Upload
nisa
View
81
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
laporan
Citation preview
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,
Jika unsur lain yang lebih elektropositif itu men-share dengan 2 elektron pada
2 orbital 2p maka nitrogen akan memiliki tingkat oksidasi (biloks) –2,
Jika unsur lain yang lebih elektropositif itu men-share dengan 3 elektron pada
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,
Jika nitrogen men-share 2 elektron dari elektron valensinya kepada unsur lain
yang lebih elektronegatif maka nitrogen akan memiliki tingkat oksidasi
(biloks) +2,
Jika nitrogen men-share 3 elektron dari elektron valensinya kepada unsur lain
yang lebih elektronegatif maka nitrogen akan memiliki tingkat oksidasi
(biloks) +3,
Jika nitrogen men-share 4 elektron dari elektron valensinya kepada unsur lain
yang lebih elektronegatif maka nitrogen akan memiliki tingkat oksidasi
(biloks) +4,
Jika nitrogen men-share 5 elektron dari elektron valensinya kepada unsur lain
yang lebih elektronegatif maka nitrogen akan memiliki tingkat oksidasi
(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
A. Uji Reaktivitas Asam Nitrat
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)
B. Uji Reaktivitas Garam Nitrat
No Perlakuan Hasil Pengamatan
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)
C. Uji Reaktivitas Asam dan Garam Nitrat
No Perlakuan Hasil Pengamatan
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
A. Uji Reaktivitas Asam Nitrat
1. 4HNO3(aq) + Cu(s) Cu(NO3)2(aq) + 2NO2(g) + 2H2O(aq)
2. Al(s) + 2NaOH(aq) Al(OH)2(s) + 2Na+(aq)
B. Uji Reaktivitas Garam Nitrat
1. 2KNO3(s) 2KNO2(s) + O2
2. 2Cu(NO3)2(s) 2CuO(aq) + 4NO2(g) + O2(g)
C. Uji Reaktivitas Asam dan Garam Nitrat
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