Oleh :

1. Devi wahyu istati 2. Hulda putri3. Mita devi r4. Much. Rosulinanda5. Pilar thariq

KELIMPAHAN UNSUR KARBON, NITROGEN, DAN

OKSIGEN DI ALAM

BAB 1PENDAHULUAN

Latar Belakangsemua benda yang ada di alam ini mengandung

unsur kimia, baik dalam bentuk logam atau unsur bebasnya, senyawanya, atau paduan logamnya. Tak bisa dipungkiri, selain memberikan manfaat, beberapa unsur kimia memberikan dampak negatif terhadap lingkungan dan kesehatan. Kegunaan dan dampak dari unsur-unsur kimia beserta cara mencegah dan menanganinya tidak terlepas dari sifat yang dimiliki unsur-unsur tersebut. Melalui makalah ini kami harapkan pembaca dapat memahami dan mengetahui kelimpahan Karbon, Nitrogen, dan Oksigen di alam

Tujuan Penulisan

1. Mengetahui dan memahami keberadaan Nitrogen,Oksigen, Karbon di alam.

2. Mengetahui dan memahami pengelompokan sifat–sifat Nitrogen,Oksigen, Karbon.

3. Mengetahui dan memahami kegunaaan Nitrogen,Oksigen, Karbon.

4. Mengetahui dan memahami pembuatan Nitrogen, Oksigen, Karbon.

Rumusan Masalah

1.  Seberapa banyak keberadaan Nitrogen,Oksigen, Karbon di alam?

2. Bagaimana pengelompokan dan sifat-sifat Nitrogen,Oksigen, Karbon?

3.  Apakah kegunaan dari Nitrogen, Oksigen, Karbon?

4. Bagaimanakah pembuatan Nitrogen,Oksigen, Karbon?

Manfaat Penulisan Hasil dari penulisan ini diharapkan dapat

memberikan manfaat kepada semua pihak yang membacanya umumnya dan khususnya kepada siswa untuk menambah wawasan dan pemahaman tentang kimia unsur.

BAB IIPEMBAHASAN

2.1. Kelimpahan Nitrogen di Alam A. Keberadaan Nitrogen

Nitrogen merupakan unsur yang paling melimpah yang dapat dengan mudah diakses oleh manusia. Di alam, nitrogen berbentuk sebagai senyawa N2 dengan kadar 78,03% volum dan 75,45% berat. Nitrogen adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa, serta mencair pada suhu –195,8 °C dan membeku pada suhu –210 °C. Nitrogen diperoleh dengan cara distilasi bertingkat udara cair.

Nitrogen terdapat di alam sebagai unsur bebas berupa molekul diatomik (N2) kira-kira 78,09% volume atmosfer. Dijumpai dalam mineral penting seperti  KNO3 dan sendawa Chili NaNO3 .Pada tumbuhuan dan hewan, nitrogen berupa bentuk protein yang komposisi rataratanya 51% C; 25% O; 16% N; 7% H; 0,4%P; dan 0,4% S.

B. Sifat-Sifat Nitrogen1. Fisik dari nitrogen seperti berfasa gas2. bermassa jenis 1,251 g/L3. titik leburnya 63,15 K, titik didih 77,364. titik kritisnya 126,21 K5. Nitrogen cair mendidih pada -196 0c, dan membeku pada -

2100C. 6. Sruktur dari gas nitrogen adalah berupa Kristal hexagonal. 7. Kelektronegatifan gas nitrogen menduduki peringkat ke-3

setelah flour dan oksigen. 8. Gas nitrogen termasuk kedalam gas yang inert ( tidak reaktif ).

Hal ini disebabkan oleh besarnya energi ikatan antara ikatan rangkap tiga N.

C. Kegunaan Nitrogen Dipakai untuk membuat amonia (NH3). Digunakan untuk membuat pupuk nitrogen, seperti urea

(CO(NH2)2) dan ZA(NH4)2SO4). Sebagai selubung gas inert untuk menghilangkan oksigen pada

pembuatan alat elektronika karena sifat inert yang dimiliki. Digunakan sebagai pendingin untuk menciptakan suhu rendah,

misalnya pada industri pengolahan makanan. Membuat ruang inert untuk penyimpanan zat-zat eksplosif. Mengisi ruang kosong dalam termometer untuk mengurangi

penguapan raksa. Ammonia : bahan baku pembuatan pupuk urea. HNO3 : campuran 1 : 3 = HNO3 : HCl disebut aqua regia (air raja)

yang bisa bereaksi dengan Au dan Pt, dalam industri pupuk, campuran bahan bakar cair pada roket,  bahan peledak.

Beberapa senyawa nitrogen1. Amonia

Wujud amonia adalah gas dengan bau yang khas dan sangat menyengat, tidak berwarna, dengan titik didih –33,35 °C dan titik beku –77,7 °C. Amonia dibuat dengan proses Haber-Bosch, pada suhu 370 – 540 °C dan tekanan 10 – 1.000 atm, dengan menggunakan katalis Fe3O4. Katalis berfungsi untuk memperluas kisi dan memperbesar permukaan aktif, sedangkan suhu tinggi dilakukan untuk mendapatkan laju reaksi yang diinginkan.Reaksi: N2(g)+ 3H2(g) → 2NH3(g)⎯⎯Dalam skala laboratorium, amonia dibuat dengan mereaksikan garam amonium dengan basa kuat sambil dipanaskan.

 Reaksi: NH4Cl + NaOH → NaCl + H2O + NH3⎯⎯

Kegunaan amonia, antara lain : Membuat pupuk, seperti urea (CO(NH2)2) dan ZA

(NH4)2SO4). Membuat senyawa nitrogen yang lain, seperti asam nitrat,

amonium klorida, dan amonium nitrat. Sebagai pendingin dalam pabrik es karena amonia cair

mudah menguap dan menyerap banyak panas. Membuat hidrazin (N2H4), bahan bakar roket. Digunakan pada industri kertas, karet, dan farmasi. Sebagai refrigeran pada sistem kompresi dan absorpsi.

2. Asam Nitrat

Asam nitrat termasuk dalam asam kuat, di mana dapat melarutkan hampir semua logam, kecuali emas dan platina. Asam nitrat berupa zat cair jernih pada suhu biasa dan dapat bercampur sempurna dengan air dalam segala perbandingan. Asam nitrat dibuat dengan melalui tiga tahap, dikenal dengan proses Oswald, sebagai berikut. Mula-mula amonia dan udara berlebih dialirkan melalui katalis Pt – Rh pada suhu 950 °C, kemudian didinginkan sampai suhu mencapai 150 °C di mana gas dicampur dengan udara yang akan menghasilkan NO2. NO2(g) dan udara sisa dialirkan ke dasar menara, kemudian disemprotkan dengan air pada temperatur sekitar 80 °C, maka akan diperoleh larutan yang mengandung 70% HNO3

Reaksi: 4NH3(g) + 5O2(g) --> 4NO(g) + 6H2O(g)⎯ 2NO(g) + O2(g) --> 2NO2(g)⎯ 4NO2(g) + O2(g) + 2H2O(l) --> 4HNO3(aq)⎯

Asam nitrat banyak digunakan untuk pupuk (amonium nitrat), obat-obatan, dan bahan-bahan peledak, seperti TNT, nitrogliserin, dan nitro-selulosa. Asam nitrat juga digunakan pada sistem pendorong roket dengan bahan bakar cair.

2.2. Kelimpahan Oksigen di Alam A. Keberadaan Oksigen

Oksigen merupakan unsur yang paling banyak di bumi dan merupakan elemen paling penting dalam kehidupan. Semua makhluk hidup membutuhkan oksigen untuk proses respirasi (pernapasan). Oksigen terdapat di alam dalam keadaan bebas dan dalam bentuk senyawa. Dalam keadaan bebas di alam, oksigen mempunyai dua alotropi, yaitu gas oksigen (O2) dan gas ozon (O3). Kelimpahan oksigen di alam ± 20% dan dalam air ± 5%. Unsur oksigen mudah bereaksi dengan semua unsur, kecuali dengan gas mulia ringan. Gas oksigen tidak berwarna (oksigen padat/cair/lapisan tebal oksigen berwarna biru muda), tidak berbau, dan tidak berasa sehingga tidak terdeteksi oleh panca indra kita. Oksigen mengembun pada –183 °C dan membeku pada –218,4 °C. Oksigen merupakan oksidator yang dapat mengoksidasi logam maupun nonlogam.

B. Sifat-sifat oksigenSimbol  : ONomor atom             : 8Massa atom relatif   : 15,99999 gram/molTitik lebur                    : -218,4 oCTitik didih                   : -182,96 oCDensitas (gas) : 1,429 gram/ literDensitas (cair)             : 1,14 gram/liter (-

182,96oC)Bilangan oksidasi        : +2

C. Kegunaan OksigenGas oksigen digunakan untuk pernapasan semua makhluk

hidup.Gas oksigen diperlukan untuk proses pembakaran.Pada industri kimia, oksigen digunakan sebagai oksidator

untuk membuat senyawa-senyawa kimia.Oksigen cair digunakan untuk bahan bakar roket.Campuran gas oksigen dan hidrogen digunakan sebagai

bahan bakar pesawat ruang angkasa (sel bahan bakar).Bersama dengan asetilena digunakan untuk mengelas

baja.Dalam industri baja digunakan untuk mengurangi kadar

karbon dalam besi gubal.

D. Pembuatan Oksigen. Secara industri, dengan proses pemisahan kriogenik distilasi udara

akan diperoleh oksigen dengan kemurnian 99,5%, sedangkan dengan proses adsorpsi vakum akan diperoleh oksigen dengan kemurnian 90 – 93% (Kirk – Othmer, vol. 17).

Dalam skala laboratorium, oksigen dapat diperoleh dengan cara berikut. Pemanasan campuran MnO2dan H2SO4, proses ini pertama kali diperkenalkan oleh C. W. Scheele(1771)

Reaksi: MnO2(s) + H2SO4(aq) --> MnSO4(aq) + H2O(l) + O2(g)⎯ Pemanasan HgO, proses ini pertama kali diperkenalkan oleh

Priesttley (1771) Reaksi: 2HgO(s) --> 2Hg(l) + O2(g)⎯   Pemanasan peroksida Reaksi: 2BaO2(s) --> 2BaO(s) + O2(g)⎯

2.3. Kelimpahan Karbon di AlamA. Keberadaan Karbon

Keberadaan karbon di alam terjadi dalam dua wujud, yang pertama dalam wujud mineral dan yang kedua dalam wujud grafit. Intan merupakan wujud mineral dari karbon. Ini disebabkan satu atom karbon berikatan kovalen dengan empat atom karbon lain sehingga membentuk geometri molekul tetrahedral, molekul berkembang ke segala arah menjadi molekul yang sangat keras. Arang, wujud grafit dari karbon, juga terikat dengan empat atom kabon yang lain, tetapi geometri molekulnya tidak membentuk tetrahedral, karena hanya ada tiga ikatan yang berikatan kovalen tetap sedangkan yang satu ikatan lagi membentuk ikatan kovalen sesaat dengan atom karbon lapisan atas dan bawah secara bergantian.

B. Sifat-Sifat Karbon

I. Sifat Fisika  Fasa pada suhu kamar : padat Bentuk kristalin : intan dan grafit Massa jenis : 2,267 g/cm³ (grafit) dan 3,513 g/cm³ Titik leleh :4300-4700 K Titik didih : 4000 K Densitas : 2,267 g/cm3 (grafit) 3,515 g/cm3 (diamond) Kalor lebur : 100 kJ/mol (grafit ) dan 120 kJ/mol (diamond) Kalor uap : 355,8 kJ/mol Kalor jenis : 8,517 J/molK (grafit) dan 6,115 J/molK

KIMIA

FISIKA

II. Sifat Kimia Bilangan oksidasi : 4,3,2,1,0,-1,-2,-3,-4 Elektronegatifitas : 2,55 (skala pauli) Energi ionisasi : 1086 kJ/mol Energi ionisasi ke-2 : 2352,6 kJ/mol Energi ionisasi ke-3 : 4620,5 kJ/mol Jari-jati atom : 70 pm Jari-jari kovalen : 77 pm Jari-jari Vander Waals : 170 pm konduktifitas termal : 119-165 (grafit) 900-2300

(diamond) W/mK Struktur Kristal : heksagonal

Kegunaan dan kerugian karbon

KegunaanI. Grafit, baik yang alamiah maupun sintetik

mempunyai banyak kegunaan. Kegunaannya itu di antaranya untuk bahan hitam dalam pensil biasa, pigmen dalam cat hitam, bahan pembuatan krus (mangkok untuk bahan kimia), elektode untuk penggunaan pada suhu yang sangat tinggi, pelumas kering, bila serbuk grafit didispersikan dengan minyak akan dihasilkan pelumas cair.

II. Intan, terutama yang bernoda dan kecil-kecil digunakan dalam industri untuk membuat bubuk penggosok yang paling keras untuk roda pengasah, ujung mata bor dan gigi gergaji.

Kerugian Karbon disulfida CS2, beracun bila terserap kulit serta

mudah terbakar dan meledak terutama bila mengalami gesekan.

Karbon tetraklorida CCl4, beracun bila tertelan, terhisap, dan terserap kulit. Selain itu pemicu terjadinya kanker.

Sifat CO2 yang dapat menyerap sinar infra merah lalu memantulkannya kembali ke permukaan bumi disebut efek rumah kaca (green house effect). Akan tetapi, bila kadar CO2 terlalu besar di udara dapat mengakibatkan suhu permukaan bumi bertambah panas sehingga terjadi pemanasan global Akibat dari pemanasan global di permukaan bumi tersebut, es di kutub akan mencair dan dapat menimbulkan banjir di kota-kota pantai seluruh dunia.

BAB IIIPENUTUP

Kesimpulan I. Nitrogen adalah komponen penyusun utama atmosfer

bumi. Udara terdiri atas 78% volume nitrogen. Nitrogen adalah gas yang tidak berwarna , tidak berbau, dan tidak berasa. Gas nitrogen termasuk gas yang inert hal ini disebabkan oleh besarnya energi ikatan antara ikatan rangkap tiga. Oleh karena sifatnya yang kurang reaktif, nitrogen digunakan sebagai atmosfer inert untuk suatu proses/sistem yang terganggu oleh oksigen, misalnya dalam industri elektronika. Adapun senyawa-senyawa nitrogen diantaranya yaitu nitrida, Hidrazin, Hidroksilamin, azida serta asam okso dan oksida nitrogen.

II. Oksigen merupakan unsur yang paling banyak di bumi dan merupakan elemen paling penting dalam kehidupan. Semua makhluk hidup membutuhkan oksigen untuk proses respirasi (pernapasan). Oksigen terdapat di alam dalam keadaan bebas dan dalam bentuk senyawa. Dalam keadaan bebas di alam, oksigen mempunyai dua alotropi, yaitu gas oksigen (O2) dan gas ozon (O3). Kelimpahan oksigen di alam ± 20% dan dalam air ± 5%. Unsur oksigen mudah bereaksi dengan semua unsur, kecuali dengan gas mulia ringan.

KarbonKarbon merupakan unsur utama dalam senyawa

organik dan anorganik yang begitu banyak jumlah dan jenisnya

Karbon mengisi tempat khusus diantaranya unsur-unsur dalam keragaman dan kekompleksan dalm senyawa yang dapat dibentuknya.

Karbon juga merupakan zat padat yang tegar, yang biasa diangggap sebagai molekul raksasa yang tediri dari banyak sekali atom

SELESAI

TRIMAKASIH