin S. Silberberg, 2000).

a. Jari-jari Atom

Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom sampai kulit terluar. Bagi unsur-unsur yang segolongan, jari-jari atom makin ke bawah makin besar sebab jumlah kulit yang dimiliki atom makin banyak, sehingga kulit terluar makin jauh dari inti atom.

Unsur-unsur yang seperiode memiliki jumlah kulit yang sama. Akan tetapi, tidaklah berarti mereka memiliki jari-jari atom yang sama pula. Semakin ke kanan letak unsur, proton dan elektron yang dimiliki makin banyak, sehingga tarik-menarik inti dengan elektron makin kuat. Akibatnya, elektron-elektron terluar tertarik lebih dekat ke arah inti. Jadi, bagi unsur-unsur yang seperiode, jari-jari atom makin ke kanan makin kecil.

Dalam satu golongan, konfigurasi unsur-unsur satu golongan mempunyai jumlah elektron valensi sama dan jumlah kulit bertambah. Akibatnya, jarak elektron valensi dengan inti semakin jauh, sehingga jari-jari atom dalam satu golongan makin ke bawah makin besar.
Jadi dapat disimpulkan:
1) Dalam satu golongan, jari-jari atom bertambah besar dari atas kebawah.
2) Dalam satu periode, jari-jari atom makin kecil dari kiri ke kanan.

b. Energi Ionisasi

Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron terluar suatu atom. Energi ionisasi ini dinyatakan dalam satuan kJ mol–1. Unsur-unsur yang segolongan, energi ionisasinya makin ke bawah semakin kecil karena elektron terluar makin jauh dari inti (gaya tarik inti makin lemah), sehingga elektron terluar makin mudah dilepaskan. Sedangkan unsur-unsur yang seperiode, gaya tarik inti makin ke kanan makin kuat, sehingga energi ionisasi pada umumnya makin ke kanan makin besar. Ada beberapa perkecualian yang perlu diperhatikan. Golongan IIA, VA, dan VIIIA ternyata mempunyai energi ionisasi yang sangat besar, bahkan lebih besar daripada energi ionisasi unsur di sebelah kanannya, yaitu IIIA dan VIA. Hal ini terjadi karena unsur-unsur golongan IIA, VA, dan VIIIA mempunyai konfigurasi elektron yang relatif stabil, sehingga elektron sukar dilepaskan.

skillpages

The following person invited you to join their
Trusted Network on SkillPages.

Ahmad Sahir

Invite sent

May 27

SkillPages is free

Join Now

or join using:

facebook

SkillPages makes it easy to find skilled people you need that are trusted by your friends.
Once you join, you'll be able to see Ahmad's skills and thousands of others.

To Join SkillPages, click on the following link: http://www.skillpages.com/AafIfo5bEe/CxffFTm8FWXA2

asahir66.informasi@blogger.com was invited to join SkillPages by Ahmad Sahir. If you don't want to receive these emails from SkillPages in the future, you can unsubscribe. SkillPages, Blackrock Business Park, Dublin, Ireland and 228 Hamilton Avenue, 3rd Floor, Palo Alto, CA 94301

Jumat, 03 Juni 2011

Chem-Is-Try.Org | Situs Kimia Indonesia |

Kemajuan Riset Material Sel Surya Berkat Persamaan Matematis Terbaru

Posted: 02 Jun 2011 05:57 PM PDT

Suatu terobosan terbaru dilakukan oleh para ilmuwan dari University of Michigan yang mengembangkan suatu persamaan matematis untuk mengembangkan sel surya berbasis material organik. Mereka mengembangkan persamaan tersebut dari persamaan Shockley untuk dioda ideal yang juga berlaku untuk semikonduktor anorganik.

Persamaan Shockley merupakan persamaan yang dikembangkan oleh William Bradford Shockley – yang juga merupakan penemu transistor – pada tahun 1949. Persamaan ini berupa persamaan eksponensial yang menghubungkan arus listrik dan tegangan pada suatu dioda atau semikonduktor anorganik, silikon misalnya.

Modifikasi yang dilakukan oleh tim ini terhadap persamaan Shockley menghasilkan persamaan yang dapat diterapkan pada semikonduktor organik, misalnya senyawa berkarbon banyak. Senyawa organik yang dapat dijadikan sel surya bukan berasal dari sumber biologis, tetapi melalui sintesis laboratorium sehingga menyerupai senyawa alaminya. Setelah mensintesis senyawa organik tersebut, mereka membuat pemodelan energi foton yang diterima terhadap arus dan tegangan listrik yang dihasilkan oleh senyawa organik tersebut dengan menggunakan komputer. Pemodelan ini akhirnya menghasilkan suatu persamaan matematis baru hasil modifikasi persamaan Shockley yang dapat diterapkan pada semikonduktor organik. Hasil studi mereka telah dipublikasikan di jurnal Physical Review B.

Perkembangan riset material sel surya berbasis semikonduktor organik ini merupakan tantangan bagi para ilmuwan. Semikonduktor organik dapat digunakan sebagai sel surya namun dengan mekanisme yang lebih sulit dipahami dibanding sel surya berbasis semikonduktor anorganik. Semikondoktor organik juga memiliki efisiensi konversi energi yang cukup tinggi dan berpotensi digunakan pada tampilan OLED (organic ligth-emitting diode).

Persamaan Shockley yang termodifikasi ini dapat menganalisis arus maupun tegangan listrik yang dihasilkan oleh senyawa organik tertentu sehingga dapat menghasilkan terobosan baru berupa sel surya berbasis semikonduktor organik dengan efisiensi tinggi. Meskipun semikonduktor organik telah ditemukan sejak 70 hingga 80 tahun lampau, tetapi aplikasinya masih sangat sedikit. Penelitian ini diharapkan dapat membawa semikonduktor organik ke ranah aplikatif, terutama dalam pembuatan sel surya.

Kamis, 02 Juni 2011

Chem-Is-Try.Org | Situs Kimia Indonesia |

Dasar dan Penyusunan Sistem Periodik Unsur Modern

Posted: 01 Jun 2011 06:00 PM PDT

Sistem periodik unsur modern (lihat gambar 1.14) disusun berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat. Lajur horizontal, yang selanjutnya disebut periode, disusun menurut kenaikan nomor atom, sedangkan lajur vertikal, yang selanjutnya disebut golongan, disusun menurut kemiripan sifat.

Unsur segolongan bukannya mempunyai sifat yang sama, melainkan mempunyai kemiripan sifat. Setiap unsur memiliki sifat khas yang membedakannya dari unsur lainnya. Unsur-unsur dalam sistem periodik dibagi menjadi dua bagian besar, yaitu unsur-unsur yang menempati golongan A yang disebut unsur golongan utama, dan unsur-unsur yang menempati golongan B yang disebut unsur transisi (James E. Brady, 1990).

Sistem periodik unsur modern yang disebut juga sistem periodik bentuk panjang, terdiri atas 7 periode dan 8 golongan. Periode 1, 2, dan 3 disebut periode pendek karena berisi sedikit unsur, sedangkan periode lainnya disebut periode panjang. Golongan terbagi atas golongan A dan golongan B. Unsur-unsur golongan A disebut golongan utama, sedangkan golongan B disebut golongan transisi. Golongan-golongan B terletak antara golongan IIA dan IIIA. Golongan B mulai terdapat pada periode 4.
Dalam sistem periodik unsur yang terbaru, golongan ditandai dengan golongan 1 sampai dengan golongan 18 secara berurutan dari kiri ke kanan. Dengan cara ini, maka unsur transisi terletak pada golongan 3 sampai dengan golongan 12. Cara seperti itu dapat dilihat pada sistem periodik unsur pada gambar 1.14

a. Periode

Sistem periodik unsur modern mempunyai 7 periode. Unsur-unsur yang mempunyai jumlah kulit yang sama pada konfigurasi elektronnya, terletak pada periode yang sama.

b. Golongan

Sistem periodik unsur modern mempunyai 8 golongan utama (A).
Unsur-unsur pada sistem periodik modern yang mempunyai elektron
valensi (elektron kulit terluar) sama pada konfigurasi elektronnya, maka
unsur-unsur tersebut terletak pada golongan yang sama (golongan
utama/A).

Pemanasan Global Meningkatkan Kapasitas Pohon Untuk Menyerap Karbon

Posted: 31 May 2011 08:00 PM PDT

Saat ini pemanasan global telah berada pada tingkat yang semakin mengkhawatirkan hingga diperlukan langkah-langkah untuk mencegah dan menguranginya. Salah satu cara yang paling efektif adalah dengan menanam lebih banyak pohon dan melindungi hutan. Pohon dan tetumbuhan lainnya menyerap karbon dioksida selama proses fotosintesis. Proses ini mampu mengurangi gas rumah kaca yang paling melimpah di atmosfer tersebut dan menyimpannya di dalam jaringan kayu.

Suatu riset terbaru yang dipimpin oleh Jerry Melillo dari Marine Biological Laboratory (MBL) selama 7 tahun memperlihatkan bahwa pemanasan global dapat mempengaruhi kapasitas penyimpanan karbon dari pohon. Studi ini dilakukan di hutan Harvard tengah kota Massachussets dengan luas sekitar seperempat acre (sekitar 1000 m2). Hutan ini dihangatkan secara buatan sekitar 9°F di atas suhu normal untuk mensimulasikan keadaan pemanasan global dan respon tumbuhan terhadap kondisi tersebut.

Studi sebelumnya menjelaskan bahwa naiknya temperatur tanah dapat meningkatkan dekomposisi materi organik tanah sehingga pelepasan karbon dioksida juga meningkat. Tetapi studi ini juga menunjukkan bahwa temperatur yang lebih hangat menstimulasi tumbuhan untuk menyerap lebih banyak karbon sebagai jaringan kayu. Hal tersebut dipengaruhi oleh senyawa nitrogen yang terbentuk saat temperatur tanah meningkat. Sebagian besar hutan di daerah subtropis hingga sedang, seperti di daerah Amerika Utara, Eropa, dan Eurasia kekurangan senyawa nitrogen untuk tumbuh kembangnya. Sehingga dengan meningkatnya senyawa nitrogen yang diserap tumbuhan dapat mempercepat pertumbuhannya.

Pemanasan pada tanah membuat senyawa nitrogen yang terdapat pada materi organik tanah terlepas sebagai senyawa nitrogen anorganik seperti ammonium. Ammonium merupakan komponen utama yang terdapat pada pupuk buatan. Ketika tumbuhan menyerap senyawa nitrogen anorganik ini pertumbuhannya akan semakin cepat dan mampu menyerap lebih banyak karbon.

Proses biologis yang menghubungkan pemanasan tanah, meningkatnya penguraian materi organik, peningkatan senyawa nitrogen, dan peningkatan pertumbuhan pohon terlihat berhubungan erat untuk hutan daerah subtropis. Namun hasil studi ini kurang relevan diterapkan untuk hutan tropis karena studi ini dilakukan di daerah hutan subtropis yang kekurangan nitrogen. Sementara hutan tropis melimpah akan senyawa-senyawa nitrogen.