Percobaan 2 Unsur Nitrogen

PERCOBAAN II

REDOKS UNSUR NITROGEN

I. Tujuan Percobaan

Tujuan dari dilakukannya percobaan ini yaitu agarmahasiswa dapat

mempelajari reaksi redoks unsur nitrogen dalam asam nitrat, garam nitrar dan

amoniak.

II. Dasar Teori

Redoks merupakan reaksi reduksi dan okdasi, dimana reaksi reduksi yaiut

menjelaskna penambahan elektron oleh sebuah molekul, atom atau ion.Dan

oksidasi yaitu menjelaskan penambahan elektron oleh sebuah molekul, atom dan

ion.

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 dioksidasi, atau reduksi karbon oleh hidrogen menghasilkan

mentana (CH4), ataupun ia dapat berupa proses yang kompleks seperti oksidasi

gula pada tubuh manusia melalui rentetan transfer elektron yang rumit.

Nitrogen secara resmi ditemukan oleh Daniel Rutherford pada tahun 1772,

yang menyebutnya udara beracun atau udara tetap. Nitrogen juga dikaji pada

masa yang lebih kurang sama oleh Charl Wilhem Scheele, Hendry Cavedish, dan

Joseph Priestley, yang menyebutnya sebagai udara terbakar atau udara telah

flogistat. Gas nitrogen adalah cukup lemas sehingga dinamakan oleh Antoine

Lavoisier sebagai azote, dari pada perkataan yunani yang bermaksud “ tak

bernyawa”.(Anonim, 2009).

Nitrogen terdapat bebas di atmosfir (78 % volume).Selain dari pada itu,

atmosfir dapat juga mengandung sedikit ammonia sebagai hasil peluruhan zat

yang mengadung nitrogen atau asam nitrat, teristimewah setelah terjadi halilintar.

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, sedangkan asam nitrit merupakan asam nitrit

yang dapat mengoksidasi hampir 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 (N) dalam sistem periodik unsur menempati golongan V-A (15)

dan periode 2. Nitrogen adalah satu-satunya unsur yang memiliki banyak macam

bilangan oksidasi. Bilangan oksidasi di sini dimaknai sebagai suatu bilangan

yang menunjukkan ukuran kemampuan suatu atom untuk melepas atau

menangkap elektron dalam pembentukan suatu senyawa.

Bilangan oksidasi nitrogen mulai dari -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4 dan +5.

Pertanyaannya mengapa nitrogen memiliki berbagai tingkat oksidasi (atau

bilangan oksidasi)? Ikatan dengan unsur lain menjadi senyawa atau ion dari

nitrogen itulah yang menyebabkan nitrogen menjadi punya banyak variasi

bilangan oksidasi. Jika ia berikatan dengan unsur yang lebih elektropositif (ke-

elektro-negatif-an-nya lebih kecil) maka ia akan memiliki bilangan oksidasi

negatif. Jika ia berikatan dengan unsur yang memiliki keelektronegatifan lebih

besar maka ia akan memiliki bilangan oksidasi positif. Untuk diketahui bahwa

pada skala Pauling keelektronegatifan N = 3,04. Ini praktis menempatkan N

terletak di antara unsur-unsur yang sangat elektronegatif dan unsur yang sangat

elektropositif.

Penjelasan yang menguatkan berikutnya adalah dikaitkan dengan

konfigurasi elektron N. Konfigurasi elektron N dengan nomor atom 7

=

Jika nitrogen berikatan dengan unsur yang lebih elektropositif (ke-

elektro-negatif-an-nya lebih kecil), unsur yang mampu men-share kepada N yang

akan menempati orbital yang kosong (dalam hal ini) orbital 2p maka ia akan

memiliki bilangan oksidasi negatif.

Jika unsur lain yang lebih elektropositif itu men-share dengan 1 elektron pada

1 orbital 2p maka nitrogen akan memiliki tingkat oksidasi (biloks) –1,


2 orbital 2p maka nitrogen akan memiliki tingkat oksidasi (biloks) –2,


3 orbital 2p maka nitrogen akan memiliki tingkat oksidasi (biloks) –3.

Jika nitrogen berikatan dengan unsur yang memiliki keelektronegatifan

lebih besar maka ia akan memiliki bilangan oksidasi positif.

Jika nitrogen men-share 1 elektron dari elektron valensinya kepada unsur lain

yang lebih elektronegatif maka nitrogen akan memiliki tingkat oksidasi

(biloks) +1,



(biloks) +2,



(biloks) +3,

http://urip.files.wordpress.com/2013/10/konfigurasi-elektron-n.png



(biloks) +4,



(biloks) +5.

Ketika nitrogen dalam bentuk molekul unsur (N2) tentu ia memiliki

bilangan oksidasinya 0.Nah berikut inilah beberapa senyawa dan atau ion dari

unsur N yang mewakili berbagai bilangan oksidasi (9 macam bilangan oksidasi).

1. Bilangan oksidasi N pada NH3 = –3

2. Bilangan oksidasi N pada N2H4 = –2

3. Bilangan oksidasi N pada NH2OH = –1

4. Bilangan oksidasi N pada N2 = 0

5. Bilangan oksidasi N pada N2O = +1

6. Bilangan oksidasi N pada NO = +2

7. Bilangan oksidasi N pada NO2– = +3

8. Bilangan oksidasi N pada NO2 = +4

9. Bilangan oksidasi N pada NO3– = +5

Pada 9 daftar senyawa dan ion dari N tersebut, dibanding dengan N

(keelektronegatifan N = 3,04), O (keelektronegatifan O = 3,44) adalah unsur

yang lebih elektronegatif dan H (keelektronegatifan H = 2,20) adalah unsur yang

elektropositif. Cara yang mudah untuk melihat prose redoks adalah reduktor

mentransfer elektronnya ke oksidator.Sehingga dalam reaksi, reduktor

melepaskan elektron dan teroksidasi, dan oksidator mendapatkan elektron dan

tereduksi.Pasangan oksidator dan reduktoryang terlibat dalam sebuah reaksi

disebut sebagai pasangan redoks. (Achmad, 2001)

III. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam tiap perlakuan pada percobaan ini

antara lain:

A. Alat

1. Spatula

2. Gelas kimia

3. Gelas ukur

4. Pipet tetes

5. Penangas listrik

6. Tabung reaksi

7. Rak tabung reaksi

8. Ember

9. Kertas lakmus

B. Bahan

1. Larutan H2SO4

2. Larutan HNO3

3. Larutan KMnO4

4. Larutan NaOH

5. Padatan KNO3

6. Padatan Cu(NO3)2

7. Padatan NaNO3

8. Padatan KI

9. Logan Al

10. Logam Cu

11. Aquades

12. Es batu

III. Prosedur Kerja

Prosedur kerja yang dilakukan dalam percobaan ini adalah sebagi berikut:

A. Uji Reaktivitas Asam Nitrat

1. Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini

2. Memasukkan kepingan logam Cu ke dalam gelas kimia

3. Mengukur larutan HNO3 7 M sebanyak 5 ml dan memasukkan kedalam

gelas kimia berisi logam Cu.

4. Memanaskan larutan hingga Cu larut

5. Memasukkan 5 ml larutan NaOH 0,01 M ke dalam tabung reaksi

6. Menambahkan logam Aluminium ke dalam tabung reaksi berisi larutan

NaOH

7. Memanaskan tabung reaksi tersebut ke dalam gelas kimia berisi aquades

8. Mencatat hasil pengamatan ke dalam tabel hasil pengamatan.

B. Uji Reaktivitas Garam Nitrat

1. Menyiapkan dua tabung reaksi yang bersih

2. Memasukkan 1 spatula padatn KNO3 ke dalam tabung 1

3. Memasukkan 1 spatula padatn Cu(No3)2 ke dalam tabung 2

4. Memanaskan kedua tabung tersebu, dan menguji sifat gas menggunakan

kertas lakmus

5. Mencatat hasil pengamatan ke dalam tabel hasil pengamatan

C. Uji Reaktivitas Asam dan Garam Nitrat

1. Memasukkan 10 ml larutan H2SO4 0,05 M ke dalam tabung reaksi

2. Endinginkan larutan selama 10 menit ke dalam bongkahan es batu

3. Menambahkan 1 spatula padatan NaNO3, ke dalam larutan H2SO4 yang

telah didinginkan

4. Membagi larutan tersebut ke dalam tiga tabung reaksi dengan volume

yang sama

5. Menambahkan padatan KI sebanyak 1 spatula ke dalam tabung 1

6. Menambahkan 10 tetes KMnO4 0,1 M ke dalam tabung 2

7. Memanaskan tabung 3 yang berisi larutan H2SO4 dan padatan NaNO3

8. Mencatat hasil pengamatan ke dalam tabel hasil pengamatan

IV. Hasil Pengamatan

Hasil pengamatan yang diperoleh pada percobaan ini adalah:

Tabel Hasil Pengamatan


No Perlakuan Hasil Pengamatan

1. Larutan HNO3 7 M + kepingan

logam Cu + dipanaskan

Terbentuk gas NO2 warna merah

kecoklatan, warna larutan biru, dan

kertas lakmus biru berubah menjadi

merah (bersifat asam)

2. Logam Al + larutan NaOH 0,01

M + dipanaskan

Logam Al tidak larut (naik

kepermukaan saat dipanaskan),

kertas lakmus biru tidak berubah

warna (bersifat basa)



1. Padatan KNO3 dipanaskan Padatan KNO3 tidak larut dan

terbentuk Gas O2 yang bersifat basa

(kertas lakmus biru tidak berubah

warna)

2. Padatan Cu(NO3)2 dipanaskan Cu(NO3) tidak larut dan terbentuk

Gas yang bersifat asam (kertas

lakmus biru berubah menjadi

merah)



1. 10 ml H2SO4 0,05 M didinginkan

+ 1 spatula padatan NaNO3

Padatan NaNO3 larut, larutan

berwarna bening

2. Perlakuan 1 + padatan KI Padatan KI larut, larutan berwarna

kuning muda

3. Perlakuan 1 + 10 tetes KMnO4

0,1 M

Lrutan berwarna ungu

4. Perlakuan 1 dipanaskan Tidak terjadi perubahan warna dan

terbentuk gas NO2

V. Persamaan Reaksi


1. 4HNO3(aq) + Cu(s) Cu(NO3)2(aq) + 2NO2(g) + 2H2O(aq)

2. Al(s) + 2NaOH(aq) Al(OH)2(s) + 2Na+(aq)


1. 2KNO3(s) 2KNO2(s) + O2

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


1. H2SO4(aq) + NaNO3(s) NaHSO4(aq) + HNO3(aq)

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

3. HNO3(aq) + KMnO4(aq) tidak bereaksi

4. 4HNO3(aq) 4NO2(g) + 2H2O(aq) + 3O2(g)

VI. Pembahasan

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

3, dimana ketiganya tersebut merupakan bilangan oksidasi yang paing 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 kurang stabil dibanding asam nitrat

dan cenderung terdisproporsionasi menjadi NO danHNO3.

Pada percobaan kali ini dengan tujuan percobaan yaitu mempelajari reaksi

redoks unsur nitrogen dalam asam nitrat, garam nitrat dan amonia.

Pada percobaan ini untuk uji reaktivitas asam nitrat, perlakuan I yaitu

reaksi asam nitrat (HNO3) dengan logam Cu , hasil pengamatan yang didapatkan

pada percobaan yaitu warna gas yang ditimbulkan berwarna merahkecoklatan dan

larutan yang terjadi berwarna biru. Gas yang berwarna merah kecoklatan

ditimbulkan dari gas NO2 yang terbentuk dari reaksi yang terjadi pada

penambahan asam nitrat dengan logam Cu. Sedangkan larutan yang berwarna biru

dihasilkan dari Cu2+ yang mengikat air dan ketika larutan dipanaskan lalu diuji

dengan kertas lakmus biru dan gas yang ditmbulkan bersifat asam, karena setelah

diuji degan kertas lakmus biru, kertas lakmus berubah warna menjadi warnah

merah, dan gas ini juga bersifat beracun. Dan ciri-ciri dari gas tersebut yaitu

berwrna merah kecoklatan dan berbau,

Untuk perlakuan ini, pemanasan bertujuan untuk mempercepat

terbentuknya hasil reaksi.Reaksi yang terjadi pada perlakuan ini adalah reaksi

redoks, dimana nitrogen mengalami reduksi yaitu dari +5pada HNO3 menjadi +4

pada NO2.Sedangkan pada perlakuan ke II yaitu reaksi asam nitrat (NaOH)

dengan logam Aluminium, hasil pengamatan yang didapatkan yaitu logam Al

tidak larut (naik kepermukaan saat dipanaskan),dan terbentuk gas NH3yang

bersifat basa, karena kertas lakmus biru tidak berubah warna (bersifat basa).Dan

ciri-ciri dari gas tersebut tidak berwarna dan tidak berbau.Larutan NaOH yang

digunakan berfungsi untuk membuat reaksi dalam suasana basa dan sebagai

pelarut dan melarutkan aluminium.

Untuk perlakuan ini, sama halnya dengan perlakuan pada tabung I

pemanasan bertujuan untuk mempercepat terbentuknya hasil reaksi. Reaksi yang

terjadi pada perlakuan ini adalah reaksi redoks.

Pada percobaan ini untuk uji reaktivitas garam nitrat, perlakuan I yaitu

reaksi garam nitrat (padatan KNO3) dipnaskankan dan hasil yang didapatkan pada

percobaan ini adalah ada gas O2yang terbentuk, dan gas ini bersifat basa (kertas

lakmus biru tidak berubah warna) dan ciri-ciri dari gas ini, yaitu tidak berbau,

tidak berwarna dan tidak berasa. Pada percobaan ini dilakukan pemanasan yaitu

agar mempercepat proses penguraian senyawa KNO3. Sedangkan pada perlakuan

ke II yaitu reaksi garam nitrat (padatan Cu(NO3)2) dipanaskan dan hasil yang

didapatkan pada percobaani adalah ada gas O2yang terbentuk, dan gas ini bersifat

asam (kertas lakmus biru berubah menjadi merah) dan ciri-ciri dari gas ini yaitu

tidak berbau, tidak berwarna dan tidak berasa.Sama halnya dengan perlakuan

terhadap tabung 1, pemanasan pada perlakuan ini bertujuan untuk mempercepat

tejadinya penguraian senyawa Cu(NO3)2.

Pada percobaan untuk uji reaktivitas asam dan garam nitrat, perlakuan I yaitu

mendinginkan larutan H2SO4 selama 10 menit di bongkahan es batu, yang mana

pendinginan larutan H2SO4 bertujuan untuk menghindari panas yang berlebih saat

larutan dicampurkan.Hal ini disebabkan karena sifat dari H2SO4 yang cukup

reaktif.Setelah melakukan pendinginan tersebut, larutan ynga didinginkan dibagi

ke dalam tiga tabung reaksi.Untuk tabung reaksi I larutan yang didinginkan

ditambahkan dengan padatan NaNO3, hasil yang didapatkan pada percobann ini

yaitu padatan NaNO3 larut dan larutannya berwarna bening.Untuk tabung reaksi II

larutan yang didinginkan ditambahkan dengan padatan KI hasil yang didapatkan

pada percobaan ini adalah padatan KI larut dan warna larutannya berwarna bening.

Untuk tabung III larutan yang didinginkan ditambahkan dengan 10 tetes KMnO4

0,1 M hasil yang diperoleh pada percobaan ini adalah larutannya tidak menyatu

dan terbetuk dua lapisan yaitu lapisan ungu dan lapisan bening,, dari perlakuan ini

diperoleh hasil bahwa KMnO4 tidak dapat bereaksi dengan HNO3, ini ditandai

dengan perubahan warna larutan dari bening menjadi ungu, sesuai warna spesifik

KMnO4. Penyebab KMnO4 tidak dapat bereaksi dengan HNO3 dikarenakan

keduanya merupakan oksidator kuat.Ini dapat dilihat dari tingginya nilai bilangan

oksidasi Mn yaitu +7 dan nilai bilangan oksidasi N yaitu +5. Tingginya bilangan

oksidasi ini menyebabkan proses reaksi reduksi tidak dapat berlangsung. Untuk

tabung yang berisi larutan H2SO4 yang didinginkan, dipanaskan dan hasil yang

didapatkan pada percobaan ini adalah tidak terjadi perubahan warna, warnanya

tetap bening.Sehingga dari ke tiga pengujian diatas dapat diketahui bahwa asam

nitrat lebih stabil dibandingkan dengan garam nitrat.Dan terjadinya reaksi redoks

pada unsur nitrogen, yang dapat dilihat dari nilai bilangan oksidasi nitrogen dalam

percobaan yaitu +5, +4, +3 dan +2.

VII. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat disimpulkan berdasarkan tujuan pada percobaan

ini adalah sebgaia barikut:

1. Reaksi redoks unsur nitrogen dalam asam nitrat, garam nitrat dapat dilakukan

dengan uji reaktivitas asam nitrat, uji reaktivitas garam nitrat dan uji

reaktivitas asam dan garam nitrat.

2. Bilangan oksidasi nitrogen pada senyawa HNO3 yaitu +5 dan senyawa KNO3

juga +5

DAFTAR PUSTAKA

Puput. 2009. Unsur Nitrogen. http://kimianitrogen.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah web/2007/Utama.html. (diunduh 7 desember 2014).

R.B. King, ed. (1994).Encyclopedia of Inorganic Chemistry. Diterjemahkan olehMukmar Ali thn 2001 . Jakarta 2004. Penerbit : Erlangga

Staf Pengajar. 2013. Penangung Jawab Mata Kuliah Kimia Anorganik I. FKIP Untad.Palu.

Tim Dosen Kimia Anorganik. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik I. Untad

Tadulako.Palu.

LEMBAR ASISTENSI

Nama : Alfiani

Stambuk : A 251 13 073

Kelompok : 2

Asisten : Serti A Sangkala

N

O

Hari/Tanggal Catatan Paraf

Percobaan 2 Unsur Nitrogen

Documents

Transcript of Percobaan 2 Unsur Nitrogen