LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK I (BILANGAN OKSIDASI NITROGEN) Penyusun: Sri Rizka Fadila Guci/ 1205735 Kelompok 6 Rizha Virly/ 1205718 Sherly Destia Rahyu/ 1205715 Silvia Utari/ 1205711 Umul Khairi MS/ 1205734 Dosen: Miftahul Khair, S.si, M.si Asisten Dosen: Zettry Prambudi Ayuman Ana Maulina LABORATORIUM KIMIA ANORGANIK FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2014
DAFTAR PUSTAKA LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK I...1 (BILANGAN OKSIDASI NITROGEN)...1 DAFTAR ISI... 2 BILANGAN OKSIDASI NITROGEN...3 TUJUAN... 3 TEORI DASAR... 3 ALAT DAN BAHAN...4 Cara Kerja... 5 Reaksi redoks asam nitrat dan garam nitrat...5 Eksperimen 1. Reaksi asam nitrat dengan tembaga...5 Eksperimen 2. Pemanasan garam nitrat...5 Eksperimen 3. Reduksi nitrat dalam larutan basa...5 Reaksi redoks asam nitrat...5 Eksperimen 4.Reaksi redoks asam nitrat...5 Eksperimen 5. Oksidasi katalik ammonia...6 Table Pengamatan... 7 Reaksi redoks asam nitrat dan garam nitrat...7 Eksperimen 1. Reaksi asam nitrat dengan tembaga...7 Eksperimen 2. Pemanasan garam nitrat...7 Eksperimen 3. Reduksi nitrat dalam larutan basa...9 Reaksi redoks asam nitrat...9 Eksperimen 4.Reaksi redoks asam nitrat...9 Eksperimen 5. Oksidasi katalik ammonia...10 Pembahasan... 11 Kesimpulan... 14 Daftar pustaka... 15
BILANGAN OKSIDASI NITROGEN TUJUAN Mempelajari reaksi redoks asam nitrat dan garam nitrat, reaksi tedoks nitrit dan reaksi redoks ammonia dan ion ammonia. TEORI DASAR Nitrogen terdapat bebas di atmosfer (78% volume). Selain itu atmosfer dapat juga mengandung sedikit ammonia sebagai hasil dari perubahan zat yang mengandung nitrogen atau asam nitrit, teristimewa setelah terjadi halolontar. Nitrogen terdapat juga dalam garamgaram seperti natrium dan kalium nitrat. Jaringan semua organisasi hidup mengandung senyawa nitrogen dalam bentuk protein. Bilangan oksidari nitrogen dapat dilihat pada table dibawah ini: Bilangan Oksidasi Senyawa -3 NH 3 ( ammonia) -2 N 2 H 4 (hidrazin) -1 NH 2 OH (hidroksilamin) 0 N 2 (dinitrogen) +1 N 2 O (dinitrogen oksida) +2 NOnitrogen oksida) +3 N 2 O 3 (dinitrogen trioksida) +4 NO 2 (nitrogen dioksida) +5 HNO 3 (asam nitrat) (Tim Kimia Anorganik, 2014) Redoks (reduksi/oksidasi) adalah istilah yang menjelaskan berubahnya bilangan oksidasi (keadaan oksidasi) atom-atom dalam sebuah reaksi kimia. Hal ini dapat berupa proses redoks yang sederhana seperti oksidasi karbon yang menghasilkan karbon dioksida, atau reduksi karbon oleh hidrgen mngasilkan metana (CH 4 ), ataupun ia dapat berupa proses yang kompleks seperti oksidasi gula pada tubuh manusia melalui rentetan transfer electron yang rumit. Istilah redoks berasal dari dua konsrp, yaitu reduksi dan oksdasi. Ia dapat dijelaskan dengan mudah sebagai berikut: Oksidasi menjelaskan pelepasan electron oleh sebuah molekul, atom, atau ion. Reduksi menjelaskan penambahan electron oleh sebuah molekul, atom, atau ion.
Nitrogen (Latin nitrum, Bahasa Yunan Nitron berarti soda asl, gen berarti pembentukan ) secara resmi ditemukan oleh Daniel Rutherford pada 1772, yang menyebutnya udara beracun atau udar tetap. 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 udar terbakar atau udar telah flogistat. Gas nitrogen adalah cukup sehingga dinamakan oleh Antoine Lavoisier sebagai azote, daripada perkataan Yunani αζωτος yang bermaksud tak bernyawa. Istilah tersebut telah menjadi nama kepada nitrogen dalam perkataan Peranci dan kemudainnya berkembang ke bahasa-bahasa lain. (Keenam, 1979) Unsure nitroegen dapat mempunyai beberapa bilangan oksidasi, yaitu +5, 0, _3 dimana ketiganya tersebut merupakan bialngan okdidasi yang paling umum dan stabil diantara lainnya. Terdapat dua asam oksi nitrogen yang umum, yaitu asam nitrat (HNO 3 ) dan asam nitrit (HNO 2 ). Asam nitrat merupakan asam kuat dan juga sebagai perngosidasi yang kuat. Asam nitrit yang pekat dapat mengoksdasi hamper semua logam keculai Au, Pt, Rh dan Ir. Asam nitrit kurang stabil disbanding asam nitrat dam cenderung terdisproporsionasi menjadi NO dan HNO 3. (Khirstian, 2001) ALAT DAN BAHAN Alat 1. Tabung reaksi 2. Gelas kimia 250 ml 3. Labu Erlenmeyer 100 ml 4. Batang pengaduk Bahan 1. Kertas saring 2. Tembaga 3. Kalium nitrat 4. Tembaga nitrat 5. Es 6. Logam aluminium 7. Larutan asam sulfat encer 8. Asam nitrat pekat 9. Kalium iodide 10. Larutan natrium hidroksida 11. Larutan asam nitrat encer
Cara Kerja Reaksi redoks asam nitrat dan garam nitrat Eksperimen 1. Reaksi asam nitrat dengan tembaga Tembaga Tembaga dimasukkan kedalam tabung reaksi Ditambahkan beberapa tetes asam nitrat pekat Tentukan senyawa yang terbentuk Tuliskan persamaan reaksi Hitung bilangan oksidasi tembaga dalam senyawa Eksperimen 2. Pemanasan garam nitrat KNO 3 padat Dipanaskan Cu(NO 3 ) 2 padat Uji gas yang dihasilkan dan sisa zat padat dalam tabung reaksi Tentukan zat yang terjadi pada dekomposisi termal Eksperimen 3. Reduksi nitrat dalam larutan basa Tabung reaksi Memasukkan 2ml HNO 3 2M dan larutan NaOH encer dan menambahkan sekeping logam Al kemudian panaskan Reaksi redoks asam nitrat Eksperimen 4.Reaksi redoks asam nitrat Asam sulfat encer dinginkan 10ml asam sulfat encer dalam tabung reaksi dengan es sekitar 5 menit. asam sulfat yang dingin dimasukan kedalam tabung reksi yang berisi 1 gram NaNO 3. Catat warna larutan asam nitrit Tentukan reaksi yang terjadi Tulisakn persamaan Asam nitrit asam nitrit dibagi tiga
asam nitrit yang pertama dipanaskan tuliskan persamaan reaksi asam nitrit bagain dua ditambahkan sedikit kalium iodide kedalam larutan tentukan asam nitrit bertindak sebagai oksidator atau reduktor asam nitrit yang ketiga direaksikan dengan KMnO 4 tentukan fungsi asam nitrit mengapa asam nitrit tidak mengalami reaksi disproporsionasi? Eksperimen 5. Oksidasi katalik ammonia Kawat tembaga Kawat tembaga dililitkan berbentuk spiral Ammonia pekat 10 ml ammonia pekat dimasukkan kedalam labu erlenmeryer Dipanaskans sehingga ammoniak mulai menguap Kawat tembaga Dipanaskan sampai membara Digantung pada mulut labu Erlenmeyer Tuliskan persamaan reaksi Zat apa yang berfungsi sebagai oksidator Mengapa zat reaksi ini penting dalam industry Table Pengamatan Reaksi redoks asam nitrat dan garam nitrat Eksperimen 1. Reaksi asam nitrat dengan tembaga Perlakuan Tembaga direaksikan dengan nitrit pekat Senyawa apa yang terbentuk dan berapa bilangan oksidasi nitrogen dalam pengamatan Tampak uap berwarna merah kecoklatan dan Larutan berwarna hijau kebiruan Cu 2+
senyawa yang terbentuk +4 Tuliskan persamaan teaksi yang terjadi 2+ +2OH HNO 3 +Cu NO+Cu Hitung bilangan senyawa yang terjadi oksidasi tembaga dalam +5 reduksi +4 2+ +2OH HNO 3 +Cu NO+Cu 0 oksidasi 2+ Eksperimen 2. Pemanasan garam nitrat Perlakuan Pengamatan KNO 3 padat dipanaskan Padatan tetap berwarna putih Cu(NO 3 ) 2 padat dipanaskan Padatan berwarna biru dan meleleh tetap berwarna biru Zat apakah yang terjadi pada dekomposisi termal 2 KNO 2(s) 2CuO (aq ) +4 NO 2(g) Tuliskan persamaan reaksi a. b. 2 KNO 3(s) 2 KNO 2 (s) +O 2(g ) NO 2Cu( 3) (s) 2CuO (aq) +4 NO 2 (g) +O 2(g )
Eksperimen 3. Reduksi nitrat dalam larutan basa Perlakuan Pengamatan HNO 3 direaksikan dengan Tampak asap dan terjadi kenaikan suhu, serta lama NaOH encer kemudian ditambahkan Sekeping logam Aluminium Tuliskan persamaan reaksi yang terjadi kelamaan logam Al terapung yang awalnya tenggelam. +5 reduksi -3 +18H 2 O NH 3 +8[ Al (OH 4 )] +8 Al+5 OH 3NO 3 1 oksidasi +4 Reaksi redoks asam nitrat Eksperimen 4.Reaksi redoks asam nitrat Perlakuan Pengamatan 10ml Asam sulfat dingin direaksikan Larutan berwana bening NaNO 3 larut dengan 1 gram NaNO 3 (larutan ini mengandung asam nitrit) Catat warna larutan asam nitrit Reaksi apa yang terjadi Tuliskan persamaan reaksi bening Reaksi pembentukan asam nitrat H 2 SO 4 (aq) + NaNO 3 (s) NaHSO 4 (aq) + HNO 2 (aq) + 1 / 2 O 2 (g) Asam nitrat dipanaskan Tampak gas berwanrna putih Tuliskan reaksi +3 reduksi +2 3 HNO 3 HNO 3 +2NO +H 2 O Asam nitrit direaksikan dengan kalium iodide Tentukan apakah asam nitiat bertindak sebagai oksidator atau reduktor Asam nitrit direaksikan dengan KMnO 4 tentukan fungsi asam nitrit mengapa asam nitrit tidak mengalami +3 oks +5 KI larut dan larutan berwarna bias kuning Asam nitrit sebagai oksidator Larutan berwana ungu Sebagai oksidator Karena KMnO 4 oksidator kuat
reaksi disproporsionasi Eksperimen 5. Oksidasi katalik ammonia Perlakuan pengamatan ammoniak pekat dipanaskan mendidih Tembaga dipanaskan hingga Kawat panas membara Tembaga digantungkan diatas Erlenmeyer yang berisi ammoniak Kawat berubah warna menjadi biru kehijauan yang telah dipanasakn Tuliskan persamaan reaksi +2 reduksi 0 CuO (s) +NH 3(g ) 3 Cu (s) +N 2 (g) +3 H 2 O (g) Zat apakah yang bersifat sebagai oksidator Kenapa reaksi ini penting dalam industri -3 oksidasi 0 Pada reaksi di atas, NH 3 bertindak sebagai reduktor dimana nitrogen mengalami oksdasi dengan peningkatan bilangan oksidasi dari -3 menjadi 0. Peranan nitrogen dalam perindustrian relatif besar dan industri yang menggunakan unsur dasar nitrogen sebagai bahan baku utamanya disebut pula sebagai industri nitrogen.
Pembahasan a. Reaksi redoks asam nitrat dengan garam nitrat 1. Eksperimen Reaksi asam nitrat dengan tembaga Pada percobaan ini, 3 keping tembaga dimasukkan kedalam beberapa tetes asam nitrat pekat menghasilkan larutan yang berwarna hijau kebiruan dan terdapat gelembunggelembung gas serta keping tembaga larut. Dalam persobaan ini terjadi reaksi redoks dimana tembaga mengalami reaksi oksidasi dari Cu menjadi Cu 2+ (Cu beritndak sebagai reduktor) dengan kenaikan bilangan oksidasi dari 0 menjadi +2. Sedangkan nitrogen bertindak sebagai oksidator yang berarti mengalami reduksi dengan penurunan bilangan oksidasi dari +5 menjadi =+4. Warna hijau kebiruan dihasilkan oleh larutan disebabkan karena adanya ion Cu 2+. 2. Eksperimen pemanasan garam nitrat Pada percobaan ini sesendok padatan KNO 3 diambil dan diapanaskan hingga meleleh. Selanjutnya memanaskan sesendok Cu(NO 3 ) 2 menghasilkan lelehan berwarna biru. Dari kedua reaksi di atas, dapat diketahui bahwa pemanasan garam nitrat menghasilkan gas NO 2. Dalam hal ini nitrogen mengalami reduksi. 3. Eksperimen reduksi nitrat dalam larutan basa Pada percobaan ini 2 ml HNO 3 yang dicampurkan dengan 5 ml larutan NaOH encer menghasilkan larutan beninf. Kemudian dimaukkan logam Al timbul gelembunggelembung gas. Pada mulanya logam Al tenggelam namun beberapa saat kemudian logam Al mengapung. Selanjutnya dilakukan pemanasan yang tujuannya untuk untuk menguapkan gas NH 3. Dalam reaksi ini nitrogen mengalami reduksi dengan penurunan bilangan oksidasi dari +5 menjadi -3 dengan kata lain HNO 3 bertindak sebagai oksidator bagi aluminium. Sedangkan alumuniun mengalami oksidasi dengan kenaikan bilangan oksidasi dari 0 menjadi +4. b. Reaksi redoks asam nitrit 4. Eksperimen reaksi redoks asam nitrit Dalam percobaan ini 10 ml H 2 SO 4 didinginkan selama 5 menit menggunakan es batu tujuan agar gas yang terbentuk dari penguraian NaNO 3 sedikit. Lalu larutan H 2 SO 4 yang sudah dingin dimasukkan kedalam tabung reaksi yang berisi 1 gram NaNO 3, NaNO 3 larut dan larutan berwarna bening karena reaksi menghasilkan nitrit. Kemudian larutan dibagi dalam 3 tabung. Tabung 1: larutan HNO 2 dipanaskan
Larutan nitrit menghasilkan gas NO dan larutan bening. Reaksi kembali menghasilkan senyawa nitrat. +3 reduksi +2 3 HNO 3 HNO 3 +2NO +H 2 O +3 oks +5 Reaksi diatas merupakan reaksi disproporsionasi (berasal dari spesies yang sama) dimana nitrogen mengalami oksidasi (pada HNO 3 ) dengan kenaikan bilangan oksidasi dari +3 menjadi +5 dan mengalami reduksi (pada NO) dengan penurunan bilangan oksidasi dari +3 menjadi +2. Tabung 2: larutan HNO 2 + KI Larutn HNO 2 yang ditambahkan sedikit KI menghasilkan larutan bening dengan bias kuning. Reaksi ini berlangsung dalam suasana asam dan menghasilkan gas NO yang tidak berwarna. +3 reduksi +2 2 I (aq ) 2 NO (g) +2 H 2 O (aq ) +I 2(aq) 4 H + (aq) + 2 NO 2 (aq ) + -1 oksidasi 0 Dalam reaksi ini nitrogen mengalami reduksi dengan penurunan bialangan oksidasi +3 menjadi +2 (NO 2 bertindak sebagai oksidator). Sedangkan I mengalami oksidasi dengan kenaikan bilangan oksidasi dari -1 menjadi 0 (KI bertindak sebagai reduktor). Tabung 3: larutan HNO 2 + KMnO 4 Campuran antara HNO 2 dengan larutan KMnO 4 menghasilkan larutan berwarna ungu. Reaksi ini berlangsung pada suasana asam Persamaan reaksi adalah sebagai berikut: +7 reduksi +2
2+ +3 H 2 O +2 Mn + 5 NO 3 +6 H +2 MnO 4 5 NO 2 +3 oksidasi +5 Dalam hal ini nitrogen mengalami oksidasi dengan kenaikan bilangan oksidasi dari +3 menjadi +5 (nitrit bertindak sebagai reduktor), sedangkan Mn mengalami reduksi dengan penuruna bilangan oksidasi dari +7 menjadi +2 (ion MnO 4 - bertindak sebagai oksidator 5. Eksperimen oksidasi katalika ammoniak Pada percobaan ini 10 ml ammonia pekat dimasukkan kedalam Erlenmeyer lalu dipanaskan hingga menguap. Pada saat bersaamaa kawat Cu yang berbenruk spiral dipanaskan hingga menbara. Selanjutnya kawat Cu digantung diatas labu Erlenmeyer dan kawat dan kawat berubah warna menjadi biru kehijauan. Ketiak kawat Cu dipanaskan terbentuk suatu oksida CuO. Oksida CuO ini selanjutnya bereaksi dengan uap NH 3 membentuk Cu, N 2 dan H 2 O. NH 3 bertindak sebagai reduktor dimana nitrogen menagalami oksidasi dengan peningkatan bilangan oksidasi dari -3 menajdi 0. Sedangkan yang bertindak sebagai oksidator adalah CuO dimana Cu mengalami penurunan bialngan oksidasi dari (reduksi) dari +2 menjadi 0.
Kesimpulan 1. Keelektornegatifan nitrogen lebih besar daripada hydrogen tetapi lebih kecil daripada oksigen. Akibatnya bilangan oksidasi nitrogen jika bersenyawa dengan hydrogen menajadi negative sedangkan dengan oksigen menjadi positif. 2. Semakin tinggi kosentrasi seamakin pekat pula nitrat maka kemampuan untuk mengoksidasi tembaga juga semakin besar. 3. Asam nitrat pekat bereaksi dengan logam menghasilkan gas NO 2. Asam nitrat encer bereaksi dengan logam menghasilkan NO. 4. Asam nitrat merupakan asam kuat dan sebagai pengoksidasi kuat dimana senyawa ini dapat melarutkan kebanyakan logam dan hasil reaksinya bergantung pada konsentrasi HNO 3 (pekat atau encer)
Daftar pustaka Keenam. (1979). Kimia Universitas Jilid 2. Jakarta: Erlangga. Khirstian, S. (2001). Kimia Anorganik II. Yogyakrta: Universitas Negeri Yogyakarta. Tim Kimia Anorganik. (2014). penuntun praktikum kimia anorganik 1. Padang: universitas negeri padang.