Post on 29-Dec-2015
description
VIII. Pembahasan :
Percobaan “Nitrogen dan Amonia” yang kami lakukan bertujuan untuk mengetahui
cara pembuatan gas nitrogen dan amonia di laboratorium berikut sifat-sifat nitrogen
dan senyawanya.
Unsur nitrogen sebagai gas N2 terdapat di udara kira-kira 78,09% volume; oleh
karena itu untuk perdagangan, N2 dibuat dari udara dengan metode pencairan dan
destilasi bertingkat. Tetapi dalam laboratorium, N2 dibuat dengan beberapa metode
yang umumnya melibatkan oksidasi amonium dan amonia. Hal tersebut termasuk
dalam percobaan yang kami lakukan, termasuk pembuatan dan identifikasi
berdasarkan sifat yang ditunjukkan oleh senyawa dari nitrogen.
Percobaan pertama bertujuan membuat dan mengidentifikasi gas nitrogen (N2),
yaitu dengan mereaksikan larutan NaNO2 10 mL (dibuat dari 0,3 gram dalam 10 mL
air) dalam erlenmeyer suling dengan larutan NH4Cl (dibuat dari 0,3 gram dalam 10
mL air) dari corong pisah. Rangkaian alatnya seperti berikut,
Ketika pembakar dinyalakan, kran corong pisah dibuka perlahan-lahan agar larutan
NH4Cl keluar dan bereaksi dengan NaNO2. Reaksi yang terjadi, yaitu:
NaNO2(aq) + NH4Cl(aq) NaCl(aq) + N2↑(g) + 2H2O(l)
Reaksi ini menghasilkan gas N2 yang akan lewat melalui selang menuju gelas ukur
berisi air, kemudian gas N2 akan mendesak air keluar dan gelas ukur akan penuh gas.
Volume gas N2 yang terukur adalah lebih dari 100 mL (kapasitas gelas ukur 100 mL)
karena seluruh air dalam gelas telah terdesak keluar seluruhnya.
Sedangkan volume gas yang terbentuk menurut teori, yaitu:
Diketahui: massa NaNO2 = 0,3 gram; Mr NaNO2 = 69 g/molmassa NH4Cl = 0,3 gram; Mr NH4Cl= 53,5 g/mol
Ditanya: Volume N2 (dalam keadaan STP)?
Jawab:
NaNO2(aq) + NH4Cl(aq) NaCl(aq) + N2↑(g) + 2H2O(l)
m 0,0043 mol 0,0056 mol - - -
r 0,0043 mol 0,0043 mol 0,0043 mol 0,0043 mol 0,0086 ol
s - 0,0013 mol 0,0043 mol 0,0043 mol 0,0086 mol
Volume yang diperoleh ternyata tidak sesuai dengan teori, kesalahan ini disebabkan
oleh terbentuknya gas lain selain N2 karena proses pemanasan yang terlalu lama.
Kemungkinan air yang terbentuk juga ikut menguap karena telah mencapai titik
didihnya.
Gas yang terbentuk tak berwarna dan tak berbau. Selanjutnya, untuk menguji gas ini
digunakan sebilah kayu dengan nyala api dimasukkan ke dalam gelas ukur yang berisi
gas uji dan hasilnya yaitu nyala api menjadi padam. Persamaan reaksi antara gas N2
dengan api, yaitu:
N2(g) + O2(g) 2NO(g)
Hal ini menunjukkan bahwa salah satu sifat gas nitrogen yaitu tidak reaktif jika
direaksikan dengan unsur atau senyawa lainnya. Sehingga sebilah kayu yang
memiliki nyala api ketika dialiri dengan gas nitrogen akan langsung padam.
Percobaan kedua bertujuan untuk mengidentifikasi terbentuknya gas NO2 dan NO.
Langkah pertama yang kami lakukan adalah melarutkan 0,25 gram kristal NaNO2
kekuningan dalam 2,5 mL aquades, menghasilkan larutan tidak berwarna, sesuai
dengan persamaan reaksi berikut:
NaNO2(s) + H2O(l) NaNO2(aq)
Kemudian larutan yang dihasilkan dibagi ke dalam dua tabung reaksi. Pada tabung
reaksi pertama ditambahkan 5 tetes larutan H2SO4 1M tidak berwarna, hasilnya yaitu
terbentuk larutan tidak berwarna (Na2SO4), gelembung gas (H2), dan uap berwarna
kecoklatan (NO2). Persamaan reaksi kimia yang terjadi, yaitu:
2NaNO2(aq) + H2SO4(aq) Na2SO4(aq) + 2NO2↑(g) + H2↑(g)
Pada tabung reaksi kedua, larutan diencerkan sebanyak 4 kali dengan aquades (4 kali
2,5 mL). Selanjutnya larutan NaNO2 encer ini diambil sebanyak 2 mL dan
ditambahkan 1 mL larutan KI tak berwarna dan 5 tetes indikator amilum berwarna
putih keruh, hasilnya yaitu larutan berubah warna dari tak berwarna ke ungu muda
(+). Kemudian ditambah 1 tetes larutan H2SO4 encer 0,1 M tidak berwarna dan terjadi
perubahan warna pada campuran menjadi berwarna ungu pekat (+++). Reaksi yang
terjadi adalah sebagai berikut:
2NaNO2(aq) + 4KI(aq) + 4H2SO4(aq) 4KHSO4(aq) + 2I2(aq) + 2NO(g) + 2H2O(l)
Persamaan di atas menunjukkan bahwa NaNO2 berperan sebagai oksidator dan
mengalami reduksi menjadi NO dengan perubahan bilangan oksidasi (biloks) dari +3
menjadi +2 sedangkan KI mengalami oksidasi menjadi I2 dengan perubahan biloks
dari -1 menjadi 0. Amilum di sini berfungsi sebagai indikator adanya I2 dalam larutan,
yang mana akan menghasilkan perubahan warna menjadi ungu.
Dalam persamaan ini juga menunjukkan terbentuknya gas NO. Gas ini akan segera
bereaksi dengan I2 yang terbentuk membentuk nitrosil iodida sehingga tidak terbentuk
uap kecoklatan. Gas NO bereaksi dengan halogen membentuk nitrosil iodida (dengan
bantuan H2SO4) menghasilkan larutan berwarna ungu pekat, sesuai dengan persamaan
reaksi berikut:
2NO(g) + I2(aq) 2NOI(aq)
Percobaan ketiga bertujuan untuk membuktikan bahwa nitrogen dapat membentuk
senyawa kompleks dengan Fe, hal ini ditandai dengan terbentuknya cincin tengguli
yang berwarna coklat. Langkah yang dilakukan yaitu memasukkan 1 mL larutan
HNO3 encer tak berwarna ke dalam tabung reaksi dan mencampurkannya dengan 1
mL H2SO4 pekat dengan hati-hati, menghasilkan larutan tidak berwarna dan dinding
tabung reaksi terasa hangat karena menggunakan H2SO4 pekat. Larutan kemudian
didinginkan terlebih dahulu, setelah dingin larutan ditambah 0,5 mL (10 tetes) larutan
FeSO4 0,2 M berwarna kuning melalui dinding tabung reaksi dan terbentuk cincin
coklat di tengah larutan setelah didiamkan beberapa saat. Cincin yang terbentuk ini
merupakan senyawa kompleks [Fe(NO)]2+ (Vogel, 1980). Reaksinya dituliskan
sebagai berikut:
4HNO3(aq) + 2H2SO4 (aq) 4NO2↑(g) + O2↑(g) + H2SO4(aq)
2NO3-(aq) + 4H2SO4(aq) + 6Fe2+(aq) 6Fe3+(aq) + 2NO↑ (g) + 4SO4
2-(aq) + 4H2O(l)
Fe2+(aq) + NO↑(g) [Fe(NO)]2+(aq)
Percobaan keempat bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat nitrogen dan
senyawanya, langkah percobaanya adalah dengan memasukkan 1 mL larutan NH4OH
2 M tak berwarna ke dalam tabung reaksi. Selanjutnya dialiri gas H2S yang dibuat
dari reaksi pirit, FeS, dengan HCl pekat melalui selang. Gas H2Syang terbentuk
berbau menyengat (seperti telur busuk) dengan reaksi sebagai berikut:
FeS(s) + 2HCl(aq) FeCl2(aq) + H2S↑(g)
Larutan NH4OH 2M setelah dialiri gas H2S tetap tidak berwarna, persamaan
reaksinya:
2NH4OH(aq) + H2S(g) (NH4)2S(aq) + 2H2O(l)
Selanjutnya ditambah lagi 1 mL NH4OH 0,1 M dan dikocok dengan bunga belerang
berupa serbuk berwarna kuning, larutan berubah warna menjadi kuning. Setelah
disaring dihasilkan filtrat berupa larutan berwarna kuning dan residu berupa endapan
kuning, dengan persamaan reaksi sebagai berikut:
(NH4)2S(aq) + S(s) (NH4)4S2↓(s)
Percobaan kelima bertujuan untuk mengidentifikasi gas ammonia (NH3) yang
bersifat basa. Langkah yang dilakukan yaitu mencampurkan 1 mL NH4Cl 4 M dengan
seujung sendok kecil serbuk Ca(OH)2 putih sehingga dihasilkan larutan berwarna
putih. Kemudian larutan tersebut dipanaskan dan diuji dengan dua cara. Cara pertama
yaitu dengan menempelkan kertas lakmus merah pada mulut tabung yang
mengeluarkan gas, gas tersebut merupakan gas NH3 sehingga kertas lakmus merah
menjadi berwarna biru. Hal ini menunjukkan bahwa gas NH3 tersebut bersifat basa.
Proses pemanasanan ini juga menghasilkan bau yang menyengat yang menandakan
terbentuknya gas NH3. Dengan persamaan reaksi sebagai berikut:
2NH4Cl(aq) + Ca(OH)2(s) CaCl2(aq) + NH3(g) + H2O(l)
Cara kedua, yaitu pengaduk yang telah dicelupkan HCl pekat dimasukkan ke dalam
tabung reaksi. Terbentuk asap putih dan larutannya menjadi jernih (endapan turun
kedasar tabung). Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut :
NH3(g) + HCl(aq) NH4Cl(aq)
Percobaan keenam bertujuan untuk membuat gas ammonia (NH3) di dalam
laboratorium dan mengetahui sifat-sifat gas ammonia. Langkah yang dilakukan, yaitu
memasukkan 5 mL larutan NH4OH ke dalam erlenmeyer 250 mL berleher.
Erlenmeyer tersebut dihubungkan dengan selang yang dimasukkan ke dalam tabung
reaksi dengan bersumbat karet, kemudian dipanaskan perlahan-lahan. Rangkaian
alatnya seperti pada gambar berikut:
Reaksi campuran tersebut menghasilkan gas, sesuai dengan persamaan reaksi sebagai
berikut:
NH4OH(aq) NH3↑(g) + H2O(l)
Gas yang terbentuk akan melewati selang menuju tabung reaksi bersumbat karet.
Setelah gas terbentuk maka dilakukan pengujian. Uji yang pertama dengan
menggunakan pengaduk kaca yang sudah dicelupkan pada HCl pekat. Hasilnya
timbul asap putih. Hal tersebut membuktikan bahwa dalam tabung reaksi tersebut
terdapat gas NH4Cl hasil reaksi antara gas NH3 dengan HCl. Persamaan reaksinya
adalah :
NH3↑(g) + HCl(aq) NH4Cl (g)
Uji yang kedua dengan mengalirkan gas yang dihasilkan ke dalam gelas kimia berisi
aquades yang sudah ditetesi 2 tetes indikator fenolftalein (pp). Aquades berubah dari
tak berwarna menjadi merah muda. Hal ini menunjukkan bahwa NH3 bersifat basa.
Indikator pp merupakan indikator basa yang mempunyai rentang pH 8,3 sampai 10
dan memberikan perubahan warna dari tak berwarna menjadi merah muda.
Persamaan reaksinya dengan indikator pp, yaitu:
IX. Kesimpulan
Dari percobaan-percobaan yang dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
Gas nitrogen dan senyawa-senyawa nitrogen lainnya dapat dibuat di
laboratorium dengan berbagai cara dan mengidentifikasinya sesuai dengan sifat
masing-masing.
Gas nitrogen dapat dibuat dengan mereaksikan larutan NaNO2 dengan NH4Cl
dengan pemanasan. Dan bersifat tidak reaktif jika bereaksi dengan unsur atau
senyawa lain. Pengujian dengan nyala api akan memadamkan api tersebut.
Gas NO yang bereaksi dengan udara (O2) akan membentuk senyawa gas NO2
yang berwarna kecoklatan dan NO yang bereaksi dengan halogen (I2) akan
membentuk nitrosil iodide yang berwarna ungu pekat.
Nitrogen dapat membentuk senyawa kompleks dengan Fe yaitu [Fe(NO)]2+,
suatu cincin tengguli berwarna coklat.
NH4OH jika dialiri dengan gas H2S dan direaksikan dengan bunga belerang (S)
akan terbentuk endapan kuning yaitu endapan (NH4)2S.
NH4Cl jika dieaksikan dengan kalsium hidroksida (Ca(OH)2) akan terbentuk
gas NH3 yang bersifat basa karena mengubah lakmus merah menjadi biru, dan
jika diuji dengan HCl pekat akan timbul asap putih.
Pembuatan gas NH3 di laboratorium dengan memanaskan NH4OH
menghasilkan gas amonia bersifat basa yang dibuktikan dengan adanya warna
merah muda pada air yang telah ditetesiindikator pp, dan jika diuji dengan HCl
pekat timbul asap putih.