Redoks Unsur Nitrogen

Percobaan II

Redoks Unsur  Nitrogen

       I.            Tujuan Percobaan

Mahasiswa dapat mempelajari reaksi redoks unsur nitrogen dalam asam nitrat dan garam nitrat.

    II.            Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Ø  Hari, Tanggal  : Selasa, 04 Desember 2012

Ø  Waktu             : 13:00 – Selesai

Ø  Tempat            : Laboratorium Kimia Lanjut FKIP UNTAD

 III.            Hasil Pengamatan

No	Perlakuan	Hasil Pengamatan
1	Uji reaktivitas asam nitrat 1.      5 mL larutan HNO3  + Padatan Cu dan diuji dengan Lakmus Merah. 2.      5 mL HNO3 7,0 M + 5 ml NaOH 0,05 M + Logam Al dan diuji dengan Lakmus merah	-Warna larutan berubah dari bening menjadi biru, terbentuk gas berwarna coklat dan bersifat asam. -Logam Al tidak larut dalam campuran larutan HNO3 dan larutan NaOH, larutan terbagi 2 warna bening di bagian bawah dan silver di bagian atas.
2	Uji reaktivitas garam nitrat 1.      Padatan KNO3 + dipanaskan dan diuji dengan Lakmus Merah 2.      Padatan Cu(NO3)2 + dipanaskan dan diuji dengan Lakmus Merah	-Padatan KNO3 tidak berubah dan terbentuk gas dan lakmus tetap berwarna merah. -Padatan Cu(NO3)2 mencair dan     terbentuk gas dan lakmus tetap berwarna merah.
3	Uji reaktivitas asam dan garam nitrat 1.      10 mL larutan H2SO4 0,05 M + didinginkan + 1 gram padatan NaNO3 2.      10 mL larutan H2SO4 0,05 M + didinginkan + 1 gram NaNO3 + padatan KI 3.      10 mL larutan H2SO4 0,05 M + didinginkan + 1 gram NaNO3 + 10 tetes KMnO4 0,05 M 4.      10 mL larutan H2SO4 0,05 M + didinginkan + 1 gram NaNO3 + dipanaskan	-Padatan NaNO3 larut dalam larutan H2SO4  dan larutan bening. -Padatan KI larut dalam larutan H2SO4  dan larutan bening. -Larutan berwarna ungu, seperti warna spesifik KMnO4 -Terdapat gelembung gas.

 IV.            Reaksi-reaksi

Ø    Uji reaktifitas asam nitrat

4HNO_3(aq) + Cu_(s)                  Cu(NO₃)_2(aq) + 2NO_2(g) + 2H₂O_(aq)

6HNO_3(aq) + 6NaOH_(aq) + 2Al_(s)              2Al(OH)_3(Aq) + 3Na₂O_(s) + 

                                                               6NO_2(g) +  3H₂O_(L)

Ø    Uji reaktifitas garam nitrat

 

2 Cu(NO₃)_2(s)                  2CuO_(s) + 4NO_2(g) + O_2(g)

2KNO_3(s)                  2KNO_2(s) + O_2(g)

Ø    Uji reaktifitas asam dan garam nitrat

_­HNO_3(aq) + KI_(s)                    2KNO_3(aq)  + HI_(aq)

_­HNO_3(aq) + KMnO_4(aq)                     Tidak bereaksi

H₂SO_4(aq) + 2NaNO_3(s)                    Na₂SO_4(aq) + 2_­

    V.            Pembahasan

Nitrogen biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa  dan merupakan gas diatomik bukan logam yang syabil. Nitrogen sangat sulit bereaksi dengan unsur atau senyawa lain. Nitrogen sendiri memiliki 5 elektron valensi. Gas ini mengembun pada suhu 77K(-196^oC) pada tekanan atmosfir (King, 1994).Unsur nitrogen memiliki bilangan oksidasi berkisar antara +5, 0 dan -3, nilai bilangan oksidasi ini adalah nilai yang paling umum dan stabil di antara bilangan oksidasi lain dari unsur nitrogen. Nitrogen terdapat bebas di atmosfir sebanyak 78% volume. Pada keadaan N₂ menyumbang sebanyak 75% volume pada lapisan udara atsmofir. Bagi mahluk hidup terkhusus tumbuhan, nitrogen sangat bermanfaat khususnya untuk proses pematangan buah. Nitrogen memiliki 2 istop yaitu N₁₄ dan N₁₅. Nitrogen dapat diperoleh dengan cara destilasi udara cair atau dapat pula dengan cara mendekomposisikan 2NaN₃. Nitrogen cair juga dapat digunakan sebagai pendingin dan sebagai bahan baku dalam perindustrian pupuk nitrogen (Penanggung Jawab Kimia Anorganik I, 2012). Percobaan kali ini bertujuan untuk melihat redoks unsur nitrogen dalam asam nitrat, garam nitrat dan ammonia. Percobaan ini dilakukan sebanyak 3 kali perlakuan yaitu, uji reaktifitas asam nitrat, uji reaktifitas garam nitrat dan uji reaktifitas asam dan garam nitrat (Penuntun Praktikum Kimia Anorganik I, 2012)

Pada perlakuan awal, yaitu uji reaktivitas asam nitrat. Diawali dengan memasukan larutan HNO₃ 7,0 M ke dalam tabung reaksi 1 dan tabung reaksi 2. Selanjutnya pada tabung reaksi 1 padatan Cu dan dipanaskan, tabung reaksi menjadi panas dan warna larutan menjadi biru. Warna biru yang terlihat merupakan warna khas dari ion Cu³⁺ yang dihasilkan ketika padatan Cu larut dalam larutan HNO₃ 7,0 M, setelah diuji dengan kertas lakmus merah, teramati bahwa warna kertas tidak berubah, hal ini menandakan bahwa terbentuk gas yang bersifat asam yaitu gas NO₂. Secara reaksi dapat dituliskan sebagai berikut :

4HNO_3(aq) + Cu_(s)            Cu(NO₃)_2(aq) + 2NO_2(g) + 2H₂O_(aq)

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 +5 pada HNO₃ menjadi +4 pada NO₂. Sedangkan untuk tabung reaksi 2, sebelum padatan Al dimasukan, maka terlebih dahulu dimasukan larutan NaOH sebanyak 5 mL yang berfungsi sebagai zat pereduksi, kemudian ditambahkan dengan logam Al, hasil yang diperoleh yaitu logam Al tidak larut dalam campuran larutan HNO₃ dan larutan NaOH dan larutan terbagi dalam 2 warna, yaitu silver di bagian atas dan bening di bagian bawah. Pada saat diuji dengan lakmus merah, lakmus merah tetap berwarna merah yang menandakan larutan yang dihasilkan bersifat asam. Adapun persamaan reaksi pada perlakuan ini yaitu sebagai berikut:

3HNO_3(aq) + 5NaOH_(aq) + 8Al_(s)             3NH_3(g) +     

                                                               8[Al(OH)₄]Na_(aq) + H₂O_(aq)

Pada reaksi diatas terjadi reaksi redoks, dimana unsur nitrogen mengalami reduksi yaitu dari +5 pada HNO₃ menjadi +3 pada NH₃. Dari pengujian ini, dapat diketahui bahwa Cu lebih reaktif dari pada Al karena Cu dapat larut seluruhnya dan membentuk larutan homogen sedangkan Al saat melarut masih membentuk 2 lapisan (Anonim, 2012).

Kemudian perlakuan yang berikutnya yang dilakukan adalah uji reaktivitas garam nitrat. Pada percobaan ini digunakan 2 buah tabung reaksi. Pada tabung reaksi 1 dimasukkan padatan KNO₃. Kemudian padatan tersebut dipanaskan dan mengujinya dengan kertas lakmus merah. Hasil yang diperoleh adalah padatan KNO₃ tidak mengalami perubahan wujud dan terbentuknya gas yang bersifat asam. Adapun reaksi yang terjadi pada perlakuan ini yaitu sebagai berikut :

2KNO_3(s)                  2KNO_2(s) + O_2(g)

Pada percobaan ini dilakukan pemanasan yaitu agar mempercepat proses penguraian senyawa KNO₃. Pada tabung 2 yaitu kita memasukkan padatan Cu(NO₃)₂ dan kemudian memanaskannya. Hasil yang diperoleh yaitu padatan Cu(NO₃)₂ menjadi cair dan setelah diuji dengan kertas lakmus merah, diperoleh bahwa gas yang terbentuk bersifat asam karena tidak terjadi perubahan warna pada kertas lakmus merah tersebut. Reaksi yang terjadi pada perlakuan ini yaitu :

2 Cu(NO₃)_2(s)                  2CuO_(s) + 4NO_2(g) + O_2(g)

Sama halnya dengan perlakuan terhadap tabung 1, pemanasan pada perlakuan ini bertujuan untuk mempercepat tejadinya penguraian senyawa Cu(NO₃)₂. Gas yang terbentuk adalah gas O₂.

Pada perlakuan yang ketiga yang dilakukan adalah uji reaktivitas asam dan garam nitrat. Pada percobaan ini diawali dengan memasukkan 10 mL H₂SO₄ 0,05 M ke dalam tabung reaksi. Setelah itu mendinginkan larutan asam sulfat tersebut. Pendinginan larutan H₂SO₄ bertujuan untuk menghindari panas yang berlebih saat larutan dicampurkan. Hal ini disebabkan karena sifat dari H₂SO₄ yang cukup reaktif(Penanggung Jawab Kimia Anorganik I, 2012). Selanjutnya menambahkan sebanyak 1 gram NaNO₃ dan diperoleh hasil larutan bening dan NaNO₃ larut dalam H₂SO_4. Selanjutnya membagi larutan hasil reaksi tersebut ke dalam 3 tabung reaksi dengan volume yang sama pada tiap-tiap tabung. Pada tabung reaksi 1, ditambahkan padatan KI dan diperoleh hasil bahwa padatan KI larut sepenuhnya dalam larutan tersebut, hal iniditandai dari warna larutan yang bening.

Reaksi yang terjadi pada perlakuan ini yaitu :

_­HNO_3(aq) + KI_(s)                    2KNO_3(aq)  + HI_(aq)

Selanjutnya, pada tabung reaksi 2 dilakukan penambahan larutan KMnO₄, dari perlakuan ini diperoleh hasil bahwa KMnO₄ tidak dapat bereaksi dengan HNO_3, 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 (Anonim, 2012). Selanjutnya, pada tabung reaksi 3, dilakukan pemanasan di atas penangas listrik dan diperoleh hasil pengamatan bahwa larutan tetap bening dan terdapat gelembung-gelembung gas. Pada perlakuan ini terjadi penguraian HNO₃. Reaksi yang terjadi pada perlakuan ini yaitu :

HNO_3(aq)                   H⁺_(g) + NO_3(g)

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.

 VI.            Kesimpulan

Dari beberapa reaksi redoks tersebut nitrogen mengalami perubahan bilangan oksidasi +5, +4, +2, dan +3 dan menunjukkan bahwa asam nitrat lebih reaktif dari pada garam nitrat.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2009. Unsur Nitrogen.

http://kimia nitrogen.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah web/2007/Utama.html.

          (diunduh 1 november 2011)

R.B. King, ed. (1994).Encyclopedia of Inorganic Chemistry. Diterjemahkan oleh

          Mukmar Ali thn 2001 . Jakarta 2004. Penerbit : Erlangga

Staf Pengajar. 2012. Penangung Jawab Mata Kuliah Kimia Anorganik I. FKIP Untad. Palu.                                                                      

Staf Pengajar. 2012. Penuntun Praktikum Kimia Anorganik I. Untad Press.