PERCOBAAN 3 Nitrogen

Transkripsi

1 PERCOBAAN 3 Nitrogen BAB I. TUJUAN PERCOBAAN Tujuan Percobaan Nitrogen ini adalah mempelajari sifat fisik dan kimia dari gas-gas Nitrogen Oksida (NOx) BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1.MSDS (Material Safety Data Sheet) Bahan NH 4 NO 3 NH 4 NO 3 atau ammonium nitrat memiliki sifat fisik berupa padatan dengan berat molekul 80 g/mol. Unsur ini memiliki titik didih 137 C (410 F) dan titik leleh 65 C. Kelarutan Cu dalam air 118% pada 0 C. NH 4 NO 3 memiliki massa jenis 25 C dan ph 5,4 (0,1 M). Jika terjadi kontak dengan mata, segera bilas mata dengan banyak air selama minimal 15 menit dengan sesekali mengangkat atas dan kelopak mata bawah. Basuh kulit jika terjadi kontak langsung dengan banyak air sekurang-kurangnya 15 menit dan keluarkan pakaian dan sepatu yang tercemar. Cuci mulut dengan air jika tertelan. Segera hapus dari paparan dan pindah ke udara bila terhirup. Berikan pernapasan buatan dan oksigen jika sulit bernapas. Segera dapatkan bantuan medis (Calamco, 2013) Tembaga (Cu) Tembaga atau Cu memiliki sifat fisik padatan dengan berat molekul g/mol. Unsur ini memiliki titik didih 2595 C (4703 F) dan titik leleh 1083 C ( F). Kelarutan Cu dalam air cukup tinggi, yakni 8.94 (air = 1). Cu tidak larut dalam air dingin. Segera bilas mata dengan banyak air selama minimal 15 menit dengan sesekali mengangkat atas dan kelopak mata bawah jika terjadi kontak dengan mata. Basuh kulit jika terjadi kontak langsung dengan banyak air sekurang-kurangnya 15 menit dan keluarkan pakaian dan sepatu yang tercemar. Cuci mulut dengan air jika tertelan. Segera hapus dari paparan dan pindah ke udara bila terhirup. Jika tidak bernapas, berikan pernapasan buatan. Jika sulit

2 bernapas, berikan oksigen. Segera dapatkan bantuan medis. Individu dengan penyakit Wilson lebih rentan terhadap keracunan tembaga kronis (Science Lab, 2013) HNO 3 Asam Nitrat atau HNO 3 memiliki sifat fisik cairan bening dan sedikit beruap. Unsur ini memiliki titik didih 121 C, titik leleh -41 C, dan tekanan uap 6 kpa. HNO 3 larut dalam air. Segera bilas mata dengan banyak air selama minimal 15 menit dengan sesekali mengangkat atas dan kelopak mata bawah jika terjadi kontak dengan mata. Basuh kulit jika terjadi kontak langsung dengan banyak air sekurang-kurangnya 15 menit dan keluarkan pakaian dan sepatu yang tercemar. Cuci mulut dengan air jika tertelan. Berikan beberapa gelas susu dan air bila tertelan. Jika sulit bernapas, berikan oksigen. Segera dapatkan bantuan medis (Itokindo, 2013). 2.2.Dasar teori: NOx adalah sebuah sebutan umum untuk mono-nitrogen oksida NO dan NO 2 (nitrogen monoksida dan nitrogen dioksida). Gas ini dihasilkan dari reaksi antara nitrogen dan oksigen di udara saat pembakaran, terutama pada suhu tinggi. Jumlah nitrogen oksida yang dilepaskan ke udara sebagai polusi udara dapat meningkat signifikan di tempat-tempat dengan kepadatan lalu lintas yang tinggi, seperti di kota-kota besar. Gas NOx terbentuk di semua tempat yang terdapat pembakaran contohnya dalam mesin. Secara kimia atmosfer, sebutan NOx artinya adalah total konsentrasi dari NO dan NO 2. NOx bereaksi membentuk asbut dan hujan asam. NOx juga merupakan senyawa utama pembentuk ozon troposfer (Wikipedia,2013). NOx merupakan gas yang berbeda dengan dinitrogen oksida (N 2 O) yang merupakan gas rumah kaca dan sering digunakan pada oksidator, anestetik, dan zat aditif makanan. Nitrous oxide (nitrogen oksida) terdiri dari 2 atom nitrogen dan 1 atom oksigen dengan rumus kimia N 2 O. Ilmuwan Humphrey Davy, memperkenalkan kepada publik (terutama kelas atas Inggris) sebagai narkoba ( gas ketawa") pada tahun 1799 sebelum digunakan secara medis Mengapa

3 dikenal sebagai "gas ketawa" karena efek euforia setelah menghirup gas tersebut. Efek euforia ini terasa menyenangkan (baunya sedikit manis), terasa geli sehingga dapat menyebabkan orang meledak dalam tawa. Selain itu efek dari gas tersebut dapat membuat pengguna merasa stupor, melamun dan dibius. Stupor adalah keadaan penderita seperti tidur dengan sedikit atau tanpa gerakan spontan dan hanya mengerang atau bereaksi menghindar yang tidak sesuai dengan perangsangan kuat dan kejadiannya berulang (Ricky, 2013). Beberapa tahun terakhir, Gas N 2 O diproduksi dalam skala industri yang cukup besar, karena berbagai kegunaan yang meningkat. Salah satu produsen komersial yang paling awal oleh George Poe di Trenton, New Jersey. Reaksinya seperti berikut. NH 4 NO 3 (s) 2H 2 O (g) + N 2 O (g) Reaksi ini terjadi antara C, temperatur di mana amonium nitrat adalah cukup sensitif eksplosif dan oksidator yang sangat kuat. Bila suhu di atas 240 C, maka akan terjadi ledakan, sehingga campuran harus didinginkan untuk menghindari bencana. Cara lain untuk memproduksi gas nitrogen oksida adalah dengan oksidasi langsung ammoniapada reaksi ini digunakan campuran mangan dioksida dan bismut oksida sebagai katalis, cara pembuatan ini (lihat reaksi di bawah) dibuat di Jepang 2 NH O 2 N 2 O + 3 H 2 O (Suwa, 1961: 345). Bila reaksi ini tanpa katalis, maka bukan N 2 O yang terbentuk akan tetapi gas N 2 selain itu akan terjadi ledakan. 2 NH O 2 N 2 O + 3 H 2 O Selain reaksi di atas gas N 2 O dapat dibuat dengan memanaskan larutan asam sulfamik dan asam nitrat seperti reaksi di bawah. HNO 3 + NH 2 SO 3 H N 2 O + H 2 SO 4 + H 2 O Bahaya ledakan pada reaksi ini tidak akan terjadi jika kecepatan pencampuran dikendalikan. Namun, gas beracun seperti oksida nitrogen akan lebih banyak dibentuk (Reimer R. A., et al., 1994).

4 BAB III. Metodolgi Kerja 3.1.Alat dan Bahan Alat: tabung reaksi biasa dan sumbatnya tabung reaksi besar dan sumbatnya pipa kaca bengkok gelas piala botol bermulut lebar atau erlenmeyer sumbat botol erlenmeyer statif dan klem pipa bengkok Lampu spiritus Penjepit tabung reaksi Bahan: NH 4 NO 3 Lempeng Cu HNO 3 encer HNO 3 pekat

5 3.2.Prosedur Kerja: Pembuatan Gas Gelak (N 2 O) Kristal NH 4 NO 3 - dimasukkan kristal NH 4 NO 3 ke dalam tabung B pada gambar dipanaskan tabung dan ditampung gas dalam tabung reaksi A - ditutup mulut tabung reaksi A dengan sumbat - diamati sifat fisik dari gas yang terjadi - di tes gas menggunakan sebatang lidi yang membara - di tulis semua reaksi kimia yang terjadi (2 buah) Hasil Pembuatan Gas NO Tembaga (Cu) - di masukkan ke dalam tabung reaksi seperti pada ditambahkan 2 ml Larutan HNO 3 encer - ditampung gas yang terjadi dalam tabung reaksi - diamati sifat fisik dari gas yang terjadi - dibuka tutup tabung reaksi penampung gas, dilakukan uji dengan lidi yang membara pada gas yang terjadi - diamati - ditulis reaksi yang terjadi Hasil

6 Pembuatan Gas NO 2 Tembaga (Cu) - dimasukkan ke dalam tabung reaksi seperti pada ditambahkan 2 ml larutan HNO 3 pekat ke dalam tabung tersebut - ditampung gas yang terjadi pada tabung reaksi kemudian ditutup - diamati sifat fisik dari gas yang terjadi - di Lakukan uji nyala menggunakan lidi yang membara - diamati perubahan yang terjadi - ditulis reaksi kimia yang terjadi Tembaga (Cu) 3.3.Gambar Skema reaktor pembuatan gas

7 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.Hasil Pembuatan gas gelak (N 2 O) Perlakuan Perubahan NH 4 NO 3 dipanaskan dan gas Gas tidak berwarna, tidak berbau ditampung Uji nyala Nyala api cepat padam Pembuatan gas NO Perlakuan Cu + HNO 3 encer dipanaskan Perubahan Gas tidak berwarna, warna tembaga (Cu) memudar dan ada gelembungnya Uji nyala Nyala api mati sangat cepat

8 Pembuatan gas NO 2 Perlakuan Cu + HNO 3 pekat Perubahan Larutan berwarna hijau, Cu larut, dan terbentuk gas berwarna coklat. Pada akhir, gas menjadi tidak berwarna Cu + HNO 3 panaskan Uji nyala pekat di Gas berwarna oranye Nyala api padam agak lama 4.2.Pembahasan Percobaan Nitrogen kali ini bertujuan untuk mempelajari sifat fisik dan kimia dari gas Nitrogen Oksida (NO X ). Nitrogen adalah unsur yang paling berlimpah di atmosfer (78% gas di atmosfer adalah nitrogen. Fakta bahwa atmosfer berisi 78 % unsur nitrogen menunjukkan bahwa unsur ini tidak terlalu reaktif meskipun nitrogen merupakan senyawa nonlogam dengan elektronegativitas 3.0. Nitrogen Elemental termasuk molekul diatomik yang sangat stabil. Nitrogen hanya memiliki dua isotop alami, 14 N ( 99,635 % ) dan 15 N (James, 2008:480). Percobaan pertama yang dilakukan adalah pembuatan gas N 2 O. Nitrous Oksida (N 2 O) adalah gas yang tidak berwarna, tidak terbakar, dengan bau yang sedikit manis. Gas ini dikenal juga dengan nama gas gelak karena bisa menimbulkan efek tertawa bagi orang yang menghirupnya. Gas gelak dibuat dengan cara membakar kristal NH 4 NO 3 sampai menghasilkan gas. Gas yang terbentuk ditampung dalam tabung reaksi dengan melewati pada pipa plastik

9 bengkok yang direndam dalam air. Gas yang terbentuk ditampung dan disumbat dengan jari agar tidak keluar dan diamati sifat fisiknya, Berdasarkan percobaan, gas yang dihasilkan tidak berwarna dan tidak berbau. Menurut Atkins et al (2010:388), gas yang dihasilkan seharusnya berbau agak manis. Hal ini berbeda dengan percobaan yang dilakukan. Perbedaan bau yang didapat kemungkinan berasal dari jumlah gas yang dihasilkan saat percobaan yang terlalu sedikit sehingga bau yang sedikit manis menjadi tidak tercium. Kemudian dilakukan uji dengan menggunakan sebatang lidi yang membara. Ketika lidi yang membara dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi gas, bara api lidi mati cepat padam karena gas N 2 O yang ada di dalam tabung reaksi mendesak gas O 2 keluar. Sehingga tidak adanya gas oksigen menyebabkan nyala api menjadi padam. Hal tersebut menunjukkan bahwa terdapat gas N 2 O yang terbentuk. Persamaan reaksinya yaitu: NH 4 NO 3 (s) 2NO 2 (g) + 2H 2 O(l) Percobaan kedua yaitu pembuatan gas NO. Gas NO dibuat dengan cara memanaskan 2 keping Cu dan 2 ml larutan HNO 3 encer dalam tabung reaksi. Pemanasan bertujuan agar ion-ion Cu dapat bereaksi dengan HNO 3 encer membentuk gas NO. Persamaan reaksinya yaitu : 3 Cu (s) + 8 HNO 3(aq) 3 Cu(NO 3 ) 2(aq) + 4 H 2 O (l) + 2 NO (g) Cu bereaksi perlahan dengan asam nitrat encer menghasilkan gas NO, dimana Cu dioksidasi oleh HNO 3 menjadi Cu 2+ dan asam nitrat direduksi menjadi NO. Berdasarkan percobaan, gas NO memiliki sifat fisik yang tidak berwarna, hasil ini sesuai dengan literatur yang ada. Menurut Atkins et al. ( 2010:388), gas NO memiliki sifat fisik gas tidak berwana, reaktif dan paramagnetik. Selain itu, pada keping Cu terdapat gelembung-gelembung udara dan warna Cu semakin lama semakin memudar. Gelembung udara menandakan adanya gas yang dihasilkan (NO) dan warna Cu yang memudar menandakan adanya proses oksidasi. Uji yang kedua dengan memasukkan lidi yang membara ke dalam tabung reaksi yang berisi gas NO. Berdasarkan percobaan, nyala dari lidi tersebut semakin membara namun hanya dalam waktu singkat nyala api tersebut padam. Hal ini dikarenakan gas NO memiliki kontribusi dalam proses pembakaran, dengan terurai menjadi gas O 2

10 yang merupakan salah satu syarat pendukung terjadinya proses pembakaran, yaitu sebagai zat pengoksidasi. Reaksinya yaitu : 3Cu(s) + 8HNO 3 (aq) 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO(g) + 4H 2 O(l) NO (g) ½ O 2(g) + ½ N 2(g) Percobaan yang ketiga ialah pembuatan gas NO 2. Pembuatan gas ini sama dengan pembuatan gas NO, hanya mengganti larutan HNO 3 encer ke pekat saja. Reaksi Cu dan HNO 3 pekat berlangsung sangat cepat terbukti larutan yang semula berwarna bening langsung berubah menjadi hijau sebelum proses pemanasan berlangsung. Ketika diberi perlakuan dengan pemanasan, larutan mengeluarkan gas berwarna coklat tua diiringi dengan larutnya kepingan Cu. Cu bereaksi sangat cepat dengan asam nitrat pekat sehingga menghasilkan gas NO 2, dimana Cu dioksidasi oleh HNO 3 menjadi Cu 2+ dan asam nitrat direduksi menjadi NO 2. 3Cu(s) + 4H + (aq) + 2NO 3 - (aq) 3Cu(s) + 2NO 2 (g) + 2H 2 O(l) Uji kedua dengan batang lidi yang membara. Batang lidi yang ada bara apinya dimasukkan ke dalam tabung yang berisi gas dan bara api lidi sangat cepat mati. Hal ini dikarenakan gas NO 2 tidak memiliki kontribusi apapun dalam proses pembakaran. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan didapatkan sifat fisik ketiga gas tersebut yaitu gas N 2 O tidak berwarna, gas NO tidak berwarna, dan gas NO 2 berwarna coklat. Sedangkan urutan nyala api lidi dari yang cepat ke lambat ialah gas NO>N 2 O>NO 2. Pada percobaan pertama dan ketiga, lidi membara yang dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi gas N 2 O dan NO 2 menjadi padam sedangkan pada percobaan kedua yaitu pada gas NO bara pada lidi semakin besar walaupun hanya beberapa detik hal ini disebabkan karena NO dapat membentuk kesetimbangan menjadi gas O 2 dan N 2, dimana gas O 2 dibutuhkan dalam proses pembakaran sebagai zat pengoksidasi.

11 BAB V. PENUTUP 5.1. Kesimpulan Kesimpulan untuk praktikum Nitrogen kali ini adalah: - Sifat fisik gas N 2 O tidak berwarna, gas NO tidak berwarna, dan gas NO 2 berwarna coklat. - Urutan nyalai api lidi dari yang cepat ke lambat ialah gas NO>N 2 O>NO - Pembuatan gas NO menghasilkan gas O 2 yang dibutuhkan dalam proses pembakaran sebagai zat pengoksidasi Saran Saran untuk praktikum Nitrogen kali ini adalah: - Pastikan sumbat telah menutup tabung reaksi dengan benar, jangan sampai ada gas yang berhasil keluar - Amati dengan seksama perubahan yang terjadi, misal terbentuknya gelembung-gelembung kecil pada tembaga saat percobaan gas NO - Segera tutup tabung reaksi dengan penyumbat saat gas yang dihasilkan telah terbentuk - Sediakan peralatan yang dibutuhkan sebelum percobaan, misal korek api dan lidi

12 Daftar Pustaka -Atkins, Overton, Rourke, Weller, Amstrong, dan Hagerman Shriver and Atkins' Inorganic Chemistry, Fifth Edition. Kanada: Oxford University Press -Calamco MSDS Ammonium Nitrate (serial on line) msds.pdf. [04 November 2013] -House, J. E., 2008, Inorganic Chemistry, Canada: British Library -Itokindo MSDS Asam Nitrat (serial on line) [04 November 2013] -James Johnson, Document including Data Quality and Description Document for the EOS Microwave Limb Sounder (MLS) Level-2 Version 3.3 Standard Atmospheric Products. Kanada -Reimer, Slaten, Seapan, Lower, Tomlinson, Abatement of N 2 O Emissions Produced in the Adipic Acid Industry. Kanada: Environmental progress -Ricky, Tentang N 2 O (nitrous oxide) (serial on line) blogspot.com/2010/03/tentang-n2o-nitrous-oxide.html [04 November 2013] -Suwa, Matsushima, Suziki, Namina, Zasshi, Synthesis of Nitrous Oxide by Oxidation of Ammonia, Showa: Denka Ltd. -Science Lab, Copper MSDS (serial on line) msds Id = [04 November 2013] -Westliberty MSDS Copper (serial on line) [04 November 2013] -Wikipedia Nitrogen Oksida (serial on line) [05 November 2013]

13 LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK NITROGEN Nama Praktikan : Qorry Dinnia Fatma NIM : Jurusan : Kimia Kelas : A Kelompok : IX Nama Assiten : Maulida Eka Rista LABORATORIUM KIMIA FISIK JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2013