Prakt. 3 Mempelajari sifat gas-gas nitrogen.docx

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 2.1.1. NH 2.1.1. NH4 NO3  NH4 NO3 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 NO3 memiliki massa  jenis 1.725 @ 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 oksigen  jika sulit bernapas. Segera dapatkan bantuan medis (Calamco, 2013). 2013). 2.1.2. Tembaga (Cu) Tembaga atau Cu memiliki sifat fisik padatan dengan berat molekul 63.54 g/mol. Unsur ini memiliki titik didih 2595°C (4703°F) dan titik leleh 1083°C (1981.4°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

 bernapas, berikan oksigen. Segera dapatkan bantuan medis. Individu dengan  penyakit Wilson lebih rentan terhadap keracunan tembaga kronis (Science Lab, 2013). 2.1.3. HNO3 Asam Nitrat atau HNO3  memiliki sifat fisik cairan bening dan sedikit  beruap. Unsur ini memiliki titik titi k didih 121°C, titik leleh -41°C, dan tekanan t ekanan uap 6 kPa. HNO3 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  NO2  (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 2O) 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 2O. Ilmuwan Humphrey Davy, memperkenalkan kepada publik (terutama kelas atas Inggris) sebagai narkoba (“gas ketawa") pada tahun 1799  1799   sebelum digunakan secara medis Mengapa

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 kejadiannya berulang (Ricky, 2013). Beberapa tahun terakhir, Gas N2O 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.  NH4 NO3 (s) → 2H2O (g) + N2O (g) Reaksi ini terjadi antara 170-240 °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 NH3 + 2 O2 → N2O + 3 H 2O (Suwa, 1961: 345). Bila reaksi ini tanpa katalis, maka bukan N 2O yang terbentuk akan tetapi gas N2 selain itu akan terjadi ledakan. 2 NH3 + 2 O2 → N2O + 3 H2O Selain reaksi di atas gas N 2O dapat dibuat dengan memanaskan larutan asam sulfamik dan asam nitrat seperti reaksi re aksi di bawah. HNO3 + NH2SO3H → N2O + H2SO4 + H2O 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).

BAB III. Metodolgi Kerja 3.1.Alat dan Bahan 3.1.1. 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

3.1.2. Bahan: 

 NH4 NO3



Lempeng Cu



HNO3 encer



HNO3 pekat

3.2.Prosedur Kerja: 3.2.1. Pembuatan Gas Gelak (N2O) Kristal NH4 NO3 - dimasukkan kristal NH4 NO3  ke dalam tabung B pada gambar 4.2. - 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

3.2.2. Pembuatan Gas NO Tembaga (Cu) - di masukkan ke dalam tabung reaksi seperti pada 4.1.1. - 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

3.2.3. Pembuatan Gas NO 2 Tembaga (Cu) -

dimasukkan ke dalam tabung reaksi seperti pada 4.1.1.

-

ditambahkan 2 mL larutan HNO3 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

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.Hasil 4.1.1. Pembuatan gas gelak (N2O) Perlakuan

Perubahan

 NH4 NO3  dipanaskan dan gas

Gas tidak berwarna, tidak berbau

ditampung

Uji nyala

Nyala api cepat padam

4.1.2. Pembuatan gas NO Perlakuan Cu

+

HNO3 

encer

Perubahan 

Gas tidak berwarna, warna tembaga

dipanaskan

(Cu) memudar dan ada gelembungnya

Uji nyala

Nyala api mati sangat cepat

4.1.3. Pembuatan gas NO 2 Perlakuan

Perubahan

Cu + HNO3 pekat

Larutan berwarna hijau, Cu larut, dan terbentuk gas berwarna coklat. Pada akhir, gas menjadi tidak berwarna

Cu + HNO3  pekat



di Gas berwarna oranye

 panaskan Uji nyala

Nyala api padam agak lama

4.2.Pembahasan

Percobaan Nitrogen kali ini bertujuan untuk mempelajari sifat fisik dan kimia dari gas Nitrogen Oksida (NOX). 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 2O. Nitrous Oksida (N2O) 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 NH4 NO3  sampai menghasilkan gas. Gas yang terbentuk ditampung dalam tabung reaksi dengan melewati pada pipa plastik

 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 N2O yang ada di dalam tabung reaksi mendesak gas O2

keluar. Sehingga tidak adanya gas oksigen

menyebabkan nyala api menjadi padam. Hal tersebut menunjukkan bahwa terdapat gas N2O yang terbentuk. Persamaan reaksinya yaitu:

 NH4 NO3(s)

2NO2(g)

+ 2H2O(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 HNO3(aq) → 3 Cu(NO3)2(aq) + 4 H2O(l)  + 2 NO(g) Cu bereaksi perlahan dengan asam nitrat encer menghasilkan gas NO, dimana Cu dioksidasi oleh HNO 3 menjadi Cu2+ 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.  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

yang merupakan salah satu syarat pendukung terjadinya proses pembakaran, yaitu sebagai zat pengoksidasi. Reaksinya yaitu : 3Cu(s) + 8HNO3(aq)

3Cu(NO3)2 + 2NO(g) + 4H 2O(l)

 NO(g) ↔ ½ O2(g) + ½ N2(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 la rutan 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 Cu2+ dan asam nitrat direduksi menjadi NO 2. 3Cu(s) + 4H+(aq) + 2NO3-(aq)

3Cu(s) + 2NO2(g) + 2H2O(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 NO2 tidak memiliki kontribusi apapun dalam proses  pembakaran. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan didapatkan sifat fisik ketiga gas tersebut yaitu gas N2O 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>N2O>NO2. Pada percobaan pertama dan ketiga, lidi membara yang dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi gas N 2O dan NO2 menjadi padam sedangkan pada percobaan kedua yaitu pada gas NO bara pada lidi semakin besar walaupun hanya hanya beberapa detik hal hal ini disebabkan karena NO dapat membentuk kesetimbangan menjadi gas O 2 dan N2, dimana gas O 2 dibutuhkan dalam proses  pembakaran sebagai zat pengoksidasi.

BAB V. PENUTUP 5.1. Kesimpulan Kesimpulan untuk praktikum Nitrogen kali ini adalah: -

Sifat fisik gas N2O tidak berwarna, gas NO tidak berwarna, dan gas NO 2  berwarna coklat.

-

Urutan nyalai api lidi dari yang cepat ke lambat ialah gas NO>N2O>NO

-

Pembuatan gas NO menghasilkan gas O 2 yang dibutuhkan dalam proses  pembakaran sebagai zat pengoksidasi.

5.2. 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

Daftar Pustaka

-Atkins, Overton, Rourke, Weller, Amstrong, dan Hagerman. 2010. Shriver and

 Atkins' Inorganic Chemistry, Chemistr y, Fifth Edition. Edition. Kanada: Oxford University Press -Calamco. 2013.  MSDS Ammonium Nitrate Nitr ate (serial on line) http://www..com/pdf/

msds.pdf. [04 November 2013] -House, J. E., 2008, Inorganic 2008,  Inorganic Chemistry, Canada: Chemistry, Canada: British Library -Itokindo.

2013.

 MSDS

Asam

Nitrat 

(serial

on

line)

http://www.itokindo.org/?wpfbdl=226 [04 November 2013] -James Johnson, 2011.  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, 1994.  Abatement of N 2O Emissions  Produced in the Adipic Acid Industry. Industry. Kanada:  Kanada: Environmental progress -Ricky, 2010. Tentang N 2O (nitrous oxide) (serial on line) http://ricky-dragspeed.  blogspot.com/2010/03/tentang-n2o-nitrous-oxide.html  blogspot.com/2010/03 /tentang-n2o-nitrous-oxide.html [04 November 2013] -Suwa, Matsushima, Suziki, Namina, Zasshi, 1961. Synthesis of Nitrous Oxide by Oxidation of Ammonia Ammonia,, Showa: Denka Ltd. -Science

Lab,

2013.

Copper

MSDS 

(serial

on

line)

http://www.sciencelab.com/msds.php?? msds Id =9923549 http://www.sciencelab.com/msds.php

[04

 November 2013] -Westliberty.

2013.

 MSDS

Copper  

(serial

on

line)

http://www.westliberty.edu/health-and-safety/files/2012/08/Copper powder-or-dust.pdf [04 November 2013] -Wikipedia.

2013.

 Nitrogen

http://id.wikipedia.org/wiki/NOx [05 November 2013]

Oksida  Oksida 

(serial

on

line)

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK

 NITROGEN

 Nama Praktikan  NIM Jurusan Kelas Kelompok  Nama Assiten

: Qorry Dinnia Fatma : 111810301035 111810301035 : Kimia :A : IX : Maulida Eka Rista

LABORATORIUM KIMIA FISIK JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER 2013