Sifat-Sifat Unsur Nitrogen , Oksigen, dan Belerang

92 Mudah dan Akt if Belajar Kim ia unt uk Kelas XII Keadaan stabil dari belerang adalah berbentuk rombik seperti mahkota yang berwarna kuning. Belerang rombik meleleh pada 113°C menghasilkan cairan berwarna jingga. Pada pemanasan berlanjut, berubah menjadi cairan kental berwarna cokelat-merah. Pada waktu meleleh, bentuk mahkota pecah menjadi bentuk rantai spiral yang panjang. Kekentalan meningkat akibat molekul S 8 yang padat berubah menjadi rantai berupa spiral panjang. Pada suhu lebih tinggi dari 200°C, rantai mulai pecah dan kekentalan menurun. Molekul oksigen merupakan gas reaktif dan dapat bereaksi dengan banyak zat, umumnya menghasilkan oksida. Hampir semua logam bereaksi dengan oksigen membentuk oksida. Belerang S 8 bereaksi dengan oksigen menghasilkan belerang dioksida dengan nyala biru yang khas Gambar 3.39: S 8 s + 8O 2 g ⎯⎯ → 8SO 2 g Oksida yang lain dari belerang adalah SO 3 , tetapi hanya terbentuk dalam jumlah kecil selama pembakaran belerang dalam udara.

3. Pembuatan dan Kegunaan Unsur Nitrogen, Oksigen, dan Belerang

Udara merupakan sumber utama komersial gas N 2 . Pencairan gas N 2 terjadi di bawah suhu 147°C pada 35 atm menghasilkan cairan nitrogen yang tak berwarna, selanjutnya didistilasi untuk memperoleh cairan nitrogen murni. Nitrogen cair digunakan sebagai pembeku, seperti makanan, material yang terbuat dari karet, dan bahan-bahan biologi. Gas N 2 digunakan sebagai gas pelindung, bertujuan untuk mencegah material kontak dengan oksigen selama pemrosesan atau penyimpanan. Oleh karena itu, komponen elektronik sering diproduksi dalam ruangan bernitrogen. Oksigen diproduksi dalam jumlah besar dari udara. Sama seperti nitrogen, udara pertama dicairkan kemudian didistilasi. Nitrogen dan argon merupakan komponen udara yang lebih mudah menguap sehingga mudah dipisahkan, meninggalkan oksigen cair. Gas oksigen dapat dicairkan di bawah –118°C. Baik cairan maupun padatan dari oksigen berwarna biru pucat Gambar 3.40. Titik leleh padatnya adalah –218°C, dan titik didih cairannya pada tekanan 1 atm dan pada suhu 183°C. Pembuatan oksigen di laboratorium dapat dilakukan melalui pemanasan KClO 3 dengan katalis MnO 2 pada suhu sedang. 2KClO 3 s 2 MnO Δ ⎯⎯⎯⎯ → 2KCls + 3O 2 g Oksigen yang diproduksi digunakan dalam pembuatan besi, untuk mengoksidasi pengotor yang terdapat dalam bijih besi. O ksigen juga merupakan oksidator dalam banyak proses kimia dan pengolahan air limbah. Dalam jumlah kecil oksigen digunakan untuk pengelasan logam, dalam medis sebagai bantuan pernapasan, dan untuk sumber energi pendorong roket. Belerang dalam keadaan bebas S 8 ditambang melalui proses rasch Gambar 3 .4 1 . Pada proses ini deposit belerang padat dalam tanah dilelehkan di tempatnya dengan air sangat panas super hea ted . Kemudian, lelehan belerang ditekan keluar dengan udara, dan keluar menyerupai busa. Kemurnian belerang mencapai 99. Belerang digunakan terutama dalam pabrik asam sulfat. Gambar 3.39 Reaksi belerang dan oksigen Gambar 3.40 Oksigen cair berwarna biru pucat. Sumber: Sougou Kagashi Sumber: Chemistry,1994 Sekilas Kimia Sumber: Chemistry,2000 Priestly tertarik pada Kimia saat usianya 39 tahun karena Priestley tinggal bersebelahan dengan tempat pembuatan minuman. Di tempat itu dia dapat memperoleh karbon dioksida . Penelitiannya difokuskan pada gas ini pada pertama kalinya, dan kemudian berkembang ke gas lain yaitu oksigen. Priestly memperoleh oksigen dari pemanasan raksaII oksida. 2HgO s ⎯⎯ → 2Hg A + O 2 g Joseph Priestley 1733–1804 93 Deskrip si Unsur-Unsur Golongan Ut am a Gambar 3.41 Diagram proses Frasch untuk m enam bang belerang.

4. Pembuatan dan Kegunaan Senyawa Nitrogen, Oksigen, dan Belerang

Amonia, NH 3 merupakan senyawa komersial penting dari nitrogen. Amonia adalah gas tidak berwarna dan berbau menyengat. Amonia dibuat secara komersial melalui proses Haber dari N 2 dan H 2 . Gambar di samping menunjukkan diagram alir pembuatan amonia secara industri dari gas alam, uap, dan udara. Amonia mudah dicairkan dan cairannya digunakan sebagai pupuk nitrogen. Garam amonium, seperti sulfat dan nitrat juga digunakan sebagai pupuk. Sejumlah besar amonia diubah menjadi urea, CONH 2 2 , yang digunakan sebagai pupuk, suplemen makanan ternak, dan industri plastik formaldehid. Asam nitrat, HNO 3 adalah asam yang penting bagi industri dan digunakan untuk bahan peledak, nilon, dan plastik poliuretan. Asam nitrat dibuat secara komersial melalui proses st ald Gambar 3.43. Dalam proses Ostwald, asam nitrat dibuat dari oksidasi amonia. Proses secara umum, amonia dibakar dengan adanya katalis platina menjadi gas NO dan diubah lebih lanjut menjadi NO 2 , kemudian dilarutkan dalam air menjadi asam nitrat. Tahap 1: 4NH 3 g + 5O 2 g Pt ⎯⎯→ 4NOg + 6H 2 Og Tahap 2: 2NOg + O 2 g ⎯⎯ → 2NO 2 g Tahap 3: 3NO 2 g + H 2 O A ⎯⎯ → 2HNO 3 aq+ NOg Gas NO pada tahap akhir dapat digunakan kembali. Gambar 3.42 Amonia fontain Jika pipet dipijit-pijit, air akan naik ke dalam labu membentuk air mancur berwarna merah. Warna merah tersebut akibat NH 3 basa larut dalam air. Gambar 3.43 Diagram proses Ostwald tahap 1 dan tahap 2 NO NO NH 3 O 2 NO 2 Sumber: Sougou Kagashi Sumber: Chemistry, 1994 Sumber: Sougou Kagashi Udara Air panas Beleran g dan udara Dep osit Lelehan b elerang Hidrogen sulfida H 2 S adalah gas tak berwarna dengan bau telur busuk yang kuat dan bersifat racun. Dalam larutan asam, H 2 S berperan sebagai reduktor menghasilkan belerang. NH 3 Air + fen olft alein