Kimia . presentasi NItrogen dan Belerang

NITROGEN DAN BELERANG

1.        NITROGEN

SEJARAH NITROGEN

            Pada tahun 1772, Hanry Cavendish ( 1731 – 1810 ) mengemukakan bahwa komponen penyusun udara terbanyak adalah mephitic air. Dua tahun kemudian joseph priestley ( 1773 – 1804 ) menemuka komponen udara lain, yaitu apa yang disebutnya vital air.

            Penemuan kedua ilmuan inggris di atas mendorong Antoine lourent Lavoisier ( 1743-1794 ) di prancis untuk melakukan eksperimen. Lavoisier memanaskan merkuri (raksa) dalam tabung tertutup . Ternyata merkuri bersenyawadengan seperlima bagian udara, membentuk suatu serbuk merah (yg sekarang di sebut merkuri oksida). Empat perlima bagian sisa udara tetap berupa gas. Lavoisier mengamati bahwa dalam gas sisa itu lilin tak dapat menyala serta tikus tak dapat hidup lama.

            Maka, lavoisier menyimpulkan bahwa udara tersusun dari dua jenis gas. Jenis gas yang pertama sangatberguna bagi kehidupan dan pembakaran dan jumlahnya meliputi seperlima bagian udara. Inilah vital air yang di kemukakan oleh Priestley. Gas Vital air ini oleh Lavoisier diberi namaoksigen.

            Adapun jenis gas yang kedua, yang meliputi empat perlima bagian udara,merupakan gas mephitik air yang ditemukan ole( h cavendish. Lavoisier sendiri memberi nama azote (dalam bahasa yunani) yang berarti” tiada kehidupan ”. Kemudian abad ke -19,nama azote diganti menjadi nitrogen yang artinya pembentuk ”niter”. Niter adalah nama lama untuk kalium nitrat, KNO₃, suatu zat yang sejak zaman purba dipakai sebagai zat pengawet.

PENGERTIAN NITROGEN

Nitrogen atau zat lemas adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang N dan nomor atom 7. Biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa dan merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat sulit bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya. Dinamakan zat lemas karena zat ini bersifat malas, tidak aktif bereaksi dengan unsur lainnya.

Nitrogen mengisi 78,08 persen atmosfer Bumi dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Zat lemas membentuk banyak senyawa penting seperti asam amino, amoniak, asam nitrat, dan sianida.

UNSUR SENYAWA

Nitrogen atau zat lemas adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang N dan nomor atom 7.

Simbol: N

Nomor atom: 7

Konfigurasi elektron: 1s2 2s2 2p3

Titik didih: -195,8 °C

Titik lebur: -210 °C

Massa atom: 14,0067 ± 0,0001 u

Nitrogen adalah zat komponen penyusun utama atm0sfer bumi. Udara terdiri atas 78% volume nitrogen (N₂). Nitrogen adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. Nitrogen dalam deret kimia termasuk kedalam  nonmetals, termasuk golongan VA, periode 2, dan blok p. Penampilanya berupa colorless.

BEBERAPA SENYAWA NITROGEN

1.        Amonia, NH₃

Amonia dibuat dari gas nitrogen dan hidrogen secara langsung melalui proses Haber-bosch.

N2+3H2→N2H3

Amonia merupakan gas yang tidak berwarna dan berbau menyengat,menyebabkan mual dan mata pedih,mempunyai titik didih -33,4⁰C dan mudah larutt dalam air dengan kelarutan 1130 L amonia setiap liter air.

Amonia di gunakan untuk membuat bahan peledak(nitrat,dinamit,azida),plastik,industri kertas,pupuk.

2.        Hidrazin, NH2-NH2

Merupakan senyawa hidrida nitrogen selain amonia dengan rumus molekul N2H2.Hidrazin merupakan senyawa tidak berwarna dengan titik lebur 2⁰C dan titik didih 114⁰C,berbau seperti amonia.

3.        Nitrida

Natrium nitrida ialah senyawa anorganik dengan rumus Na₃N. Berbeda dengan Litium nitrida dan banyak nitrida lain, natrium nitrida, nitrida alkali sangat tidak stabil. Natrium nitrida dapat dihasilkan dengan menggabungkan nyala atom natrium dan nitrogen yang diendapkan pada substrat safir pada suhu-rendah. Senyawa nitrida ini terurai menjadi unsur-unsurnya:

2 Na₃N → 6 Na + N₂

4.        Nitrogen Halida, NX3

Senyawa nitrogen florida yang terkenal adalah NF₃ yang berupa gas tak berbau,tak berwarna dan tidak reaktif,yang dapat dibuat dari elektrolisis leburan amonium biflorida atau larutanya dalam anhidrat hidrogen florida. Senyawa ini mirip dengan ammonia, mempunyai satu pasanga electron menyendiri namun bersifat basa Lewis lemah.

5.        Asam Hidrozoik atau Hidrogen Azida, HN3

Asam ini dalam larutan air dapat diperoleh dari oksidasi hidrazin dengan asam nitrit menurut persamaan reaksi :
N₂H₄ + HNO₂à HN₃ + 2 H₂O

Asam hidrozoik berupa cairan tak berwarna mendidih pada 37⁰C dan membeku pada -80⁰C, memberikan bau yang menyakitkan dan sangat beracun. Ion azida dimanfaatkan untuk bahan penyelamat dalam bentuk kantung gas dalam mobil. Untuk menghindari sentuhan pengendara dengan logam natrium dicampurkan Fe₂O₃.

6.        Oksida Nitrogen dan Asam Oksida

Nitrogen memiliki 6 jenis oksida, yaitu nitrogen (I) oksida atau dinitrogen oksida(N2O), nitrogen (II) oksida atau nitrogen monoksida (NO), Nitrogen (III) Oksida atau nitrogen trioksida (N2O3), Nitrogen (IV) Oksida atau nitrogen Dioksida (NO2), Nitrogen Tetraoksida (N2O4) dan Nitrogen (V) oksida (N2O5).

Gas N2O dan NO merupakan oksida nitrogen yang bersifat Indiferent, yaitu oksida yang tidak bereaksi dg air.

Senyawa NO2 merupakan oksida asam yang bereaksi dengan air membentuk asam nitrat dan asam nitrit.

Senyawa N2O3 merupakan oksida nitrogen yang stabil pada suhu rendah.

CARA MEMPEROLEH NITROGEN

a.         Di Laboratorium

1.  3CuO+2NH₃→3Cu+3H₂O+N₂......... Dengan pemanasan

2.  NaNO₂+NH₄Cl→NaCl+2H₂O+N₂... Dengan pemanasan

3.  (NH₄)₂Cr₂O₇→Cr₂O₃+4H₂O+N₂.. Dengan pemanasan

4.  2NH₄NO₃→4H₂O+2N₂+O₂............ Dengan pemanasan

b.         Di dalam Industri

Nitrogen dipisahkan dari udara dengan cara distilasi bertingkat udara cair. Mula-mula udara dibersihkan dari debu dan partikel-partikel padat lainnya, kemudian di alirkan ke dalamKOH atau NaOH untuk mengikat CO2 dan uap air. Pada suhu sedikit diatas -196⁰C (titik didih N2=-196⁰C) akan diperoleh gas nitrogen.

G.  Peranan Nitrogen Bagi Pertumbuhan Tanaman

Nitrogen adalah unsur yang sangat penting bagi petrumbuhan tanaman. Nitrogen merupakan bagian dari protein, bagian penting konstituen dari protoplasma, enzim, agen katalis biologis yang mempercepat proses kehidupan. Nitrogen juga hadir sebagai bagian dari nukleoprotein, asam amino, amina, asam gula, polipeptida dan senyawa organik dalam tumbuhan. Dalam rangka untuk menyiapkan makanan untuk tanaman, tanaman diperlukan klorofil, energi sinar matahari untuk membentuk karbohidrat dan lemak dari C air dan senyawa nitrogen.
Adapun peranan N yang lain bagi tanaman adalah :

·         Berperan dalam pertumbuhan vegetatif tanaman.

·         Memberikan warna pada tanaman,

·         Panjang umur tanaman

·         Penggunaan karbohidrat.

PROSES TERJADINYA SIKLUS NITROGEN

Di udara Nitrogen sepertinya tidak terbatas jumlahnya karena jumlahnya 78% paling besar diantara gas-gas lainnya seperti oksigen, sulfur, karbon dan lainnya. Jumlah Nitrogen 78% tersebut dalam bentuk unsur bukan senyawa. Padahal makhluk hidup memerlukan Nitrogen dalam bentuk senyawa misalnya nitrat, asam amino, protein yang sangat penting untuk proses pertumbuhan. Jadi nitrogen udara tersebut harus di proses sehingga bisa membentuk senyawa yang penting untuk dapat memenuhi kebutuhan makhluk hidup. Proses ini disebut juga dengan Siklus Nitrogen, tahap pertama dalam siklus nitrogen adalah Fiksasi nitrogen yaitu proses perubahan gas nitrogen yang tidak reaktif menjadi lebih reaktif. Fiksasi ada 2 cara yaitu fiksasi secara biologis dan fiksasi secara nonbiologis. Fiksasi secara nonbiologis terjadi pada kegiatan industri dan pada saat terjadi petir. Pada saat terjadi petir, energy dari petir menyatukan Nitrogen dan Oksigen sehingga terbentuk nitrogen dioksida (NO2), kemudian gas Nitrogen dioksida bereaksi dengan air membentuk asam nitrat, sebagian ion nitrat (NO3-) diserap oleh akar tumbuhan dan sebagian asam nitrat akan mengalami denitrifikasi, dan sebagian asam nitrat yang lain akan menumpuk pada endapan. Sedangkan pada fiksasi biologis dilakukan oleh beberapa bakteri simbiotik (paling sering dikaitkan dengan tanaman polong-polongan) misalnya bakteri Rhizobium mutualistic dan beberapa bakteri yang hidup bebas misalnya Azotobacter. Ganggang biru juga mampu mengikat nitrogen. Nitrogen yang diikat biasanya dalam bentuk ammonia. Ammonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrit. Proses ini disebut Nitritasi. Kemudian nitrit dengan bantuan bakteri nitrat yaitu Nitrobacter akan diubah menjadi nitrat, proses ini disebut nitratasi. Selanjutnya, dengan bantuan bakteri Pseudomonas denitrifican & Thiobacillus denitrificans nitrat diubah menjadi ammonia kembali dan ammonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara, proses ini disebut denitrifikasi. Selain itu ada pula proses asimilasi yaitu akar tumbuhan akan menyerap senyawa nitrat, ammonia atau ammonium dari dalam tanah untuk menyusun protein dalam tubuhnya. Ketika tumbuhan tersebut dimakan oleh herbivore, nitrogen yang ada akan berpindah ketubuh herbivore tersebut bersama makanan. Dan ketika tumbuhan dan herbivore mati ataupun mengeluarkan sisa hasil ekresi (urine) akan diuraikan oleh decomposer menjadi ammonium dan ammonia, proses ini disebut amonifikasi. Selanjutnya akan terjadi proses nitrifikasi sampai proses denitrifikasi begitu pula seterusnya. Proses ini akan berjalan terus menerus.

 
BELERANG

Belerang adalah zat padat pada temperatur kamar, melekat pada temperatur 1190C berwarna kuning dan rapuh. Belerang mempunyai 2 bentuk yaitu belerang rombik dan belerang monoklin. Belerang rombik stabil dibawah suhu 95,5 0C. Diatas suhu tsb, belerang belerang rombik berubah menjadi monoklin. Belerang rombik memiliki rumus S8.

SULFUR

Sulfur dialam ditemukan dalam berbagai bentuk. Dalam tanah sulfur ditemukan dalam bentuk mineral, diudara dalam bentuk gas sulfur dioksida dan didalam tubuh organisme sebagai penyusun protein.

  Siklus sulfur di mulai dari dalam tanah. yaitu ketika ion-ion sulfat di serap oleh akar dan di metabolisme menjadi penyusun protein dalam tubuh tumbuhan. Ketika hewan dan manusia memakan tumbuhan, protein tersebut akan berpindah ketubuh manusia. Dari dalam tubuh manusia senyawa sulfur mengalami metabolisme yang sisa-sisa hasil metabolisme tersebut diuraikan oleh bakteri dalam lambung berupa gas. Salah satu zat yang terkandung dalam gas tersebut adalah sulfur. Semakin besar kandungan sulfur dalam gas maka gas akan semakin bau.

PROSES TERJADINYA SIKLUS SULFUR 

 Sulfur terjadi akibat dari proses terjadinya pembakaran bahan bakar fosil batu bara atau terjadi akibat adanya aktifitas gunung berapai, lalu asapnya itu akan naik ke atmosfer, atau udara sulfur oksida itu akan berada diawan yang menjadi hidrolidid air membentuk H2SO4, awan akan mengalami kondensasi yang akhirnya menurunkan hujan yang dikenal dengan hujan asam.

  Air hujan itu akan masuk kedalam tanah yang akan diubah menjadi Sulfat yang sangat peting untuk tumbuhan. Sulfat hanya terdapat dalam bentuk anorganik (SO4), sulfat ini yang mampu berpindah dari bumi atau alam ketubuh tanaman/ tumbuhan melalui penyerapan sulfat oleh akar .Sulfur akan direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan berbentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida.

 

FungsiSiklusSulfur

Ø Membantu pembentukan butir hijau daun sehingga daun menjadi lebih hijau.

Ø Menambah kandungan protein dan vitamin hasil panen.

Ø Meningakatkan jumlah anakn yang menghasilkan (pada tanaman padi).

Ø Berperan penting pada proses pembulatan zat gula.

Ø Memperbaiki warna, aroma, dan kelenturan daun tembakau ( khusus pada tembakau omprongan).

Ø Memperbaiki aroma, mengurangi penyusutan selama penyimpangan, memperbesar umbi & bawang merah

DAMPAK POSITIF DAN DAMPAK NEGATIF SULFUR

1. Dampak Positif
Belerang dapat digunakan untukindustry kertas sulfit, pupuk,fungisida, mengsterilkan alat pengasap, dan untuk memutihkan buah kering dan , merupakaninsulator yang baik.

2. Dampak Negatif
Belerang juga memiliki dampak negatif yaitu pencemaran udara dan merusak atmosfer.

Penggunaan Belerang
1. Untuk membuat asam sulfat
2. Untuk membuat gas SO2 yang biasa dipakai untuk mencuci bahan yang terbuat dari wool dan sutera.
3. Pada industri ban , belerang untuk vulkanisasi karet yang berkaitan agar ban bertambah ketegangannya serta kekuatannya.
4. Belerang juga digunakan pada industri obat-obatan, bahan peledak, dan industri korek api yang menggunakan Sb2S3

Ada tiga sumber alami pokok unsur hara belerang (S) bagi tanah yan menyediakan belerang untuk tanaman. Ketiga sumber tersebut ialah:

1. mineral tanah,

2. gas belerang dalam atmosfir, dan

3. bahan organik.