Nitrogen dan Oksigen

Leonard • Rika • Tiffany • Wilson

Sekilas tentang nitrogen

• 78% dari udara adalah nitrogen (N2)• Nomor atom Nitrogen adalah 7• Konfigurasi elektronnya 1s2 2s2 2p3 • Ketiga elektron pada 2p membentuk ikatan

kovalen rangkap 3 kepada nitrogen lain• Selain N2, nitrogen juga ada pada senyawa KNO3 &

NaNO3 • Energi disosiasinya 946 kJ/mol• Nitrogen adalah gas yang relatif stabil & sukar

bereaksi

Sekilas tentang nitrogen

• Pada suhu kamar hanya sedikit yang bisa bereaksi dengan nitrogen. Contoh Lithium membentuk Lithium Nitrida

• Karena sulit bereaksi, nitrogen dimanfaatkan pada proses pengelasan logam, supaya tidak ada oksigen. Karena oksigen membuat logam korosi

• Gas Nitrogen juga dipakai untuk mengisi ban, alasannya supaya logam pada ban tidak berkarat

6Li(s) + N2(g) 2

Li3N(s)

Sekilas tentang nitrogen

• Pada suhu tinggi (1000oC), nitrogen bisa bereaksi dengan beberapa logam & oksigen

• Pada suhu 400-650oC & tekanan tinggi, Nitrogen bisa membentuk ammonia

6Mg(s) + N2(g) Mg3N2(s)

N2(g) + O2(g) 2NO(g)

3Ca(s) + N2(g) Ca3N2(s)

Memperoleh nitrogen• Di LaboratoriumBeberapa reaksi berikut dapat digunakan untuk memperoleh gas nitrogen di laboratorium:

Beberpa reaksi yang dapat digunakan untuk menghasilkan nitrogen di laboratorium: + + + ..... (dengan pemanasan) + + + ..... (dengan pemanasan) (NH4 )2Cr2O7(s) Cr2O3(s) + + ..... (dengan

pemanasan) NH4NO3(s) + + ..... (denga pemanasan)

2. Dalam industriSecara komersial nitrogen dipisahkan dari udara dengan cara distilasi bertingkat udara cair. Pertama-tama udara dibersihkan dari debu dan partikel-partikel pada lainnya, kemudian dialirkan ke dalam KOH atau NaOH untuk mengikat gas dan uap air.udara kering yang bebas dimampatkan di dalam ruangan dengan kompresor sampai tekanannya 200 atm, sambil didinginkan di dalam ruang penukar panas.

Beberapa senyawa nitrogen

• Amonia • Hidrazin• Oksida Nitrogen• Asam Nitrat dan Garam Nitrat

Ammonia• Amonia dibuat dari reaksi antara gas nitrogen

dan hidrogen (proses Haber-Bosch)• Juga dapat dibuat dari reaksi antara amonium

klorida dengan basa kuat (misalnya NaOH).• Amonia pada suhu ruang adalah gas yang berbau

menyengat dan mudah larut dalam air.• Memiliki banyak manfaat dalam industri.

Hidrazin• Merupakan senyawa hidrida nitrogen (N2H2). • Dapat menarik proton membentuk ion N2H5

+ dan juga N2H6

+ dan merupakan reduktor kuat yang bereaksi dengan oksigen secara eksotermis.

• Kegunaannya dapat dijadikan sebagai bahan bakar roket dan industri pestisida.

Oksida Nitrogen• Nitrogen mempuynai 6 jenis oksida,

o Nitrogen (I) oksida, o Nitrogen (II) oksida,o Nitrogen monoksida, o Nitrogen (III) oksida atau nitrogen tioksida, o Nitrogen (IV) oksida,o Nitrogen (V) oksida

Senyawa nitrat dan kegunaan

Jenis penggunaan

Jenis senyawa nitrat yang digunakan

Pupuk NH4NO3, NaNO3, Ca(NO3)2, KNO3, Co(NO3)3

Petasan/kembang api

Ca(NO3)2 (merah), Ba(NO3)2 (hijau), Sr(NO3)2 (merah ungu), NaNO3 (kuning), KNO3 (violet)

Obat-obatan KNO3, Sr(NO3)2 Cu(NO3)3, AgNO3, Zn(NO3)2, Hg2(NO3)2

Bahan peledak NH4NO3, NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2, TNTBahan bakar roket

NaNO3, KNO3, NH4NO3

Pewarna rambut Co(NO3)3

Zat pewarna Pb(NO3)2,, Cu(NO3)3, Zn(NO3)2

Kelimpahan nitrogen• Komponen gas terbesar mencapai 78%.• Dapat mudah diakses manusia• Berada dalam bentuk diatomik (N2). • Dijumpai dalam mineral penting seperti KNO3 dan

NaNO3

• Pada makhluk hidup, nitrogen mencakup 3% dari berat tubuh.

Kelimpahan nitrogen (cont)

• Perubahan dari unsur nitrogen menjadi senyawa nitrogen berlangsung dalam siklus nitrogen

• Dengan adanya kilar atau petir N2 dan O2 dapat bereaksi membentuk oksida nitrogen, kemudian akan larut terbawa air hujan sehingga membentuk senyawa nitrat yang diserap tumbuhan

• Gas N2 diikat oleh suatu bakteri yang hidup bebas atau bersimbiosis dengan akar tanaman kacang-kacangan.

Kelimpahan oksigen • Oksigen merupakan unsur paling banyak di bumi

dan merupakan elemen penting dalam kehidupan• Dalam keadaan di alam, oksigen diatomik

mencakup 20% volume di udara sedangkan pada air 5%

• Senyawa oksigen dapat berupa oksigen diatomik, ozon, dan juga senyawanya.

Sekilas tentang oksigen

• 21% volume merupakan oksigen• Merupakan molekul yang sangat penting,

terutama bagi makhluk hidup.

Cara memperoleh oksigen

• Distilasi bertingkat udara cair• Elektrolisis larutan KOH dan NaOH• Juga dihasilkan gas hidrogen dengan kemurnian

tinggi. Reaksi sel yang terjadi sebagai berikut.Anoda: 4OH-(aq) 2H2O(l) + O2(g) + 4e-

Katoda: 4H2O(l) + 4e- 4OH- + 2H2(g)_____________________________________________ +Reaksi total: 2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)

Beberapa senyawa oksigen• Oksigen dapat bereaksi dengan unsur logam dan

nonlogam membentuk oksida. Digolongkan menjadi:

• Oksida asam (SO3, Cl2O7)• Oksida basa (Na2O, CaO)• Oksida amfoter (ZnO, Al2O3)• Peroksida (Na2O2, BaO2)• Oksida netral/Indiferen (CO, NO, N2O, H2O)

Ozon• Unsur oksigen selain di kenal dengan

molekul juga dikenal dalam bentuk alotropinya yaitu ozon (). Ozon merupakan gas yang berwarna biru dan agak beracun. Titik didihnya sebesar -111,3⁰C dan mempunyai bau yang khas.

Ozon juga dapat dibentuk dengan mengalirkan gas oksigen ke dalam tabung yang diberi tegangan tinggi dan locatan bunga api listrik. Struktur molekul ozon:

Ozon paling banyaj terdapat pada lapisan atmosfer bagian stratosfer.

Ozon berperan untuk menyerap sinar UV dari matahari, karena sinar UV digunakan untuk mengubah menjadi atau sebaliknya.

3↔ 2Lapisan ozon dapat rusak dikarenakan gas NO dan radikal bebas klorin yang berasal dari penguraian freon jenis CFC.

Jika dibandingkan, kerusakan ozon dikarenakan oleh NO relatif kecil. Justru yang disebabkan oleh radikal bebas klorin yang lebih berbahaya, karena

setiap satu atom radikal bebas = 2000 molekul ozon.

Penyebab berlupangnya lapisan ozon juga berdampak bagi kesehatan manusia. Seperti sinar uv yang dapat menyebabkan kanker kulit terutama untuk orang yang berkulit putih.

Secara komersial, ozon digunakan pada proses pengolahan air minuman kemasan untuk menghilangkan kuman dan bakteri. Sedangkan pada proses pengolahan air limbah, ozon sering digunakan untuk menghilangkan bau tidak sedap.

Hidrogen peroksida• Dapat dibuat dengan mereaksikan barium

peroksida dengan asam sulfat • Atau juga dapat dibuat dengan mengelektrolisis

larutan amonium sulfat yang diasamkan dengan asam sulfat menghasilkan persulfat (S2O8

2-)• Lalu, larutan persulfat didistilasi uap

menghasilakn hidrogen peroksida.

Kegunaan-kegunaan• Alat bantu pernapasan• Pemutih• Oksidator bahan bakar roket• Antiseptik