sumber, pembuatan, hidrogen dan proses hujan asam

Posted: May 11, 2011 in Uncategorized

Tugas Anorganik I
1. Tuliskan sumber utama unsur Nitrogen.
2. Jelaskan prinsip ekstraksi Nitrogen dari udara.
3. Jelaskan mengapa unsur Nitrogen digunakan sebagai pengawet.
4. Jelaskan cara pembuatan asam nitrat dan hubungkan dengan fenomena hujan asam.
Jawab:
1. Sumber – sumber utama unsure Nitrogen
Nitrogen adalah salah satu unsur golongan VA yang merupakan unsur nonlogam dan gas yang paling banyak di atmosfir bumi, . Di alam nitrogen terdapat dalam bentuk gas N2 yang tidak berwarna dan tidak berbau, tidak berasa, dan tidak beracun. Pada suhu yang rendah nitrogen dapt berbentuk cairan atau bahkan kristal padat yang tidak berwarna (bening). Selain itu nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa nitrat, amoniak, Pada tanaman dan hewan, nitrogen bergabung berupa bentuk protein yang komposisi rata-ratanya 51% C, 25% O, 16% N, 7% H : 0,4% P dan 0,4% S, Terdapat sebagai unsure bebas sebagai N2 diatmosfer. Dari atmosfir bumi, gas nitrogen dapat dihasilkan melalui proses pencairan (liquefaction) dan distilasi fraksi. Sisa-sisa tanaman dan bahan-bahan organis, Mikrobia atau bakteri-bakteri,Pupuk buatan (Urea, ZA dan lain), dan apabila terjadi halilintar di udara ternyata dapat menghasilkan gas nitrat yang kemudian dibawa oleh air hujan dan meresap di bumi.

2. Prinsip ekstraksi Nitrogen
• Di laboratorium dari dekomposisi termal senyawa amonium nitrit CNH4 NO2 dengan cara dipanaskan. Reaksinya seperti berikut :
CNH4 NO2 N2 (g) + 2H2O

• Dalam industri, dengan cara destruksi bertingkat dan pencairan (destilasi udara cair) karena N2mempunyai titik didih rendah dari pada O2maka ia lebih dahulu menguap sebagai fraksi pertama. Dalam proses ini, oksigen diperoleh dengan penambahan sejumlah kecil H2 dan melewatkannya melalui katalisator Pt atau dengan cara meniupkan gas melalui larutan aqueous CrCl2. Nitrogen yang sangat murni dapat diperoleh dari dekomposisi termal senyawa-senyawa nitrogen seperti amonium nitrit, natrium azida, dan amonium nitrat. NH4NO2(s) N2(g) + 2H2O(g)
2NaN3(s) 2Na(s) + 3N2(g)
2NH4NO3(s) 2N2(g) + O2(g) + 4H2O(g)
Reaksi terakhir ini harus dilakukan dengan hati-hati untuk menghindari resiko ledakan; amonium nitrit sangat potensial untuk meledak sama seperti amonium nitrat yang adalah merupakan oksidator yang sangat kuat dan merupakan komponen dinamit.
• Secara spektroskop N2murni di buat dengan dekomposisi termal Natrium Barium Azida. Berikut reaksinya
2NaN3 2Na + 3N2
Pemanasan NH4NO2 melalui reaksi sebagai berikut :
NH4NO2 N2 + 2H2O
. Oksidasi NH3 melalui reaksi sebagai berikut :
H3 + 3CuO N2 + 3Cu + 3H2O
• Destilasi (penyulingan ) bertingkat dari udara cair.

3. Nitrogen sebagai pengawet
Nitrogen cair berpenampakan bersih tak berwarna sepeti air biasa, dengan kerapatan 0,807 g/mL pada temperatur titik didihnya dengan konstanta dielektrik 1,4. Pada tekanan atmosfer, nitrogen cair mendidih pada temperatur 77 K atau setara dengan -196 oC atau -321 oC. Ia merupakan cairan cryogenic yang dapat menyebabkan pembekuan dengan cepat apabila kontak dengan jaringan tubuh makhluk hidup, atau yang lebih dikenal dengan frosbite. Apabila ditempatkan pada kontainer khusus, yakni kontainer isolasi seperti botol vakum, dimana panas tidak dapat keluar masuk, maka nitrogen cair dapat disimpan dengan aman.

4. Pembuatan asam nitrat
Asam nitrat, HNO3 merupakan salah satu asam anorganik yang penting dalam industri dan laboratorium, sehingga diproduksi dalam jumlah yang banyak sekali. Pembuatan asam nitrat ini pada prinsipnya menggunakan cara oksidasi katalitik amonia pada proses Oswald dengan tahapan:
4 NH3(g) + 5 O2(g) 4 NO(g) + 6 H2O(g)
2NO(g) + O2(g) 2 NO2(g)
3 NO2(g) + H2O(l) 2 H+(aq) + 2 NO3-(aq) + NO(g)
Pada tahap pertama, campuran NH3 dan udara dilewatkan melalui kumparan platina yang dipanaskan pada temperatur 800oC. Pada pendinginan, produk nitrogen oksida (NO) dioksidasi menjadi nitrogen dioksida (NO2), yang kemudian mengalami disproporsionasi dalam larutan membentuk asam nitrat dan NO. Dengan cara memberikan konsentrasi O2 yang cukup tinggi, NO sisa akan diubah menjadi NO2 dan reaksi terakhir akan bergeser ke arah kanan. Untuk mendapatkan asam 100% dilakukan destilasi HNO3 yang volatil.
Asam nitrat murni berupa cairan tak berwarna yang jika terkena cahaya akan berubah menjadi coklat karena mengalami sedikit dekomposisi menjadi NO2 yang berwarna coklat
4 HNO3(l) 4 NO2(g) + O2(g) + 2 H2O(l)
asam ini adalah asam kuat karena pada larutan encernya 100% mengalami disosiasi menjadi H+ dan NO3-.
Hujan asam diartikan sebagai segala macam hujan dengan pH di bawah 5,6. Hujan secara alami bersifat asam (pH sedikit di bawah 6) karena karbondioksida (CO2) di udara yang larut dengan air hujan memiliki bentuk sebagai asam lemah.Jenis asam dalam hujan ini sangat bermanfaat karena membantu melarutkan mineral dalam tanah yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan binatang.
Hujan asam disebabkan oleh belerang (sulfur) yang merupakan pengotor dalam bahan bakar fosil serta nitrogen di udara yang bereaksi dengan oksigen membentuk sulfur dioksida dan nitrogen oksida. Zat-zat ini berdifusi ke atmosfer dan bereaksi dengan air untuk membentukasam sulfat dan asam nitrat yang mudah larut sehingga jatuh bersama air hujan. Air hujan yang asam tersebut akan meningkatkan kadar keasaman tanah dan air permukaan yang terbukti berbahaya bagi kehidupan ikan dan tanaman.
Hubungan hujan asam dengan pembuatan asam nitrat
Emisi NOx (Nitrogen oksida) adalah pelepasan gas NOx ke udara. Di udara, setengah dari konsentrasi NOx berasal dari kegiatan manusia (misalnya pembakaran bahan bakar fosil untuk pembangkit listrik dan transportasi), dan sisanya berasal dari proses alami (misalnya kegiatan mikroorganisme yang mengurai zat organik). Di udara, sebagian NOx tersebut berubah menjadi asam nitrat (HNO3) yang dapat menyebabkan terjadinya hujan asam.
Emisi SO2 (Sulfur dioksida) adalah pelepasan gas SO2 ke udara yang berasal dari pembakaran bahan bakar fosil dan peleburan logam. Seperti kadar NOx di udara, setengah dari konsentrasi SO2 juga berasal dari kegiatan manusia. Gas SO2 yang teremisi ke udara dapat membentuk asam sulfat (H2SO4) yang menyebabkan terjadinya hujan asam.
Emisi gas NOx dan SO2 ke udara dapat bereaksi dengan uap air di awan dan membentuk asam nitrat (HNO3) dan asam sulfat (H2SO4) yang merupakan asam kuat. Jika dari awan tersebut turun hujan, air hujan tersebut bersifat asam (pH-nya lebih kecil dari 5,6 yang merupakan pH “hujan normal”), yang dikenal sebagai “hujan asam”. Hujan asam menyebabkan tanah dan perairan (danau dan sungai) menjadi asam. Untuk pertanian dan hutan, dengan asamnya tanah akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman produksi. Untuk perairan, hujan asam akan menyebabkan terganggunya makhluk hidup di dalamnya. Selain itu hujan asam secara langsung menyebabkan rusaknya bangunan (karat, lapuk). Smog merupakan pencemaran udara yang disebabkan oleh tingginya kadar gas NOx, SO2, O3 di udara yang dilepaskan, antara lain oleh kendaraan bermotor, dan kegiatan industri.

About these ads

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s