Resume Redoks Unsur Nitrogen

1.1 Pengertian Reaksi Redoks

Reaksi Redoks adalah reaksi yang didalamnya terjadi perpindahan elektron secara berurutan dari satu

spesies kimia ke spesies kimia lainnya, yang sesungguhnya terdiri atas dua reaksi yang berbeda, yaitu oksidasi

(kehilangan elektron) dan reduksi (memperoleh elektron). Reaksi ini merupakan pasangan, sebab elektron yang

hilang pada reaksi oksidasi sama dengan elektron yang diperoleh pada reaksi reduksi. Masing-masing reaksi (oksidasi

dan reduksi) disebut reaksi paruh (setengah reaksi), sebab diperlukan dua setengah reaksi ini untuk membentuk

sebuah reaksi dan reaksi keseluruhannya disebut reaksi redoks.

Ada tiga definisi yang dapat digunakan untuk oksidasi, yaitu kehilangan elektron, memperoleh oksigen, atau

kehilangan hidrogen. Dalam pembahasan ini, kita menggunakan definisi kehilangan elektron

Oksidasi adalah reaksi dimana suatu senyawa kimia kehilangan elektron selama perubahan dari reaktan

menjadi produk. Sebagai contoh, ketika logam Kalium bereaksi dengan gas Klorin membentuk garam Kalium Klorida

(KCl), logam Kalium kehilangan satu elektron yang kemudian akan digunakan oleh klorin. Reaksi yang terjadi adalah

sebagai berikut :

K —–> K+ + e-

Ketika Kalium kehilangan elektron, para kimiawan mengatakan bahwa logam Kalium itu telah teroksidasi

menjadi kation Kalium.

Seperti halnya oksidasi, ada tiga definisi yang dapat digunakan untuk menjelaskan reduksi, yaitu

memperoleh elektron, kehilangan oksigen, ataumemperoleh hidrogen. Reduksi sering dilihat sebagai proses

memperoleh elektron. Sebagai contoh, pada proses penyepuhan perak pada perabot rumah tangga, kation perak

direduksi menjadi logam perak dengan cara memperoleh elektron. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Ag+ + e- ——> Ag

Ketika mendapatkan elektron, para kimiawan mengatakan bahwa kation perak telah tereduksi menjadi logam perak.

Baik oksidasi maupun reduksi tidak dapat terjadi sendiri, harus keduanya. Ketika elektron tersebut hilang,

sesuatu harus mendapatkannya. Sebagai contoh, reaksi yang terjadi antara logam seng dengan larutan tembaga (II)

sulfat dapat dinyatakan dalam persamaan reaksi berikut :

Zn(s) + CuSO4(aq) ——> ZnSO4(aq) + Cu(s)

Zn(s) + Cu2+(aq) ——> Zn2+(aq) + Cu(s) (persamaan ion bersih)

Sebenarnya, reaksi keseluruhannya terdiri atas dua reaksi paruh :

Zn(s) ——> Zn2+(aq) + 2e-

Cu2+(aq) + 2e- ——> Cu(s)

Suatu reaksi serah terima elektron dan reaksi yang disertai perubahan bilangan oksidasi disebut reaksi redoks

Contoh :

HNO3+ H2S ——> NO + S + H2O

+5 -2 +2 0

reduksi (3) oksidasi(2)

1.2. OKSIDASI DAN REDUKSI

Reaksi oksidasi

Reaksi pengikatan oksigen

H2 + ½ O2  ——>    H2O

Reaksi pelepasan elektron

HNO3+3H++3e  ——>  NO+H2O

Mengalami pertambahan BILOKS

H2S        ——>       S

-2                      0

Reaksi reduksi

Reaksi pelepasan oksigen

H2O     ——>       H2  + O2

Reaksi penangkapan elektron

H2S    ——>   S+ 2H++2e

Mengalami pengurangan BILOKS

HNO3        ——>        NO

+5                     +2 

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 hidrogen menghasilkan

metana (CH4), ataupun ia dapat berupa proses yang kompleks seperti oksidasi gula pada tubuh manusia

melalui rentetan transfer elektron yang rumit. Istilah redoks berasal dari dua konsep, yaitu reduksi dan

oksidasi. Ia dapat dijelaskan dengan mudah sebagai berikut:

         Oksidasi menjelaskan pelepasan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion.

         Reduksi menjelaskan penambahan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion.

Nitrogen (Latin nitrum, Bahasa Yunani Nitron berarti “soda asli”, gen berarti “pembentukan”) secara

resmi ditemukan oleh Daniel Rutherford pada 1772, yang menyebutnya udara beracun atau udara 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 udara terbakar atau

udara telah flogistat. Gas nitrogen adalah cukup lemas sehingga dinamakan oleh Antoine Lavoisier sebagai

azote, daripada perkataan Yunani αζωτος yang bermaksud “tak bernyawa”. Istilah tersebut telah menjadi

nama kepada nitrogen dalam perkataan Perancis dan kemudiannya berkembang ke bahasa-bahasa lain

(Anonim, 2009).

1.3 Biloks Unsur Nitrogen

Unsur nitrogen dapat mempunyai beberapa bilangan oksidasi, yaitu +5, 0, -3, dimana ketiganya

tersebut merupakan bilangan oksidasi yang paling umum dan stabil diantara lainnya. Terdapat dua asam oksi

nitrogen yang umum, yaitu asam nitrat (HNO3) dan asam nitrit (HNO2). Asam nitrat merupakan asam kuat

dan juga sebagai pengoksidasi yang kuat. Asam nitrit yang pekat dapat mengoksidasi hamper semua logam

kecuali Au, Pt, Rh dan Ir. Asam nitrit kurang stabil dibanding asam nitrat dan cenderung terdisproporsionasi

menjadi NO dan HNO3 (Penanggung Jawab Mata Kuliah, 2011).

Nitrogen terdapat bebas diatmosfir (78 persen volume). Selain dari pada itu. Atmosfir dapat juga

mengandung sedikit amonia sebagai hasil peluruhan zat yang mengandung nitrogen atau asam nitrat.,

teristimewa setelah terjadi halilintar. Nitrogen terdapat juga dalam garam- garam natrium dan kalium nitrat.

Jaringan semua organisme hidup mengandung senyawa nitrogen dalam bentuk protein. Bilangan oksidasi

nitrogen dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Bilangan oksidasi Senyawa-3

                -2              

-1

0

+1

+2

+3

+4

+5

NH3 (ammonia)

N2H4 (hidrazin)

NH2OH (hidroksilamin)

N2(dinitogen)

N2O (dinirogen oksigen)

NO (nitrogen oksida)

N2O3 (dinitrogen trioksida)

NO2 (nitrogen dioksida)

HNO3 (asam nitrat)

Pengertian Nitrogen

Nitrogen (Latin nitrum, Bahasa Yunani Nitron berarti “soda asli”, “gen”, “pembentukan”) secara resmi

ditemukan oleh Daniel Rutherford pada 1772, yang menyebutnya udara beracun atau udara 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 udara terbakar atau

udara telah flogistat. Gas nitrogen adalah cukup lemas sehingga dinamakan oleh Antoine Lavoisier sebagai

azote, daripada perkataan Yunani αζωτος yang bermaksud “tak bernyawa”. Istilah tersebut telah menjadi

nama kepada nitrogen dalam perkataan Perancis dan kemudiannya berkembang ke bahasa-bahasa lain

(Christianto, 2012 ).

Nitrogen dalam keadaan sebagai N2 menyumbang 75% volume pada lapisan udara atmosfir. Walaupun

nitrogen merupakan kunci utama dalam organisme hidup, akan tetapi senyawa-senyawa nitrogen bukan

merupakan senyawa yang berlimpah diperak bumi. Sumber alam yang utama bagi senyawa nitrogen adalah

garam-garam KNO3 dan NaNO3. Unsur nitrogen dapat mempunyai beragam bilangan oksidasi mulai dari +5,

0, -3 merupakan bilangan oksidasiyang paling umum dan stabil di antara yang lainnya. Karena nitrogen

lebih elektronegatif dari pada unsur-unsur lain kecuali fluorin, oksigen dan klorin, unsure ini terdapat

sebagai keadaan oksidasi yang positif hanya bila berkombinasi dengan ketiga unsur tersebut (Staf pengajar,

2011).

Himpunan bilangan kecil yang disebut bilangan oksidasi atau keadaan oksidasi, yang ada

hubungannya dengan angka pembanding senyawa dari unsur-unsur, membantu untuk mengingat rumus

untuk senyawa dan untuk mengkorelasi gejala-gejala kimia tertentu.

Nitrogen dapat berikatan kovalen dengan beberapa unsur bukan logam, terutama hydrogen dan

oksigen. Keelektronegatifan nitrogen lebih besar daripada hydrogen tetapi lebih kecil dari pada oksigen.

Akibatnya, bilangan oksidasi nitrogen akan bertanda negatif jika bersenyawa dengan hidrogen sedangkan

jika bersenyawa dengan oksigen akan bertanda positif. Misalnya:NH3 dan NO2.

Amonia (NH3) adalah senyawa nitrogen yang sangat penting karena merupakan bahan baku untuk

membuat senyawa nitrogen penting lainnya sperti urea dan nitrogen oksida. Amonia secara komersil dibuat

dengan proses haber, yaitu mencampur has N2 dan H2 dengan katalis besi.

H2(g) + 3H2(g) → 2NH3 ΔH0 = -92kj/mol-1

Reaksi ini dapat dibalik sehingga membentuk kesetimbangan. Dilaboratorium, amonia dibuat dari

garam amonia dengan basa kuat atau oksida basa.

NaOH + NH4Cl → NH3 + NaCl + H2O

CaO + 2NH4Cl → 2NH3 + CaCl2 + H2O

Kedua reaksi ini dapat dipakai untuk analisis kualitatif ion amonium (NH4+) dengan timbulnya bau

amonia yang merangsang atau diuji dengan lakmus. Gas amonia tidak bewarna dengan titik didih -33,350C

dan titik beku -77,70C. Amonia larut dalam air dengan konsentrasi sekitar 15M atau 28% massa, karena

antar air dan amonia dapat membentuk ikatan hydrogen. Amonia dalam air bersifat basa karena terjadi

kesetimbangan:

NH2 + H2O → NH4+ + OH- kb= 1,8.10-5

Amonia berguna untuk menghasilkan senyawa tersebut dengan reaksi amonia dan oksigen (proses

oswald).

NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g)

Kemudian segera teroksidasi menjadi NO2

2NO(g) + O2(g) → 2NO(g)

3NO2(g) + H2O(l) → 2HNO3 + NO(g)

Nitrogen dioksida (NO2) dan nitrogen oksida (NO) dihasilkan pada pembakaran amonia menjadi asam

nitrat.

NH3(g) + NO(g) HNO3(g) + NO(g)

nitrogen oksida adalah gas yang tidak bewarna dan mempunyai elektron yang tidak berpasangan.

Nitrogen dioksida adalah gas coklat kemerahan, bersifat beracum dan mempunyai struktur resonansi.

Asam nitrit tidak dapat diisolasi dalam bentuk cairan murni karena mudah terurai dengan

reaksidisporsionasi.

3HNO2 → HNO3 + H2O + 2NO

HNO2 bersifat pengoksidasi dengan ion iod (I-) dan sebagai pereduksi dengan ion pemangnanat (MnO4-).

2HNO2 + 2H+ + 2I- → I2 + 2NO + 2H2O

5HNO2 + H+ + 2MnO4- → Mn2+ 5NO3

- + 3H2O

Dalam laboratorium, asam nitrat dibuat melalui reaksi sebagai berikut:

KNO3(s) + H2SO4(l) → KHSO4(s) + HNO3(g)

Atom yang terbentuk dapat dipisahkan dengan cara mengembunkan karena wujudnya dalam bentuk

gas. Asam nitrat murni adalah cairan yang tidak bewarna, mudah terurai diatas 00C menjadi NO2, H2O, dan

O2.

4HNO3 → 4NO2 + O2 + 2H2O

Dalam senyawa ion, bilangan oksidasi suatu ion sama dengan muatan ion itu, dalam senyawa litium

oksida dan aluminium flourida tersebut diatas, bilangan oksidasi litium,oksigen, aluminium, dan flour

masing-masing adalah +1. -2, +3 dan -1. Bila bilangan oksidasi dicantumkan dalam rumus senyawa, maka

bilangan ini ditulis diatas lambangnya, dengan tanda plus atau minus di depan angka. Bila terdapat lebih dari

satu atom dalam rumus itu, bilangan oksidasi ditaruh dalam tanda kurung, dan banyaknya atom ditulis

sebagai subskrip kanan dari tanda kurung itu(H. Sugiarto, 2003)

Nitrogen mempunyai konfigurasi elektron 1s2 2s2 2p3. Dalam pembentukan senyawa dengan atom-

atom lain, atom N dapat memperoleh atau lebih dapatdikatakan memakai bersama tiga elektron untuk

mencapai kulit valensi oktet 1s2 2s2 2p6. Bilangan oksidasi N dalam senyawanya berkisar dari -3 sampai +5.

Bilangan oksidasi maksimum sesuai dengan nomor golongan berkalanya, VA.

Walaupun keragaman bilangan oksidasi mengakibatkan kimia senyawa nitrogen yang luar biasa

banyaknya, bahan asal semua senyawa nitrogen yaitu unsur nitrogen, N2 yang bersifat agak lembam.

Kurangnya kereaktifan tersebut disebabkan karena kekuatan ikatan yang besar antara atom N dalam N2 ;

946,4 kJ energi dibutuhkan untuk merusak 1 mol ikatannya.

Nitrogen diatmosfer N2(g) merupakan komponen utama udara (78% berdasarkan volume), selanjutnya

dengan perkecualian untuk endapan untuk endapan NaNO3 di chili dan peru, senyawa nitrogen tidak

terdapat dalam jumlah yang cukup banyak dibumi. Ini berarti bahwa sumber N2(g) dan pembuatan senyawa

nitrogen adalah atmosfir.

Salah satu penggunaan penting dari N2(g) ialah menyediakan (selubung) lembam untuk atom\,

elektronik, dan proses industri kimia. N2 cair digunakan sebagai bahan pembeku dalam industri pengolaham

makanan. Penggunaan penting lainnya ialah dalam prosuksi berbagai senyawa nitrogen, terutama melalui

pembuatan NH3.

Nitrogen yang terkombinasi secara kimia disebut nitrogen “terfiksasi”, dan semua proses yang

mengubahn N2 menjadi senyawanya disebut fiksasi nitrogen. Nitrogen adalah salah satu unsur essensil

dalam makhluk hidup.karena hewan dan sebagian besar tanaman hanya dapat menggunakan nitrogen

terfiksasi. Maka proses fiksasi nitrogen alami sangat penting. Biasanya nitrogen dikonsumsi oleh tumbuhan

dan hewan dikembalikan ke lingkungan. Dasar alami yang ada dimana nitrogen dilewatkan dari satu ke yang

lainnya, dinamakan siklus nitrogen.

Kesetimbangan yang bagus dari daur nitrogen dapat dengan mudah dikacaukan oleh aktifitas manusia.

Bila tanah dibudidayakan secara ekstensif, nitogen terfiksasi dilepaskan dengan laju yang lebih besar dari

pada pengembaliannya secara alami. Keadaan tersebut membutuhkan pengembalian senyawa nitrogen ke

dalam tanah sebagai pupuk(Petrucci, 1992)

Atom nitrogen, dapat melengkapi kulit valensinya dalam beberapa cara berikut:

- Penggabungan elektron membentuk ion nitrid N3-; ion ini ditemukan hanya dalam nitrit mirip garam dari

logam-logam yang paling elektropositif.

- Pembentukan ikatan-ikatan pasangan elektron.

- Pembentukan ikatan pasangan elektron dengan penggabungan elektron seperti NH2- atau NH2-

-.Pembentukan ikatan pasangan elektron dengan elektron dengan pasangan elektron seperti dalam

ammonium tetrahedral dan ion ammonium tersubstitusi [NR4]-

Terdapat sejumlah spesies stabil dimana, secara formal kulit valensi nitrogen tidak penuh. Contoh

terbaik adalah NO, NO2, da Nitroksida R2N-O; itu semua mempunyai elektron yang tidak berpasangan dan

paramagnat. Nitrogen kovalen tiga molekul-molekul NR3 adalah bipiramida : ikatan paling baik dianggap

sebagai mengandung orbital hibrida sp3 sehingga elektrom menjadi menyendiri menempati posisi keempat.

Ada tiga butir catatan:

-  Sebagai hasil dari pasangan elektron tak berikatan, semua persenyawaan NR3 berperilaku sebagai basa

Lewis dan mereka memberikan kompleks donor dengan asam Lewis, misalnya F3 –Nme3, dan bertindak

sebagai ligan terhadap ion logam transisi seperti misalnya dalam [Co(NH3)6]3+

-  Molekul piramidal NRR‘R” harus kiral. Isomer optik tidak dapat diisolasi, meskipun demikian, karena

molekul tertentu melakukan gerakan sangat cepat yang dikenal dengan inverse, dimana atom N bergetar

melalui bidang datar dari tiga gugus R, sangat mirip dengan paying yang dapat dibuka tutup. Energi ambang

bagi proses ini hanya kira-kira 24 kJ mol-1. Dalam NH3 frekuensi getaran adalah 2,387013 x 1010 cps

(putaran perdetik)

-  Ada sedikit sekali kasus dimana nitrogen kovalen tiga adlah planar. Dalam kasus-kasus ini kompleks

logam segitiga berpusat –N seperti [Nir3(SO4)6(H2O)3]4- adalah mirip

1. Persamaan reaksi yang ada pada percobaan

A. Uji Reaktivitas Asam Nitrat

4HNO3(aq) + Cu(s) Cu(NO3)2(aq) + 2NO2(s) + 2H2O(aq)

19H+ + 3NO3- (aq) + 8Na+ + 24OH- + 8Al(s) 3NH3(g) + 8Al+ + 32OH- +

Na+(aq) + H2O(aq)

B. Uji Reaktivitas Garam Nitrat

2KNO3(s) 2KNO2(s) + O2(g)

2Cu(NO3)2(s) 2CuO(aq) + 4NO2(g) + O2(g)

C. Uji Reaktivitas Asam dan Garam Nitrat

H2SO4(aq) + NaNO3(aq) NaHSO4(aq) + HNO3(aq)

HNO3(aq) + KI(s) KNO3(aq) + HI(aq)

HNO3(aq) + KMnO4(aq) tidak bereaksi

HNO3(aq) NO(g) + H2O(aq) + 1/2O2(g)

3. Bilangan oksidasi N pada senyawa-senyawa berikut :

a) HNO3 = H + N + 3 O = 1(1) + N 3(-2) f) N2O3 = 2 N + 3 O = 2 N + 3(-2)

N = +5 N = +6/2 = +3

b) NH2OH = N + 3 H + O = N + 3(1) + (-2) g) N2H2 = 2 N + 2 H = 2 N + 2(1)

N = -1 N = -1

c) N2 = 0 h) NH3 = N + 3 H = N + 3 H

d) NO = N O = N + (-2) = +2 N = -3

e) NO2 = N + 2 O = N + 2(-2) i) N2O = 2 N + O = 2 N + (-2)

N = +4 N = +2/2 = +1

j) HNF2 = H + N + 2 F = 1 + N + 2(-1)

N = +1

Skema Prosedur Kerja

1. Uji reaktivitas asam nitrat

Menambahkan 3 keping logam tembaga dan mengamati perubahan yang terjadi

Menambahkan 5 mL NaOH dan menambahkan logam alumunium dan memanaskannya menggunakan penangas listrik

Dimasukkan padatan KNO3 . Kemudian tabung dipanaskan menggunakan penangas listrik dan memeriksa gas yang terbentuk menggunakan kertas lakmus

Dimasukkan padatan Cu(NO3)2. Kemudian tabung dipanaskan menggunakan penangas listrik dan memeriksa gas yang terbentuk menggunakan kertas lakmus

Dimasukkan dalam

2. Uji reaktifitas garam nitrat

3. Uji reaktivitas asam dan garam nitrat

5 mL larutan HNO37M

Memasukkan kedalam 2 tabung reaksi

Tabung 1 Tabung 2

HASIL PENGAMATAN

HASIL PENGAMATAN

Tabung 1 Tabung 2

HASIL PENGAMATAN HASIL PENGAMATAN

10 cm3 H2SO4 0,05 M

Ditambahkan padatan KI, lalu amati perubahan yang terjadi

Ditambahkan 10 tetes larutan KmnO4 0,1 M, lalu amati perubahan yang terjadi

Dipanaskan diatas penangas listrik , lalu memeriksa gas yang terbentuk dengan menggunakan lakmus merah

Tabung 3

HASIL PENGAMATAN

HASIL PENGAMATAN HASIL

PENGAMATAN

Tugas Awal

Percobaan III

Redoks Unsur Nitrogen

Nama : Delfris Arya Pratama L

Stambuk : A 251 14 090

Kelas : C

Kelompok : III (B)

Asisten : Mohd. Rizwan

Laboratorium Kimia

Program Studi Pendidikan Kimia

Jurusan Pendidikan kimia

Fakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan

Universitas Tadulako

2015