I. Judul Percobaan : Nitrogen dan Amonia
II. Hari/tanggal Percobaan : Selasa/7 April 2015 (13.00 WIB) III. Selesai Percobaan : Selasa/7 April 2015 (15.00 WIB)
IV. Tujuan Percobaan :
1. Mengetahui cara pembuatan gas nitrogen dan ammonia di laboratorium 2. Mengetahui sifat-sifat nitrogen dan senyawa-senyawanya
3. Mengidentifikasi gas nitrogen, ammonium dan senyawanya V. Tinjauan Pustaka
Nitrogen
Nitrogen secara resmi ditemukan oleh Daniel Rutherford pada 1772, yang menyebutnya udara beracun atau udara tetap. Dia memisahkan oksigen dan karbon dioksida dari udara dan menunjukkan gas yang tersisa tidak menunjang pembakaran atau mahluk hidup. Pengetahuan bahwa terdapat pecahan udara yang tidak membantu dalam pembakaran telah diketahui oleh ahli kimia sejak akhir abad ke-18 lagi. Nitrogen juga dikaji pada masa yang lebih kurang sama oleh Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish, dan Joseph Priestley, yang menyebutnya sebagai udara terbakar atau udara telah flogistat. Mereka menamakan gas ini udara tanpa oksigen.
Gas nitrogen adalah cukup lemas sehingga dinamakan oleh Antoine Lavoisier sebagai azote, daripada perkataan Yunani αζωτος yang bermaksud “tak bernyawa”. Istilah tersebut telah menjadi nama kepada nitrogen dalam perkataan Perancis dan kemudiannya berkembang ke bahasa-bahasa lain.
Senyawa nitrogen diketahui sejak Zaman Pertengahan Eropa. Ahli alkimia mengetahui asam nitrat sebagai aqua fortis. Campuran asam hidroklorik dan asam nitrat dinamakan akua regia, yang diakui karena kemampuannya untuk melarutkan emas. Kegunaan senyawa nitrogen dalam bidang pertanian dan perusahaan pada awalnya ialah dalam bentuk kalium nitrat,terutama dalam penghasilan serbuk peledak (garam mesiu), dan kemudiannya, sebagai baja dan juga stok makanan ternak kimia.
Nitrogen cair mengalami suatu efek yang dikenal dengan efek Leidenfrost. Efek Leidenfrost adalah suatu fenomena yang hanya terjadi ketika suatu cairan kontak
dengan benda yang temperaturnya jauh di atas titik didih cairan tersebut, yakni di antara cairan dan permukaan benda tersebut terbentuk suatu lapisan gas insulator yang menjaga cairan dari segera mendidih atau menguap. Contoh lain dari efek Leidenfrost adalah, celupkan jari anda ke dalam air, dan dalam keadaan basah tersebut, celupkan jari anda ke timbal cair (kira-kira temperaturnya 327,46 oC), maka jari anda tidak akan apa-apa. Tapi ingat, efek ini hanya berlaku pada cairan, tidak berlaku pada padatan atau cairan kental seperti lumpur, dan dalam tempo yang sebentar saja. Kalau lama-lama, tetap saja terasa dingin (dalam kasus nitrogen cair, cryogenic) dan panas (dalam kasus timbal cair) dan mematikan.
Nitrogen adalah salah satu unsur golongan VA yang merupakan unsur non logam dan gas yang paling banyak di atmosfir bumi. Nitrogen merupakan unsur yang relatif stabil, tetapi membentuk isotop-isotop yang 4 empat di antaranya bersifat radioaktif. Nitrogen tidak menopang kehidupan, nitrogen tidak beracun. Nitrogen tidak mudah terbakar dan tidak memperbesar pembakaran. Pada suhu yang rendah nitrogen dapt berbentuk cairan atau bahkan kristal padat yang tidak berwarna (bening).
Nitrogen merupakan molekul diatomik yang memiliki ikatan rangkap tiga Energi ikatnya cukup tinggi sehingga sangat sabil dan sulit bereaksi. Karena itu, kebanyakan entalpi dan energi bebas pembentukan senyawa nitrogen bertanda positif. Molekul nitrogen ini sangat ringan dan nonpolar, sehingga gaya van der waals antar molekul sangat kecil. Gas ini masuk dan keluar tubuh manusia sewaktu bernafas tanpa berubah. Nitrogen sangat diperlukan digunakan sebagai pembuatan senyawa penting seperti amonia dan urea. Karena kestabilan yang tinggi, nitrogen dipakai untuk gas pelindung gas oksigen dalam pabrik kimia, industri logam,dan dalam pembuatan komponen elektronika. Nitrogen cair juga di gunakan untuk membekukan makanan secara cepat.
Komponen utama udara adalah nitrogen yang memiliki sifat – sifat fisik sangat dekat dengan oksigen sehingga menyulitkan dalam proses pemisahan oksigen dan
nitrogen. Nitrogen tidak mendukung pemakaran, dan karena nitrogen adalah suatu gas yang tergolong asphyxiant, maka seseorang dalam lingkungan yang kaya akan nitrogen akan sangat cepat kehilangan kesadaran dan dapat meninggal dunia.
Nitrogen adalah zat komponen penyusun utama atmasfer bumi. Udara terdiri atas 78% volume nitrogen (N2). Nitrogen adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. Nitrogen dalam deret kimia termasuk kedalam nonmetals, termasuk golongan VA, periode 2, dan blok ‘p’. Penampilanya berupa colorless.
Memiliki massa atom 14,0067 g/mol dengan massa atom 7 (1s2 2s2 3s3). Selain itu adapun ciri fisik dari nitrogen seperti berfasa gas, bermassa jenis 1,251 g/L, titik leburnya 63,15 K, titik didih 77,36, titik kritisnya 126,21 K. Nitrogen cair mendidih pada -196 0c, dan membeku pada -2100C. Sruktur dari gas nitrogen adalah berupa Kristal hexagonal. Kelektronegatifan gas nitrogen menduduki peringkat ke-3 setelah flour dan oksigen. Gas nitrogen termasuk kedalam gas yang inert ( tidak reaktif ). Hal ini disebabkan oleh besarnya energi ikatan antara ikatan rangkap tiga N N, nitrogen digunakan sebagai atmosfer inert untuk suatu proses / sistem yang terganggu oleh oksigen, misalnya dalam industri elektronika dan juga Bilangan okdidasi nitrogen bervariasi dari -3 sampai +5.
Banyak senyawa
nitrogen yang memiliki
entalpi pembentukan
Bilangan
oksidasi Contoh senyawa
-3 NH3 ( amoniak )
-2 NH4+ ( Ion amonium ) -1 NH2OH ( Hidroksilamin )
0 N2 ( gas nitrogen )
+1 N2O( dinitrogen monoksida)
+2 NO(Nitrogen oksida)
+2 N2O3( nitrogen trioksida )
+3 HNO2( asam nitrit )
+4 NO2 nitrogen dioksida ) N2O4( dinitrogen terra oksida ) +5 N2O5 (nitrogen pentaoksida )HNO3 ( asam nitrat )
yang positiv. Reaksi – reaksi gas nitrogen harus berlangsung dalam kondisi khusus, misalnya suhu dan tkanan tinggi, dibantu oleh suatu katalis dengan menggunakan energi listrik, atau diuraikan oleh mikroorganisme tertentu. Proses pengubahan nirogen menjadi senyawa –senyawa yang dikenal sebagai proses fiksasi nitrogen. Ketika kita bernapas, gas nitrogen bersama udara masuk dan keluar paru-paru tanpa mengalami perubahan sedikitpun. Meskipun setiap saat kita senantiasa berenang dalam lautan nitrogen, tubuh kta tidak dapat mengambil nitrogen secara langsung dari udara. Nitrogen dalam yubuh kita berasal dari makanan yang kita makan , bukan dari udara yang kita hirup.
Proses Pembuatan Nitrogen
1. Filtrasi
Udara bebas yang menjadi feed atau umpan sebagai bahan baku pembuatan gas nitrogen terlebih dahulu disaring dengan menggunakan filter dengan kerapatan (mesh) tertentu sesuai dengan spesifikasi tekanan dan flow compressor.
Contoh gas pengotor / debris (partikel kasar yang tidak dikehendaki) : uap air, karbondioksida, debu juga bisa menjadi zat pengotor pada udara bebas. Zat pengotor ini harus dihilangkan karena dapat menyebabkan penyumbatan pada peralatan, tingkat bahaya yang dapat ditimbulkan, korosi, dan juga dalam batas – batas tertentu dilarang terkandung dalam spesifikasi produk akhir.
2. Kompressi
Udara yang telah difilter diumpankan ke inlet kompresor untuk dinaikkan tekanannya. Efisiensi kompresor sangatlah penting, oleh karena itu dibutuhkan pemilihan jenis kompresor yang tepat. Umumnya digunakan kompresor tipe turbo (sentrifugal) multi stage dengan pendingin diantara stagenya. Energi yang digunakan akan sebanding dengan besar energi output produk ditambah cold production.
3. Cooling Water
Air umumnya digunakan sebagai pendingin pada industry sebab air tersedia jumlahya dan mudah ditangani. Air juga mampu menyerap sejumlah besar enegi per satuan volume dan tidak mengalami ekspansi maupun pengerutan dalam rentang temperature yang biasanya dialaminya. System penguapan terbuka merupakan tipe system pendingin yang umumnya digunakan dalam plant pemisahan udara.
Outlet compressor akan sangat panas, ini akan mengurangi efisiensi pada proses selanjutnya, maka dibutuhkan pendinginan sampai pada temperature desain (tergantung dari spesifikasi alat dan bahan yang digunakan pada proses).
Pada sebagian industry menggunakan system direct cooler pada proses pendinginannya, dimana terjadi kontak langsung antara udara dengan air pada sepanjang tray direct cooler. Direct cooler mempunyai kelebihan dari pada proses pendinginan yang menggunakan tube atau shell cooler, dimana temperature yang bisa dicapai yaitu 2ºC, sedang pada tube atau shell cooler hanya sekitar 8ºC, efek pengguyuran (scrubbing) dari air juga dapat membantu menurunkan kandungan partikel dan menyerap pengotor yang terbawa udara. Namun jika direct cooler tidak terjaga,seperti ∆P tinggi (pada aliran dan udara masuk) dan tinggi cairan (pada aliran air). Oleh karena tingginya perbedaan temperature yang melalui tray bawah unit, maka pada tray ini sangat mungkin terjadi pembentukan kerak. Untuk alasan itu, water treatment harus bekerja efektif dan tray harus dibersihkan dan diperiksa jika memungkinkan.
4. Purrification (Pemurnian)
Air, CO2, Hidrokarbon adalah unsur pengotor udara yang akan menggangu proses, air dan CO2 akan membeku lebih awal (titik beku lebih tinggi dari pada Nitrogen sehingga berpotensi menyumbat di bagian-bagian tertentu dalam proses). Sedangkan Hidrokarbon berpotensi menyebabkan ledakan di daerah bagian bawah kolom distilasi (tempat terjadinya penumpukan hidrokarbon).
Di PPU (pre purification unit) terdapat beberapa lapisan, umumnya terdiri dari molecular shieve (butiran-butiran ukuran mikro berlubang yang seukuran dengan dimensi partikel CO2, H2O dan beberapa jenis hidrokarbon), tujuannya untuk memerangkap CO2, H2O dan hidrokarbon. lapisan lainnya adalah alumina yang bertujuan untuk memerangkap H2O yang lolos dari lapisan pertama.
5. Heat Exchanger (Pemindah Panas)
Udara yang telah murni dimasukkan ke kolom distilasi melewati heat exchanger (untuk pendinginan awal, yg disilangkan dengan keluaran expander) sebagai feed gas (untuk terjadinya distilasi dibutuhkan feed gas dari bawah kolom dan reflux dari atas kolom dengan rasio 10:7 untuk tipe packed tray).
6. Ekspansi
Sebagian udara diumpankan ke expander untuk memproduksi dingin yang dibutuhkan proses (reflux dan heat loss recovery) sehingga keluarannya berbentuk cairan yang di umpankan ke atas kolom melewati heat exchanger sebagai reflux. Untuk ini, expander membutuhkan penyerap energi sebesar cold production yang diinginkan, bisa dicouple dengan alat oil brake, generator, kompressor atau yang lainnya.
7. Distilasi
Pada proses ini final terjadi proses pemisahan antara gas – gas yang terkandung pada udara bebas sebagai umpan melalui perbedaan titik didih (relative volatilitas).
Kolom yang telah diumpani oleh feedgas dan reflux dengan proporsional akan menghasilkan homogenitas di area-area tertentu, bagian atas kolom akan homogen dengan Nitrogen, bawah kolom dengan oksigen, ini dikarenakan beda titik cair, pada temperatur kolom sebesar -1700C, oksigen lebih cenderung untuk berubah menjadi cairan (titik cair O2 = -1830C pada atm pressure) dan menuju bawah kolom,
sedangkan nitrogen cenderung bertahan pada bentuk gas (titik cair N2 = -195,80C pada atm pressure) dan menuju bagian atas kolom.
Pada kolom terdapat tray bertingkat yang memungkinkan terjadinya lebih banyak pergesekan antara feed gas dan reflux sehingga lebih memungkinkan bagi kedua jenis stream untuk bertukar properti. Feed gas akan diserap sebagian energinya sehingga menjadi lebih dingin dan membuat O2 melambat dan cenderung mencair, sedangkan N2 karena masih jauh dari titik cairnya akan tetap berupa gas.
Fiksasi Nitrogen
Fiksasi atau penambatan nitrogen merupakan proses reduksi N2 menjadi NH4, dan proses ini hanya bisa dilakukan oleh mikroba prokariota. Pada polong-polongan yang berperan dalam fiksasi N2 dalam akar adalah spesies bakteri dari genus Rhizobium. Rhizobium adalah bakteri aerob yang bertahan sebagai saprofit dalam tanah hingga menginfeksi bulu akar atau merusak sel epidermis. Hubungan simbiotik antar Legum dengan bakteri pemfiksasi nitrogen adalah mutualistik. Keduanya memperoleh keuntungan. Bakteri menyediakan nitrogen terfiksasi bagi legum, dan tumbuhan menyediakan karbohidrat dan senyawa organik lain untuk bakteri. Sebagian besar amonium yang dihasilkan melalui fiksasi nitrogen simbiotik digunakan oleh bintil untuk membuat asam amino, yang kemudian diangkut ke tunas dan daun melalui xylem. Koevolusi pasangan yang sangat indah ini jelas terlihat dalam kerjasama sintesis suatu molekul yang disebut leghemoglobin, dengan tumbuhan dan bakteri masing-masing membuat satu bagian molekul tersebut. Leghemoglobin adalah suatu protein yang mengandung besi, seperti hemoglobin sel darah merah manusia, berikatan secara reversibel dengan oksigen. Warna kemerahan bintil kacang kedelai disebabkan oleh leghemoglobin. Leghemoglobin bintil akar ini berperan sebagai ”buffer” oksigen, yang mengatur persediaan oksigen untuk meningkatkan respirasi yang diperlukan oleh bakteri untuk menghasilkan ATP untuk fiksasi nitrogen. Bakteri ini kemudian akan menghasilkan sinyal yang merangsang rambut akar untuk
memanjang, dan membentuk suatu benang infeksi melalui suatu invaginasi atau penonjolan ke rah dalam membran plasma.
Bakteri menembus korteks akar di dalam benang infeksi. Sel korteks akar dan perisikel stele mulai terbelah, dan kantung yang mengandung bakteri itu memisah ke sel kortikal dari benang infeksi yang bercabang. Membran kantung merupakan invaginasi dari membran plasa sel-sel akar.
Pertumbuhan terus berlangsung pada bagian korteks dan perisikel yang terpengaruh. Kedua masa sel-sel yang membelah ini menyatu untuk membentuk bintil akar.
Bintil terus tumbuh, dan jaringan pembuluh menghubungkan bintil dengan xylem dan floem stele itu sekarang berkembang. Jaringan pembuluh ini menyediakan zat-zat makanan bagi bintil dan membawa senyawa bernitrogen dari bintil kedalam stele untuk di distribusi hingga kebagian tumbuhan lain.
Penambatan nitrogen di bintil akar terjadi secara langsung didalm bakterioid. Tumbuhan inangnya menyediakan karbohidrat bagi karetoid, yang akan dioksidasi sehingga diperoleh energi. Beberapa elektron dan ATP yang diperoleh selama oksidasi di bakterioid digunakan untuk mereduksi N2 menjadi NH4+.
Disini terlihat bahwa untuk berlangsungnya reaksi ini diperlukan sejumlah elektron dan energi dengan kompleks enzim disebut nitrogenase. Enzim ini terdiri dari 2 bagian, yaitu: komponen 1 terdiri dari Fe-Mo protein dan komponen 2 terdiri dari Fe-Protein. ATP juga diduga mengikat komponen 2 sehingga menjadi tidak aktif. Sumber ATP dan H+ adalah respirasi karbohidrat berupa NADH2 atau NADPH2. NH4 yang terbentuk dikeluarkan dari bakterioid dan diterima oleh sel tumbuhan inang diubah menjadi glutamin atau beberapa jenis tumbuhan menjadi alantoin dan asam alantoat.
Asimilasi Nitrogen
Jumlah relatif NO3- dan nitrogen organik dalam xylem bergantung pada kondisi lingkungan. Jenis tumbuhan yang akarnya mampu mengasimilasi Nitrogen, dalam cairan xylem dijumpai banyak asam amino, amide an urine, tidak dijumpai NH4+.
Sedangkan jika di dalam cairan xylem mengandung NO3- berarti akar tumbuhan itu tidak mampu mengasimilasi NO3-. Kalau dalam lingkungan perakaran NO3- terdapat dalam jumlah besar, cairan xylem akan mengandung NO3- juga. Proses keseluruhan reduksi NO3- menjadi NH4 yaitu:
a. Reduksi Nitrat
NO3- + NADH NO2+ + NAD + H2O
Reaksi ini berlangsung di sitosol, enzim yang mengkatalis adalah nitrat reduktase, enzim yang memindahkan dua elektron dari NADPH2, hasilnya adalah nitrit, NAD (NADP) dan H2O. Nitrat reduktase adalah suatu enzim besar dan kompleks yang terdiri dari FAD, satu sitokrom dan Molibdenum (Mo) yang semuanya akan tereduksi dan teroksidasi pada waktu elektron diangkut dari NADH2 ke atom nitrogen dalam NO3.
b. Reduksi Nitrit
NO2 + 3H2O + 6Fd + 2H+ + cahaya NH4+ + O2 + 3H2O + 6Fd
Reaksi ini berlangsung di kloroplas (pada daun) atau pada proplastida (pada akar), dengan enzim Nitrit reduktase. Meskipun Fd tereduksi merupakan donor elektron yang khas bagi nitrit reduktase di daun.
Cara Memperoleh Nitrogen
1. Skala Laboratorium : memanaskan larutan yang mengandung garam amonia dan garam nitrit.
2. Secara komersil diperoleh dari distilasi bertingkat terhadap udara (proses linde dan claude).
3. Di laboratorium dari dekomposisi termal senyawa amonium nitrit
4. Dalam industri, dengan cara destruksi bertingkat dan pencairan (destilasi udaracair) karena N2 mempunyai titik didih rendah daripada O2 maka ia lebih dahulu menguap sebagai fraksi pertama
5. Secara spektroskop N2 murni di buat dengan dekomposisi termal NatriumBarium Azida.
6. Pemanasan NH4NO2 7. Oksidasi NH3
8. Destilasi (penyulingan ) bertingkat dari udara cair.
Ikatan Nitrogen
a. Ikatan Tunggal
Nitrogen dengan tiga ikatan tunggal terdapat dalam senyawa NR3 (R=H, alkali) yang mempunyai bentuk piramida segitiga. Terjadinya ikatan dapat diterangkan melalui orbital hibrida sp3 dengan pasangan elektron non ikatan atau pasangan elektron menyendiri menempati posisi salah satu dari keempat sudut struktur tetrahedron, dengan demikian bentuk molekul yang sesungguhnya menjadi tampak sebagai piramida segitiga. Aspek kimiawi yang penting dalam senyawa ini berkaitan denga peran pasangan elektron non ikatan. Dengan adanya sepasang electron non ikatan, semua senyawa NR3 bertindak sebagai basa Lewis. Oleh karena itu NR3 dapat membentuk senyawa kompleks dengan asam lewis dan dapat pula bertindak sebagai ligan ion-ion logam transisi.
Energi ikatan tunggal N-N relatif sangat lemah. Jika dibandingkan dengan energi ikatan tunggal C-C, terdapat perbedaan yang sangat mencolok. Perbandingan ini untuk unsur-unsur dalm periode 2 adalah 350, 160, 140, dan 150 kJ mol-1 , yang secara berurutan menunjuk pada energi ikatan tunggal dalam senyawa H3C-CH3, H2N-NH2, HO-OH, dan F-F. Perbedaan ini mungkin ada hubungannya dengan pengaruh tolakan antar pasangan elektron non ikatan, yaitu tidak ada, ada sepasang, dua pasang dan tiga pasang untuk masing-masing senyawa tersebut. Rendahnya energi ikatan tunggal ini, tidak seperti karbon, berakibat kecilnya kecenderungan pembentukan rantai bagi atom nitrogen.
b. Ikatan ganda / rangkap
Nitrogen membentuk molekul N2 yang stabil dengan ikatan ganda tiga yang sangat kuat dengan jarak ikatan sangat pendek yaitu 1,09 A. Energi ikatnya sangat besar, 942 kJ mol-1, jauh lebih besar daripada energy ikatan ganda tiga untuk fosfor (481 kJ
mol-1) dan juga lebih besar daripada energy ikatan ganda tiga karbon (835 kJ mol-mol-1). Hal ini dapat dijelaskan bahwa atom nitrogen menggunakan salah satu orbital p untuk ikatan ∞ dan dua yang lain untuk ikatan π. Fosfor membentuk molekul P4 atau struktur lapis tertentu dengan ikatan tunggal. Jika nitrogen membentuk satu ikatan tunggal dan satu ikatan rangkap dua, maka struktur molekulnya non linear.
c. Absennya peran orbital d
Dengan fluorin, nitrogen hanya membentuk trifluorida, NF3, sedangkan fosfor membentuk trifluorida PF3 dan pentafluorida PF5. teori hibridisasi menyarankan bahwa atom fosfor dalam PF5 mengalami hibridisasi sp3d, jadi melibatkan orbital 3d dalam membentuk ikatan P-F; atom nitrogen tidak mungkin menyediakan orbital d, dan oleh karena itu tidak mampu membentuk senyawa analog.
d. Elektronegatifitas
Elektronegatifitas nitrogen jauh lebih tinggi dibanding dengan anggota-anggota lainnya dalam golongannya. Akibatnya, sifat polaritas ikatan dalam senyawa nitrogen sering berlawanan dengan sifat polaritas ikatan dalam senyawa anggota lainnya. Ikatan kovalen N-H sangat polar maka ammonia bersifat basa, sedangkan senyawa hidrida anggota yang lain, fosfina PH3, arsina AsH3, dan stibina SbH3, bersifat netral.
Senyawaan Nitrogen
Kimiawan Perancis Antoine Laurent Lavoisier menamakan nitrogen azote, yang artinya tanpa kehidupan. Walaupun begitu, senyawa-senyawa nitrogen ditemukan di makanan, pupuk, racun dan bahan peledak. Sebagai gas nitrogen tidak bewarna, tidak memiliki aroma dan dianggap sebagai inert element (elemen yang tak bereaksi). Sebagai benda cair, ia juga tidak bewarna dan beraroma dan memiliki ketampakan yang sama dengan air. Gas nitrogen dapat dipersiapkan dengan memanaskan solusi
Natrium nitrat (NaNO3) dan kalium nitrat (KNO3) terbentuk oleh dekomposisi bahan-bahan organik dengan senyawa-senyawa logam tersebut. Dalam kondisi yang
kering di beberapat tempat, saltpeters (garam) ini ditemukan dalam jumlah yang cukup dan digunakan sebagai pupuk. Senyawa-senyawa inorganik nitrogen lainnya adalah asam nitrik (HNO3), ammonia (NH3) dan oksida-oksida (NO, NO2, N2O4, N2O), sianida (CN-), dsb. Siklus nitrogen adalah salah satu proses yang penting di alam bagi mahluk hidup. Walau gas nitrogen tidak bereaksi, bakteri-bakteri dalam tanah dapat memperbaiki nitrogen menjadi bentuk yang berguna (sebagai pupuk) bagi tanaman. Dengan kata lain, alam telah memberikan metode untuk memproduksi nitrogen untuk pertumbuhan tanaman. Binatang lantas memakan tanaman-tanaman ini dimana nitrogen telah terkandung dalam sistim mereka sebagai protein. Siklus ini lengkap ketika bakteria-bakteria lainnya mengubah sampah senyawa nitrogen menjadi gas nitrogen. Sebagai komponen utama protein, nitrogen merupakan bahan penting bagi kehidupan.
Amonia
Amonia (NH3) merupakan senyawa komersil nitrogen yang paling penting. Ia diproduksi menggunakan proses Haber. Gas natural (metana, CH4) bereaksi dengan uap panas untuk memproduksi karbon dioksida dan gas hidrogen (H2) dalam proses dua langkah. Gas hidrogen dan gas nitrogen lantas direaksikan dalam proses Haber untuk memproduksi amonia. Gas yang tidak bewarna ini bau yang menyengat dapat dengan mudah dicairkan. Bahkan bentuk cair senyawa ini digunakan sebagai pupuk nitrogen. Amonia juga digunakan untuk memproduksi urea (NH2CONH2), yang juga digunakan sebagai pupuk dalam industri plastik, dan dalam industri peternakan sebagai suplemen makanan ternak. Amonia sering merupakan senyawa pertama untuk banyak senyawa nitrogen.
Nitrida
Nitrida adalah senyawa biner nitrogen ( biloks 3 ) dengan unsur – unsur selain hydrogen. Nitrida logam IA dan IIA merupakan senyawa dengan titik leleh yang tinggi, bersifat ionik dan nitrogen terdapat sebagai ion N3-. Nitrida logam dibuat melalui pemanasan pada suhu tinggi logam dengan amonia atau nitrogen. Contohnya:
3Mg (s) + 2NH3 (g) 9000C Mg3N2 (s) + 3H2- (g)
Ion nitrida N3- merupakan basa bronsted yang kuat, memberikan NH3 bereaksi dengan air.
Nitrida non logam merupakan senyawa yang berikatan kovalen. Sifat-sifat senyawa itu berbeda-beda. Contohnya boron nitrida mempunyai titik leleh 30000C dan sangat inert. Rumus kimia boron menunjukan rumus empirisnya, bukan rumus molekulnya. Sebaliknya , nitrida karbon yaitu sianogen mempunyai rumus molekul (CN)2. Senyawa ini membentuk gas dan sangat beracun. Nitrida sulfur mempunyai rumus molekul S4N4 meleleh pada 1780C, tetapi dapat meledak bila dipanaskan terlalu cepat.
Hidrazin, hidrosiklamin dan azida
Hidrazin merupakan cairan tak berwarna yang beracun, mendidih pada 113,50C dan bersifat basa yang lebih lemah dari pada amonia. Bilangan oksidasi N pada hidrazin adalah -2 hidrazin dibuat secara komersial melalui proses rasching, yaitu oksidasi amonia oleh natrium hipoklorit.
2NH3(aq)+NaOCl(aq) ----à N2H4(aq) + NaCl(aq)+H2O
Hidrazin cair digunakan sebagai bahan bakar roket.untuk keperluan ini cair dicampur dengan 1,1 dimetilhidrazin,suatu bahan yang dapat terbakar sendiri bila di campur dengan hidrogen peroksida atau oksigen dari tangki oksigen cair.
Reaksi berlangsung sangat eksotermik, yaitu sebagai berikut: N2H4(l)+O2(l) ---à N2(g)+2H2O(g) ΔH = -621,3 kj
Hidroksilamin HONH2 berupa padatan putih meleleh pada 3500C bersifat bassa dengan Kb = 6,6 x 10-9 pada 25oC. Bilangan oksidasi N pada hidroksi lamin adalah -1.
Asam dirozoik mengandung N dengan biloks - dalam keadaan murni. Berupa cairan tak berwarna yang sangat mudah meledak bersifat asam lemah. Ionazid berbentuk linear dan simetris, berdasarkar teori ikatan palensi bentuk struktur resoninsasinya sebagai berikut:
Ionazid dalam pelarut air memberlakukan seperti ion halida,karena itu sering di sebut psudohalida. Diketahui ada beberapa garam yang di sebit sebagai azida. Azida dari logam berat seperti timbal azida meledak bila terbentur dengan keras, karenanya di gunakan sebagai tutup detonantor dan peralatan yang di rancang untuk melendakan material lain.seperti bubuk mesium. Azid dari logam 1 A tidak mudah meledak.
Asam Okso dan oksida nitrogen
a. Asam nitrat, dinitrogen penoksida dan ionitra
Senyawa dengan bilangan oksidasi nitrogen tertinggi +5 adalah asam nitrat di nitrogen pentoksida dan ionitrat.
b. Oksida nitrogen lainnya
Di nitrogen oksida N2 O dapat di buat melalui reaksi penguraian amuniam nitrat. Penggunaan utamanya adalah sebagai anestesis. Nitrogen oksida. Metode labolatorium untuk membuat NO melibatkan reaksi Cu dengan HNO encer dingin. Secara komersial NO di produksi melalui Oksidasi katalitik oksidasi MI menghasilkan tahap pertama pengubahan NH3 menjadi senyawa nitrogen lainnya.
Nitrogen dioksida dapat di buat melalui reaksi CU dengan HNO pekat panas.. tetapi sering kali NO berwarna cokelat yang di amati dalam suatu reaksi yang melibatkan HNO memberikan hasil reaksi NO yang tidak berwarna. NO segera di oksidasi menjadi NO2 di udara.
Kegunaan Nitrogen Dalam Kehidupan Dan Bahayanya
Adapun kegunaan dari senyawa-senyawa nitrogen diantaranya:
Dalam bentuk amonia niotrogen , digunakan sebagai ahan pupuk, obat-obatan, asam nitrat, urea, hidrasin, amin, dan pendingin.
Nitrogen sering digunakan jika diperlukan lingkungan yang inert, misalnya dalam bola lampu listrik untuk mencegah evaporasi filament
Sedangkan nitrogen cair banyak digunakan sebagai refrigerant (pendingin) yang sangat efektif karena relatif murah
Banyak digunakan oleh laboratorium-laboratorium medis dan laboratoriumlaboratorium penelitian sebagai pengawet bahan-bahan preservatif untuk jangka waktu yang sangat lama, misalnya pada bank sperma, bank penyimpanan organ-organ tubuh manusia, bank darah.
Selain kegunaan dari senyawa nitrogen adapula bahaya dari senyawa-senyawa nitrogen diantaranya:
1. Jika oksida nitrat (N2O) mencapai stratosfer, ia membantu merusak lapisan ozon, sehingga menghasilkan tingkat radiasi UV yang lebih tinggi dan risiko kanker kulit serta katarak yang meningkat.
2. Nitrogen oksida (N2O) terlarut dalam air atmosferik membentuk hujan asam, yang mengkorosi batuan dan barang logam dan merusak bangunan-bangunan 3. Nitrogen oksida (N2O) berkontribusi bagi pemanasan global.Walaupun
konsentrasi oksida nitrat di atmosfer sangat rendah dibanding karbon dioksida, potensi pemanasan global oksida nitrat adalah sekitar 300 kali lebih besar.
4. Kelebihan nitrogen di perairan menyebabkan berkurangnya kadar oksigen dalam air sehingga menyebabkan kepunahan kehidupan di perairan.
AMONIA
Pembuatan Amonia dengan Proses Haber Bosch
Pembuatan Amonia menurut proses Haber-Bosch, Nitrogen terdapat melimpah di udara, yaitu sekitar 78% volume. Walaupun demikian, senyawa nitrogen tidak terdapat banyak di alam. Satu-satunya sumber alam yang penting ialah NaNO3 yang disebut Sendawa Chili. Sementara itu, kebutuhan senyawa nitrogen semakin banyak, misalnya untuk industri pupuk, dan bahan peledak. Oleh karena itu, proses sintesis
senyawa nitrogen, fiksasi nitrogen buatan, merupakan proses industri yang sangat penting. Metode yang utama adalah mereaksikan nitrogen dengan hidrogen membentuk amonia. Selanjutnya amonia dapat diubah menjadi senyawa nitrogen lain seperti asam nitrat dan garam nitrat.
Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hidrogen ditemukan oleh Fritz Haber (1908), seorang ahli kimia dari Jerman. Sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran ditemukan oleh Carl Bosch, seorang insinyur kimia juga dari Jerman.
Berdasarkan prinsip kesetimbangan kondisi yang menguntungkan untuk ketuntasan reaksi ke kanan (pembentukan NH3) adalah suhu rendah dan tekanan tinggi. Akan tetapi, reaksi tersebut berlangsung sangat lambat pada suhu rendah, bahkan pada suhu 500oC sekalipun. Dilain pihak, karena reaksi ke kanan eksoterm, penambahan suhu akan mengurangi rendemen. Proses Haber-Bosch semula dilangsungkan pada suhu sekitar 500oC dan tekanan sekitar 150-350 atm dengan katalisator, yaitu serbuk besi dicampur dengan Al2O3, MgO, CaO, dan K2O. Seiring dengan kemajuan teknologi, digunakanlah tekanan yang jauh lebih besar, bahkan mencapai 700 atm. Untuk mengurangi reaksi balik, maka amonia yang terbentuk segera dipisahkan. Mula-mula campuran gas nitrogen dan hidrogen dikompresi (dimampatkan) hingga mencapai tekanan yang diinginkan. Kemudian campuran gas dipanaskan dalam suatu ruangan yang bersama katalisator sehingga terbentuk amonia. Diagram alur dari proses Haber-bosch untuk sintesis amonia :
Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hydrogen ditemukan oleh Fritz Haber (1908), seorang ahli kimia dari Jerman. Sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran ditemukan oleh Carl Bosch, seorang insinyur kimia juga dari Jerman. Persamaan termokimia reaksi sintesis amonia adalah :
N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g) ∆H = -92,4Kj Pada 25oC : Kp = 6,2×105
Berdasarkan prinsip kesetimbangan kondisi yang menguntungkan untuk ketuntasan reaksi ke kanan (pembentukanNH3) adalah suhu rendah dan tekanan tinggi. Akan tetapi, reaksi tersebut berlangsung sangat lambat pada suhu rendah, bahkan pada suhu 500oC sekalipun. Dipihak lain, karena reaksi ke kanan eksoterm, penambahan suhu akan mengurangi rendemen. Proses Haber-Bosch semula dilangsungkan pada suhu sekitar 500oC dan tekanan sekitar 150-350 atm dengan katalisator, yaitu serbuk besi dicampur dengan Al2O3, MgO, CaO, dan K2O.
Reaksi kekanan pada pembuatan amonia adalah reaksi eksoterm. Reaksi eksoterm lebih baik jika suhu diturunkan, tetapi jika suhu diturunkan maka reaksi berjalan sangat lambat . Amonia punya berat molekul 17,03. Amonia ditekanan atmosfer fasanya gas. Titik didih Amonia -33,35 oC, titik bekunya -77,7 oC, temperatur & tekanan kritiknya 133 oC & 1657 psi. Entalpi pembentukan (∆H), kkal/mol NH3(g) pada 0oC, -9,368; 25 oC, -11,04. Pada proses sintesis pd suhu 700-1000oF, akan dilepaskan panas sebesar 13 kkal/mol. Kondisi optimum untuk dapat bereaksi dengan suhu 400- 600oC, dengan tekanan 150-300 atm.
Kondisi Optimum Pembuatan NH3
Reaksi : N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g) ∆H= -924 kJ 1. Suhu
a) Reaksi bersifat eksoterm
b) Suhu rendah akan menggeser kesetimbangan kekanan. c) Kendala:Reaksi berjalan lambat 400-600Oc
2. Tekanan
a) Jumlah mol pereaksi lebih besar dibanding dengan jumlah mol produk. b) Memperbesar tekanan akan menggeser kesetimbangan kekanan.
c) Kendala Tekanan sistem dibatasi oleh kemampuan alat dan faktor keselamatan pada 150-300 atm
3. Konsentrasi
Pengambilan NH3 secara terus menerus akan menggeser kesetimbangan kearah kanan
4. Katalis
Katalis tidak menggeser kesetimbangan kekanan, tetapi mempercepat laju reaksi secara keseluruhan. Pengaruh katalis pada sistem kesetimbangan adalah dapat mempercepat terjadinya reaksi kekanan atau kekiri, keadaan kesetimbangan akan tercapai lebih cepat tetapi katalis tidak mengubah jumlah kesetimbangan dari spesies-spesies yang bereaksi atau dengan kata lain katalis tidak mengubah nilai numeris dalam tetapan kesetimbangan. Peranan katalis adalah mengubah mekanisme reaksi kimia agar cepat tercapai suatu produk.
Katalis yang dipergunakan untuk mempercepat reaksi memberikan mekanisme suatu reaksi yang lebih rendah dibandingkan reaksi yang tanpa katalis. Dengan energi aktivasi lebih rendah menyebabkan maka lebih banyak partikel yang memiliki energi kinetik yang cukup untuk mengatasi halangan energi aktivasi sehingga jumlah tumbukan efektif akan bertambah sehingga laju meningkat. Perbandingan reaksi dengan katalis dan tanpa katalis dapat dilihat pada gambar dihalaman berikut:
Dengan kemajuan teknologi sekarang digunakan tekanan yang jauh lebih besar, bahkan mencapai 700 atm. Untuk mengurangi reaksi balik, maka amonia yang terbentuk segera dipisahkan. Mula-mula campuran gas nitrogen dan hidrogen dikompresi (dimampatkan) hingga mencapai tekanan yang diinginkan. Kemudian
campuran gas dipanaskan dalam suatu ruangan yang bersama katalisator sehingga terbentuk amonia. Diagram alur dari proses Haber-bosch untuk sintesis amonia
The first step in the process is to make lime from limestone: CaCO3 + heat → CaO + CO2
this is then heated with Coal in an an anoxic environment to make Calcium Carbide:
CaO + 3C + heat → CaC2 + CO
The actual nitrogen fixing comes from reacting Calcium Carbide with pure Nitrogen, thus for this process to be industrially practical it required the Linde process of fractionation of liquid air. The reaction takes place at 2atm or ~0.2MPa, heated by through the Ohmic heating of a Carbon rod:
CaC2 + N2 → CaCN2 + C
Finally in the quest to make Ammonia, the Calcium Cyanamide is mixed with water and NaOH (as a catalyst) for hydrolysis:
CaCN2 + H2O → 2NH3 + CaCO3
The Calcium Carbonate can easily be separated as it is a solid, and the Ammonia can be distilled, allowing the NaOH to be recycled back for more hydrolysis.
Contrast this with the Haber-Bosch process for making Ammonia, which at the time required the same costly liquid air seperator as well as an electrolytic seperator for producing hydrogen and higher pressure catalytic reactor:
By simply glaring at it one sees that, as a way of making Ammonia, the Haber-Bosh process is by far simpler. Since it doesn’t require multiple furnaces and the intermediary steps of producing Cyanamide its operating costs should be lower (assuming one has an efficient electrolysis system for hydrogen). Of course the Ammonia reactor requires an expensive catalyst and recycle system since a single pass is not particularly efficient.
VI. Cara Kerja :
A. Cara Kerja Percobaan Nitrogen Ammonia
1. 2. 3. 4. NaNO3( ± 0,3 gram dalam 10 ml air)
Dimasukkan dalam labu suling
+ NH4Cl ( ± 0,3 gram dalam 10 ml air) Dihangatkan dan kran corong dibuka Gas Nitrogen
Ditampung dalam gelas ukur berisi penuh air Diukur volumenya
Volume Gas
Diuji dengan nyala api dan diamati Api mati
± 1 ml NH4OH 2M Dialiri gas H2S
+ 1 ml ammonium 0,1M
Dikocok dengan bunga belerang Disaring Larutan berwarna kuning 1 ml HNO3 encer Dituang perlahan melalui dinding Cincin Tengguli
+ H2SO4 pekat sama banyaknya didinginkan
± 0,5 ml FeSO4 0,2 M Tabung 1
+ beberapa tetes H2SO4 Uap dan warna
± 0,25 gram NaNO2
Dilarutkan dalam 2,5 ml air dan dibagi 2
Diencerkan 4x dengan air Diambil 2 ml Larutan encer Tabung 2 + larutan KI + larutan amilum H2SO4 encer Larutan encer
5.
6.
± 1 ml NH4OH 2M
Dicampur dengan Ca(OH)2 Dipanaskan
Diuji kertas lakmus Lakmus merah jadi biru
Pengaduk yang telah dicelupkan dalam HCl pekat dimasukkan Diamati
Lakmus biru jadi merah
± 5 ml NH4OH pekat
Gas 1
Timbul Gas
Dimasukkan ke dalam erlenmeyer 100 ml Dipanaskan
Gas NH3
Ditampung dengan tabung reaksi Dibiarkan beberapa menit
Gas 2 Diuji dengan pengaduk kaca
yang telah dicelupkan dalam HCl pekat
Diletakkan dalam gelas kimia berisi air
Ditetesi indikator PP Larutan berwarna
VII. Hasil Pengamatan :
A. Tabel Pengamatan Percobaan Nitrogen dan Ammonia
No. PengamatanPraktikum Reaksi Teori Kesimpulan
Sebelum Sesudah 1 a. NaNO2 : kristal berwarna kuning b. NH4CL : kristal berwarna putih c. Air : tak berwarna a. NaNO2 + air : larutan berwarna kuning b. NH4Cl + air : larutan tak berwarna c. Larutan NaNO2 + larutan NH4Cl : larutan tak berwarna d. Larutan + dipanaskan : terbentuk gas nitrogen e. Diuji nyala : mati f. Volume gas : 150 ml a. NaNO2(aq) + NH4Cl(aq) NaCL(aq) + N2(g) + 2H2O(l) b. NaNO2(s) + H2O(l) NaNO2(aq) c. NH4Cl(s) + H2O(l) NH4Cl (aq) a. Dengan mereaksikan NaNO2 dan NH4Cl dengan bantuan suhu dapat memebentuk gasa nitrogen
b. Gas nitrogen adalah gas yang tidak reaktif sehingga gas nitrogen tidak mudah bereaksi dengan gas-gas lainnya termasuk oksigen
c. Garam dari logam gol IA dapat larut dalam air dan garam dari golongan halogen dapat larut dalam air
Gas nitrogen dibuat dengan mereaksikan NaNO2 dan NH4Cl melalui pemanasan. Hal ini dibuktikan dengan padamnya nyala api.
2 a. NaNO2 : kristal berwarna kuning b. KI : larutan tak berwarna c. Amilum : larutan tak berwrana d. H2SO4 : larutan tak berwarna a. NaNO2 + air : larutan berwarna kuning b. Larutan + H2SO4 : larutan tak berwarna terbentuk uap berwarna kuning c. Larutan + diencerkan 4x : larutan tak berwarna d. Larutan + KI + amilum : larutan tak berwarna e. Larutan + H2SO4 : larutan berwarna ungu kecoklatan a. NaNO2(s) +H2O(l) NaNO2(aq) b. 2NaNO2(aq) + H2SO4(aq) Na2SO4(aq) +2NO2(g) + H2(g) c. 2NaNO2(aq) + 2KI(aq) + 2H2SO4(aq) Na2SO4(aq) +K2SO4(aq) + 2H2O(l) + 2NO(g) + I2(aq)
a. Garam dari logam golongan IA dapat larut dalam air b. NaNO2 jika
direaksikan dengan H2SO4 akan
menghasilkan gas hidrogen dan NO2 serta larutan Na2SO4
c. NaNO2 jika
direaksikan dengan KI dan H2SO4 akan menghasilkan larutan Na2SO4, K2SO4, dan I2 serta gas NO dan iar. d. Amilum dapat bereaksi
dengan Iod
membentuk larutan berwarna ungu
Gas NO2 terbentuk saat mereaksikan NaNO2 dengan H2SO4. Perubahan warna larutan menjadi ungu dikarenakan adanya pembebasan ion iod
3 a. HNO3 : larutan tak berwarna b. FeSO4 : larutan a. HNO3 + H2SO4 : larutan tak berwarna a. 2HNO3(aq) + 3H2SO4(aq) + 6FeSO4(aq) 2NO(g)
a. Jika HNO3 direaksikan dengan H2SO4 dan FeSO4 akan terbentuk
Senyawa kompleks cincin tengguli [Fe(NO)]SO4 dpat
tak berwarna c. H2SO4 : larutan tak berwarna b. Larutan + FeSO4 : terbentuk cincin tengguli berwarna kuning + 4H2O(l) + 3Fe2(SO4)3(aq) b. FeSO4(aq) + NO(g) [Fe(NO)]SO4(aq) senyawa kompleks yaitu [Fe(NO)]SO4
terbentuk dari reaksi HNO3 dengan FeSO4
4 a. NH4OH : larutan tak tak berwarna b. Ammonium : larutan tak berwarna c. Bunga belerang : serbuk kuning a. NH4OH dialiri H2S : larutan tak berwarna b. Larutan + ammonium : larutan tak berwarna c. Dikocok dengn bunga belerang : larutan berwarna kuning + endapan berwarna kuning d. Disaring filtrat : larutan berwarna kuning, residu : a. NH4OH(aq) + H2S(g) (NH4)2S(aq) + 2H2O(l) b. (NH4)2S (aq) + S(s) (NH4)2S2(aq) a. Jika NH4OH
direaksikan dengan gas H2S maka akan
terbentuk senyawa (NH4)2S.
b. Jika (NH4)2S direaksikan dengan serbuk belerang maka akan terbentuk
(NH4)2S2
Sifat nitrogen yang tidak reaktif hal ini dibuktikan dengan adanya endapan kuning.
endapan kuning 5 a. NH4Cl : serbuk putih b. Air : tak berwarna c. Ca(OH)2 : serbuk putih d. HCl pekat : tak berwarna e. Kertas lakmus merah f. Kertas lakmus biru a. NH4Cl + air : larutan tak berwarna b. Larutan + Ca(OH)2 : larutan tak berwarna ada endapan berwarna putih c. Larutan + dipanaskan + diuji dengan kertas lakmus : kertas lakmus merah manjadi biru, kertas biru tetap biru
d. HCl dicelupkan : kertas lakmus biru jadi merah,
a. NH4Cl(aq) + Ca(OH)2(s) + dipanaskan NH3(g) + H2O(l) + CaCl2(s) b. NH3(g) + HCl(aq) NH4Cl(aq) a. Jika NH4Cl direaksikan Ca(OH)2 serta dipanaskan maka akan terbentuk gas NH3 yang bersifat basa serta padatan CaCL2 dan air b. Jika Gas NH3 direaksikan dengan HCl maka akan terbentuk senyawa NH4Cl yang bersifat asam
Gas ammonia terbentuk dari reaksi NH4Cl dan Ca(OH)2 yang bersifat basa dibuktikan dengan perubahan warna kertas lakmus merah jadi biru lalu diuji dengan HCl semua kertas lakmus berubah jadi merah hal ini menunjukkan bahwa NH4CL bersifat asam.
lakmus merah yang jadi biru kembali menjadi merah 6 a. NH4OH pekat : tak berwarna b. HCl pekat : tak berwarna c. PP : tak berwarna a. NH4OH dipanaskan : terbentuk gas NH3 b. Gas NH3 diuji dengan pengaduk yang ada HCl : timbul uap c. Diuji dengan PP dalam gelas kimia berisi air : larutan berwarna merah muda (++) a. NH4OH(aq) + dipanskan NH3(g) + H2O(l) b. NH3(g) + HCl(aq) NH4Cl(aq) c. NH3(g) + H2O(l) NH4OH(aq) a. Jika NH4OH dipanaskan akan terbentuk gas NH3 dan air
b. Jika gas NH3
direaksikan dengan air maka akan terbentuk NH4OH c. Jika Gas NH3 direaksikan dengan HCl maka akan terbentuk senyawa NH4Cl
Gas ammonia dapat dibuat dengan memanaskan larutan NH4OH yang
bersifat basa ditandai dengan prubahan warna menjadi merah muda setelah ditambah dengan PP.
VIII. PEMBAHASAN : A. Analisis Data
Diskusi IX. Kesimpulan
X. Jawaban Pertanyaan
1. Jelaskan Pembuatan gas Nitrogen dan ammonia di laboratorium Jawab:
a. Pembuatan gas nitrogen di laboratorium
Dalam skala kecil (skala laboratorium), gas nitrogen dabat dibuat mlalui pemanasan senyawa azida, seperti natrium azida (NaN3) dan barium azida (Ba(N3)2), pemanasan ini menghasilkan gas nitrogen dan logam natrium
2NaN3(s) dipanaskan 2Na(s) + 3N2(g)
Selain diperoleh dari pemanasan senyawa azida, nitrogen juga dapat dihasilkan dari pemanasan secara perlahan-lahan larutan ammonium nitrit (NH4NO2)
NH4NO2(aq) dipanaskan 2H2O(l) + N2(g)
Ammonium nitrat yang digunakan dibuat dengan cara mereaksikan natrium nitrit dan ammonium klorida menurut reaksi berikut
NaNO2(aq) + NH4Cl(aq) dipanaskan NH4NO2(aq) + NaCl(aq) b. Pembuatan ammonia (NH3) dilaboratorium
Dalam skala laboratorium, ammonia dibuat dengan cara mereaksikan garam amaonia klorida dengan basa kuat atau oksida basa menurut reaksi berikut:
NH4Cl + NaOH NH3 + NaCl + H2O 2NH4Cl + CaO 2NH3 + CaCl2 + H2O 2. Jelaskan sifat-sifat kimia nitrogen
Mempunyai Konfigurasi [He] 2s2 2p3
Dalam senyawa memiliki bilangan oksidasi -3, +5, +4, dan +2. Mempunyai struktur heksagonal
Mempunyai potensial ionisasi 14,534 Volt Mempunyai energi ionisasi k-1 = 1402,3 kJ/mol k-2 = 2856 kJ/mol k-3 = 45781 kJ/mol
Mempunyai nilai elektronegativitas 3,04
Mempunyai konduktivitas kalor 0,02598 W/mK Mempunyai harga entalpi pembentukan 0,36 kJ/mol Mempunyai harga bentalpi penguapaan 2,7928kJ/mol
Berupa gas tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, dan tidak beracun. Mudah menguap
Tidak reaktif
Bersifat diamagnetik
Elektronegatifannya paling tinggi dalam satu golongan 3. Tulis Persamaan Reaksi semua percobaan diatas
Percobaan 1 :
NaNO2(aq) + NH4Cl(aq) NaCL(aq) + N2(g) + 2H2O(l) NaNO2(s) + H2O(l) NaNO2(aq)
NH4Cl(s) + H2O(l) NH4Cl (aq)
Percobaan 2 :
NaNO2(s) +H2O(l) NaNO2(aq)
2NaNO2(aq) + H2SO4(aq) Na2SO4(aq) +2NO2(g) + H2(g)
2NaNO2(aq) + 2KI(aq) + 2H2SO4(aq) Na2SO4(aq) +K2SO4(aq) + 2H2O(l) + 2NO(g) + I2(aq)
Percobaan 3 :
2HNO3(aq) + 3H2SO4(aq) + 6FeSO4(aq) 2NO(g) + 4H2O(l) + 3Fe2(SO4)3(aq)
FeSO4(aq) + NO(g) [Fe(NO)]SO4(aq)
Percobaan 4 :
NH4OH(aq) + H2S(g) (NH4)2S(aq) + 2H2O(l) (NH4)2S (aq) + S(s) (NH4)2S2(aq)
Percobaan 5 :
NH4Cl(aq) + Ca(OH)2(s) + dipanaskan NH3(g) + H2O(l) + CaCl2(s) NH3(g) + HCl(aq) NH4Cl(aq)
Percobaan 6 :
NH4OH(aq) + dipanskan NH3(g) + H2O(l) NH3(g) + HCl(aq) NH4Cl(aq)
NH3(g) + H2O(l) NH4OH(aq) 4. Sebutkan kegunaan ammonium
Bahan pembuatan baterai
Campuran dalam produk cat rambut dan obat pelurusan rambut
Dalam pabrik es, amonia cair digunakan sebagai pendingin (refrigerant) karena amonia cair mudah menguap dan akan menyerap panas sehingga menimbulkan efek pembekuan
Sebagai bahan peledak Untuk membuat hidrazin
Untuk membuat senyawa nitrogen yang lain, seperti asam nitrat, amonium klorida, amonium nitrat
Untuk pembuatan pupuk, terutama urea dan ZA (Zwavelzur amonium = amonium sulfat)
XI. Daftar Pustaka
TIM. 2012. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik II. Surabaya
SOLORZANO, L. 1969. Determination of ammonia in natural waters by the
n phenolhypochlorite method. Limnol. Oceanogr. 14:799.
PARSONS, T.R., Y. MAITA & C.M. LALLI. 1984. A Manual of Chemical and
Biological Methods for Seawater Analysis. Pergamon Press, Elmsford,
N.Y.
Lee, J.D.. Concise Inorganic Chemistry: Fourth Edition. London: Chapman & Hall
XI. Daftra Pustaka
Achmad, Hiskia.1992. Kimia Unsur dan Radiokimia. Bandung: Institut Teknologi Bandung
Lee, J.D.. Concise Inorganic Chemistry: Fourth Edition. London: Chapman & Hall
PARSONS, T.R., Y. MAITA & C.M. LALLI. 1984. A Manual of Chemical and
Biological Methods for Seawater Analysis. Pergamon Press, Elmsford, N.Y.
SOLORZANO, L. 1969. Determination of ammonia in natural waters by the
n phenolhypochlorite method. Limnol. Oceanogr. 14:799.
Sunardi. 2006. 116 Unsur Kimia. Yrama Widya, Bandung.
Tim Dosen Kimia Anorganik II. 2015. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik II
Unsur – unsur Golongan Utama. Surabaya : Laboratorium Kimia Anorganik
FMIPA Surabaya
XII. Lampiran Foto
Perc. Foto Keterangan
1. Ditimbang ± 0.3 gram
NaNO3, kemudian dilarutkan dalam 10
Ditimbang NH4Cl, kemudian dilarutkan dalam 10 mL air. NaNO3 dan NH4Cl dimasukkan kedalam labu suling.
Dihangatkan dan corong kran dibuka.
Gas nitrogen yang terbentuk ditampung dalam gelas ukur yang berisi air penuh dalam
keadaan terbalik. Diukur volume yang
didapat
Diuji nyala api, api padam
2
± 0.25 gram NaNO2 dilarutkan dalam 2.5 mL air kemudian dibagi kedalam dua
tabung
Tabung pertama ditambah dengan beberapa tetes H2SO4.
Tabung kedua diencerkan 4x dengan
air.
Diambil 2mL larutan pada tabung 2, (+) larutan KI, (+)
larutan amilum, (+) H2SO4 encer
3 1 mL HNO3 encer (+) 1 mL H2SO4 pekat Tambahkan 0.5 mL FeSO4 kedalam campuran 1 mL HNO3 encer (+) 1 mL H2SO4 pekat yang telah dibuat secara perlahan melalui dinding tabung hingga
terbentuk cincin tengguli
4 1 mL NH4OH 2M
Ditambahkan 1 mL ammonium 0.1 M
Dikocok dengan bunga belerang
Disaring hingga dihasilkan larutan
5
1 mL NH4OH dicampur dengan
Ca(OH)2.
Dipanaskan, kemudian diuji dengan kertas lakmus. Lakmus merah
berubah menjadi biru
Diuji dengan spatula yang telah dicelupkan
kedalam HCl pekat, lakmus menjadi merah
6
5 mL NH4OH pekat dimasukkan kealam Erlenmeyer berpipa samping 100 mL Dipanaskan. Gas yang
dihasilkan ditampung dalam gelas ukur.
Gas yang didapat diuji dengan spatula yang
telah dibasahi HCl pekat
Gas yang dihasilkan tersebut dialirkan kedalam gelas kimia
berisi aquades, kemudian ditambahkan
