I.         IDENTITAS LAPORAN

       Judul: Nitrogen

II.      TUJUAN

       Mempelajari sifat fisik dan kimia dari gas-gas Nitrogen Oksida (Nox).

III.   TINJAUAN PUSTAKA

   Nitrogen atau zat lemas adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang N dan nomor atom 7. Dinamakan zat lemas karena zat ini bersifat malas, tidak aktif bereaksi dengan unsur lainnya. Nitrogen adalah 78,08% persen dari atmosfir Bumi dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Zat lemas membentuk banyak senyawa penting seperti asam amino, amoniak, asam nitrat, dan sianida (zulaiha blogspot, 2013).

        Nitrogen pada tekanan atmosfir berupa gas tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, titik didih -196ºC, stabil di alam dalam bentuk diatomik dengan berat molekul 28.013 g/mol, bukan logam stabil, dan bila dicairkan beratnya 19% lebih ringan daripada air. Nitrogen bersifat inert di suhu kamar akibat tingginya energi ikatan rangkap tiga N≡N dan afinitas bias atom N terhadap N lain, namun nitrogen dapat diubah menjadi senyawa nitrogen lain melalui proses fiksasi biologis dan sintesis amonia dalam industri untuk bahan baku berbagai senyawa nitrogen lain seperti urea dan nitrogen oksida (Saito, 2008: 66).

       Nitrogen dihasilkan dengan cara mencairkan udara diikuti proses fraksionasi nitrogen. Nitrogen dapat berikatan kovalen dengan beberapa unsur non logam terutama hidogen dan oksigen, karena keelektronegatifannya lebih besar dari hidrogen tetapi lebih kecil dari oksigen. Akibatnya bilangan oksidasi N-H bertanda positif, sedangkan N-O bertanda negatif. Nitrogen dapat bertindak sebagai reduktor maupun oksidator. Saat bertindak sebagai oksidator, bilangan oksidasinya dapat mencapai -1, -2, dan -3, sedangkan saat menjadi reduktor bilangan oksidasinya mencapai +4, +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3, dan +5  (Syukri, 1999: 579).

       Nitrogen tidak mendukung proses pembakaran dan tergolong gas asphyxiant yang mengakibatkan seseorang kehilangan kesadaran bahkan meninggal dunia jika lingkungannya kaya gas nitrogen. Nitrogen digunakan sebagai bahan  flow testing, kalibrasi, plastic forming, pendingin, pembentuk asam amino, amonia, asam nitrat dan asam sianida (Anonim, 2013).

            Berikut ini beberapa senyawa nitrogen oksida (NOx):

1.  Senyawa dinitrogen oksida (N₂O) mempunyai sifat fisik dan kimia diantaranya berupa gas  tidak berwarna, aroma manis, berat molekul 44.02 g/mol, titik didih -89°C, titik leleh

    -91°C, dan massa jenis 1.53 g/ml (Anonim, 2013).

2. Senyawa nitrogen oksida (NO) mempunyai sifat fisik dan kimia diantaranya berupa gas tidak berwarna, berbau mengengat, berat molekul 30.01 g/mol, titik didih -151.8°C, titik leleh -163.6°C, dan massa jenis 1.04 g/ml, dan beracun pada konsentrasi tinggi. Bahaya yang ditimbulkan yaitu menyebabkan gangguan pada sistem saraf (kejang-kejang) dan efek berkelanjutan dapat menyebabkan kelumpuhan (Anonim, 2013).

3.  Senyawa nitrogen dioksida (NO₂) mempunyai sifat fisik dan kimia diantaranya berupa gas berwarna merah kecoklatan, berbau tajam menyengat hidung, berat molekul 46.01 g/mol, titik didih 21°C, titik leleh -11°C, dan massa jenis 1.45 g/ml, dan sangat beracun 10 kali lipat dari efek gas NO (Anonim, 2013).

       Industri nitrogen merupakan industri yang menggunakan unsur dasar nitrogen sebagai bahan baku utamanya. Nitogen yang berasal dari udara merupakan komponen utama dalam pembuatan pupuk dan telah banyak membantu intensifikasi produksi bahan makanan di seluruh dunia. Pengembangan proses fiksasi nitrogen telah berhasil memperjelas berbagai asas proses kimia dan proses tekanan tinggi serta telah menyumbang banyak perkembangan di bidang teknik kimia. Sebelum adanya proses fiksasi (pengikatan) nitrogen secara sintetik, sumber utama nitogen untuk keperluan pertanian hanyalah bahan limbah dan kotoran hewan, hasil dekomposisi dari bahan-bahan tersebut serta amonium sulfat yang didapatkan dari hasil sampingan pembuatan kokas dari batubara. Bahan-bahan seperti ini tidak mudah ditangani belum lagi jumlahnya yang tidak mencukupi semua kebutuhan yang diperlukan. Salpeter Chili, salpeter dari air kencing hewan dan manusia, dan amonia yang dikumpulkan dari pembuatan kokas menjadi penting belakangan ini tetapi akhirnya disisihkan lagi oleh amonia sintetik dan nitrat. Amonia merupakan bahan dasar bagi pembuatan hampir semua jenis produk yang memakai nitrogen (zulaiha blogspot, 2013).

IV.   ALAT DAN BAHAN

4.1 Alat

-          Tabung reaksi biasa dan sumbatnya

-          Tabung reaksi besar dan sumbatnya

-          Pipa kaca bengkok

-          Gelas piala

-          Statif dan klem

-          Pembakar spiritus

-          Penjepit tabung reaksi

4.2 Bahan

-          NH₄NO₃

-          Lempeng Cu

-          HNO₃ encer

-          HNO₃ pekat

V.      SKEMA KERJA

5.1    Pembuatan Gas Gelak (N₂O)

 

-  dirangkai alat seperti gambar 1, atau dibuat alternatifnya sesuai kondisi

-  dimasukkan kristal NH₄NO₃ ke dalam tabung B

-  dipanaskan tabung dan gas yang terjadi ditampung dalam tabung reaksi A

-  ditutup mulut tabung reaksi A dengan sumbat setelah semua air terdesak keluar

-  diamati sifat fisik dari gas yang terjadi

-  dites gas menggunakan sebatang lidi yang membara dan diamati yang terjadi

-  ditulis semua reaksi kimia yang terjadi (2 buah)

	Hasil

 

5.2    Pembuatan Gas NO

 

-  dilakukan rangkaian alat seperti langkah percobaan 5.1

-  dimasukkan 2 keping Cu ke dalam tabung reaksi B

-  ditambahkan 2 mL larutan HNO₃ encer

-  dilakukan langkah 3-7 pada percobaan 5.1

	Hasil

 

5.3    Pembuatan Gas NO₂

 

-  dilakukan rangkaian alat seperti langkah percobaan 5.1

-  dimasukkan 2 keping Cu ke dalam tabung reaksi B

-  ditambahkan 2 mL larutan HNO₃ pekat

-  dilakukan langkah 3-7 pada percobaan 5.1

	Hasil

 

VI.   SKEMA ALAT

Gambar 1. Skema reaktor pembuatan gas

VII.     HASIL

No	Gas	Gambar	Warna Gas	Nyala Lidi
1.	N2O		putih	Langsung padam
2.	NO		Tak berwarna	Nyala lebih lama
3.	NO2		Merah kecoklatan	Langsung padam

VIII.  PEMBAHASAN

          Praktikum kali ini bertujuan untuk mempelajari sifat fisik dan sifat kimia dari gas-gas nitrogen oksida (Nox). Percobaan pertama yaitu kristal NH₄NO₃ dipanaskan sehingga akan menghasilkan gas N2O. Pemanasan berfungsi untuk mempercepat reaksi penguraian kristal NH₄NO₃ menjadi gas-gas (N₂O). Gas dalam tabung B (N₂O) yang dihasilkan berwarna putih dan mengalir melalui pipa gelas bengkok menuju tabung A. Berikut reaksi yang terjadi:

Saat diuji menggunakan bara lidi yang membara, nyala tersebut langsung padam, hal ini menandakan bahwa terdapat gas N₂O di dalam tabung dengan struktur linear N₂O yang kurang stabil dan tidak adanya oksigen yang tersedia untuk proses pembakaran sehingga lama-kelamaan bara lidi padam.

          Percobaan kedua yaitu pembuatan gas NO dengan mereaksikan HNO₃ encer dengan 2 lempeng logam Cu yang dipanaskan. HNO₃ encer digunakan untuk oksidator logam Cu sehingga mengalami reduksi menjadi NO karena akan terjadi penurunan bilangan oksidasi dari +5 menjadi +2. Larutan yang awalnya tidak berwarna, setelah ditambahkan lempeng Cu berubah warna menjadi hijau sampai biru kehijauan dan lempeng Cu sedikit melebur (teroksidasi). Tapi yang terbentuk pada percobaan yang telah dilakukan, warna hijau yang terbentuk sangat sedikit. Warna biru kehijauan yang terbentuk disebabkan oleh terjadinya proses oksidasi lempeng Cu menjadi Cu²⁺ (bilangan oksidasi naik dari 0 menjadi +2) kemudian berikatan dengan ion NO₃^- (dari penguraian HNO₃) membentuk senyawa Cu(NO₃)₂. Saat pembakaran dilakukan terjadi reaksi reduksi-oksidasi yang menghasilkan energi dan tekanan yang besar sehingga terbentuk sebagian gas nitrogen yaitu gas NO yang tidak berwarna. Berikut reakdi yang terjadi antara HNO₃ encer dengan logam Cu:

Saat diuji menggunakan bara lidi yang membara, nyala lidi tersebut menyala lebih lama, hal ini dikarenakan bahwa terdapat gas NO di dalam tabung yang dapat berkontribusi dalam proses pembakaran, yang akan terurai menjadi gas O₂ yang merupakan salah satu syarat terjadinya proses pembakaran, yaitu sebagai zat pengoksidasi. Berikut reaksi yang terjadi:

          Percobaan ketiga yaitu membuat gas NO₂ dengan mereaksikan lempeng Cu dengan HNO₃ pekat. Larutan awalnya tidak berwarna lalu berubah menjadi biru setelah ditambahkan lempeng Cu akibat oksidasi lempeng Cu oleh HNO₃ pekat menjadi Cu²⁺ (berwarna biru) lebih cepat terjadi dibandingkan menggunakan HNO₃ encer. Setelah pemanasan berlangsung terbentuk gas berwarna merah kecoklatan di dalam tabung yang menandakan terbentuknya gas NO₂. Cu bereaksi sangat cepat dengan HNO₃ pekat sehingga menghasilkan gas NO₂ (Cu dioksidasi oleh HNO₃ menjadi Cu²⁺ dan HNO₃ direduksi menjadi NO₂). Akibatnya terjadi penurunan bilangan oksidasi N dari +5 (pada HNO₃) menjadi +4 (pada NO₂). berikut reaksi yang terjadi:

Saat diuji menggunakan lidi yang membara yang dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi gas NO₂, bara lidi langsung padam. Hal ini dikarenakan gas NO2 tidak dapat membentuk oksigen yang merupakan syarat terjadinya pembakaran, sehingga saat lidi dimasukkan ke dalam gas NO₂ nyala lidi langsung padam. Ada beberapa kendala saat melakukan percobaan ini yaitu gas yang didapat percobaan sangat sedikit sehingga saat pengamatan tes bara lidi, hasil yang didapat sedikit kurang maksimal. Hal itu disebabkan sumbat yang digunakan pada tabung B kurang rapat sehingga gas yang dihasilkan sebagian keluar ke lingkungan.           

IX.        KESIMPULAN

-            Dari percobaan dihasilkan gas N₂O yang gasnya berwarna putih, gas NO         yang tidak berwarna dan gas NO₂ yang gasnya berwarna merah kecoklatan.

-            Pada uji tes bara lidi nyala yang dihasilkan gas NO lebih lama dibandingkan    dengan gas N₂O maupun NO₂, karena gas NO dapat terurai menjadi N₂ dan             O₂ (sebagai agen yang membantu proses pembakaran berlangsung).

X.           DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2013. Laporan Pembuatan NH₃. [serial online].   scribd.com/doc/92765529/laporan-nh3. 26 Oktober 2013.

Anonim. 2013. MSDS dinitrogen oksida (N₂O). [sereal online]. www.airgas.com/ msds/001039. 26 Oktober 2013.

Anonim. 2013. MSDS nitrogen oksida (NO). [sereal online]. www.airgas.com/ msds/ 001042. 26 Oktober 2013.

Anonim. 2013. MSDS nitrogen dioksida (NO₂). [sereal online]. www.airgas.com/ msds/ 001041. 26 Oktober 2013.

Saito, Taro. 2008. Inorganic Chemistry. Tokyo: Iwanami Shoten.

Syukri, S. 1999. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : Universitas Indonesia.

Tim Penyusun. 2013. Petunjuk Praktikum Kimia Anorganik I. Jember : FMIPA UNEJ

Zulaiha, Zila. 2013. Pembuatan Nitrogen. [serial online]. www.zila’s worldblogspot.com. 18 Desember 2013.