Nitrogen Pembuatan dan Kegunaan Unsur Nonlogam dan Senyawanya

162 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XII IPA JILID 3 Š Karbon dioksida padat disebut es kering dry ice yang digunakan sebagai pendingin. Š Digunakan pada berbagai macam minuman ringan soft drink berkarbonasi. Minuman bersoda mengandung CO 2 yang memberi rasa menyegarkan. Kerjakan di buku latihan kalian. 1. Bagaimana hidrogen murni dapat diperoleh? 2. Jelaskan manfaat dari hidrogen. 3. Jelaskan perbedaan intan dengan grafit. 4. Apa kegunaan arang aktif? 5. Apa yang kalian ketahui tentang gas karbon monoksida?

3. Nitrogen

Nitrogen sebagai unsur N 2 terdapat sebanyak 78 dalam udara, dan senyawaan nitrogen terutama protein merupakan salah satu bahan penyusun dari makhluk hidup. Kelimpahan nitrogen di kulit bumi sekitar 0,03 . Gas nitrogen merupakan gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa dengan titik leleh –210 °C dan titik didih –196 °C. Gas nitrogen termasuk unsur yang sukar bereaksi, kecuali pada suhu tinggi dengan bantuan katalisator. Gas nitrogen sukar bereaksi karena adanya kekuatan ikatan rangkap tiga dari setiap unsur N 2 . Energi ikatan N 2 sangat tinggi, yaitu 946 kJ mol –1 . Di laboratorium nitrogen dapat dibuat dengan memanaskan larutan yang mengandung garam amoniak dan garam nitrit, dengan reaksi sebagai berikut. NH 4 + aq + NO 2 – aq o N 2 g + 2H 2 Ol Gambar 4.28 Amoniak cair yang digunakan sebagai penyubur tanah. Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Silberberg M.S Di unduh dari : Bukupaket.com 163 BBab 4 Kimia Unsur Secara komersial nitrogen diperoleh dengan cara pencairan udara. Penggunaan nitrogen sebagai berikut. Š Sebagian besar digunakan sebagai bahan untuk membuat amoniak, urea, amonium sulfat, dan asam nitrat. Š Digunakan sebagai selubung gas inert untuk menghilangkan oksigen pada pembuatan alat elektronika. Š Nitrogen cair digunakan dalam industri makanan untuk mempercepat proses pendinginan. a. Amoniak Amoniak merupakan senyawa yang sangat bermanfaat, sehingga dibuat secara komersial dalam jumlah besar. Gas amoniak berbau khas dan sangat menyengat dengan titik leleh –77,8 °C dan titik didih –33,4 °C. Pembuatan amoniak secara komersial menggunakan proses Haber-Bosch dengan mereaksikan nitrogen dan hidrogen. N 2 g + 3H 2 g o 2NH 3 g Suhu yang digunakan pada reaksi di atas sekitar 500 °C dan tekanan sebesar 300 atm. Katalis yang digunakan adalah Fe 3 O 4 ; 0,35 K 2 O; 0,84 Al 2 O 3 ; dan sedikit CaO. Amoniak banyak digunakan sebagai berikut. Š Pembuatan pupuk seperti urea dan ZA. Š Mensintesis senyawa nitrogen yang lain seperti HNO 3 , NH 4 NO 3 , dan KNO 3 . Š Sebagai pendingin refrigerant dalam pabrik es. Š Membuat hidrazin, N 2 H 4 yang digunakan untuk bahan bakar roket. Š Digunakan dalam industri plastik, detergen, dan bahan peledak. b. Asam nitrat Asam nitrat, HNO 3 merupakan senyawa kovalen yang berupa cairan tak berwarna. Larutannya pekat dan kurang stabil, sehingga secara perlahan mudah terurai oleh panas dan cahaya. Asam nitrat, asam sulfat, dan asam klorida merupakan asam kuat yang paling umum digunakan. Asam nitrat dapat melarutkan semua logam, kecuali emas dan platina. Emas dan platina dapat larut dalam aqua regia yaitu campuran antara asam klorida pekat dan asam nitrat pekat dengan perbandingan volume 3 : 1. Di unduh dari : Bukupaket.com 164 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XII IPA JILID 3 Secara komersial asam nitrat dibuat dengan cara oksidasi amoniak menggunakan proses Oswald. Pada proses ini amoniak dan udara terlebih dahulu dialirkan melalui katalis platina- rhodium pada suhu sekitar 950 °C. Agar reaksi dapat berlangsung, terlebih dahulu harus menggunakan pemanas listrik. 4NH 3 g + 5O 2 g o 4NOg + 6H 2 Ol Setelah didinginkan sampai 150 °C, gas NO dicampur udara untuk menghasilkan nitrogen dioksida. 2NOg + O 2 g o 2NO 2 g Nitrogen dioksida dan udara sisa dialirkan ke dasar menara, kemudian disemprotkan air pada suhu kira-kira 80 °C. 4NO 2 g + O 2 g + 2H 2 Ol o 4HNO 3 aq larutan yang diperoleh mengandung 70 massa asam nitrat. Penggunaan asam nitrat: Š Digunakan dalam industri pupuk. Š Bahan nitrasi pada selulosa, gliserol, dan toluen yang digunakan sebagai bahan peledak. Š Bahan nitrasi pada senyawa organik untuk detergen, obat- obatan, zat warna, dan pestisida.

4. Silikon