BILANGAN OKSIDASI NITROGEN Kelompok 2 Ratih Yasinta Ar 4301415001 Nanang Wijaya 4301415012 Emi Supiani 4301415015 Laksmita Firdaus 4301415035 Layla Nur Rahmawati 4301415042

Tujuan: Mempelajari reaksi redoks asam nitrat dan garam nitrat, reaksi redoks asam nitrit dan reaksi redoks ammonia

Landasan Teori Nitrogen terdapat bebas di atmosfer (78% volume). Selain itu atmosfer dapat juga mengandung sedikit ammonia sebagai hasil dari perubahan zat yang mengandung nitrogen atau asam nitrit, teristimewa setelah terjadi halolontar. Nitrogen terdapat juga dalam garam-garam seperti natrium dan kalium nitrat. Jaringan semua organisasi hidup mengandung senyawa nitrogen dalam bentuk protein. Bilangan oksidari nitrogen dapat dilihat pada table dibawah ini:

Bilangan Oksidasi Senyawa -3 NH3 (ammonia) -2 N2H4 (hidrazin) -1 NH2OH (hidroksilamin) N2 (dinitrogen) +2 NO (nitrogen oksida +3 N2O3 (dinitrogen trioksida) +4 NO2 (nitrogen dioksida) +5 HNO3 (asam nitrat)

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 dioksida, atau reduksi karbon oleh hidrgen mengasilkan metana (CH4), ataupun ia dapat berupa proses yang kompleks seperti oksidasi gula pada tubuh manusia melalui rentetan transfer elektron yang rumit. Istilah redoks berasal dari dua konsrp, yaitu reduksi dan oksdasi

CARA KERJA Alat Tabung Reaksi Labu Erlenmeyer Gelas Kimia 250 ml Batang Pengaduk

Bahan Lakmus Indikator Kalium Nitrat Tembaga nitrat Asam Sulfat 0,05 M Amonium Dikromat Logam Al

NaoH 0,05 M HNO3 pekat KI HNO3 2 M KMnO4 Es Batu

a. Reaksi Asam nitrat dengan Garam nitrat CARA KERJA a. Reaksi Asam nitrat dengan Garam nitrat Eksperimen 1. Reaksi asam nitrat dengan tembaga Masukan logam Cu ke tabung reaksi Tambahkan beberapa tetes HNO3 pekat Encerkan 2 mL HNO3 pekat hingga 7 M Tambah 3 keping Cu Amati gas yang terbentuk

Amati perubahan yang terjadi Uji gas hasil pembakaran Eksperimen 2 KNO3 padat panaskan dalam tabung reaksi Amati perubahan yang terjadi dan Uji gas hasil pembakaran Cu(NO3)2 padat panaskan dalam tabung reaksi

Tambah satu keping logam Al Eksperimen 3 2 mL HNO3 2 M dicampur dengan 5 mL NaOH encer Tambah satu keping logam Al Panaskan Periksa gas hasil dari pembakaran

b. Reaksi redoks asam nitrit Eksperimen 4 10 mL H2SO4 encer didinginkan (5 menit) A Panaskan tabung 1, amati gas hasil B Tabung 2 ditambah sedikit KI, amati Masukan ke dalam 1 gram NaNO3 (catat warna larutan) C Tabung 3 tambah KMnO4, amati Bagi menjadi 3 bagian

Data Pengamatan a. Perubahan yang terjadi pada eksperimen 1 1. Larutan biru, terdapat gelembung gas 2. Larutan biru, terdapat gelembung gas pH=4 b. Reaksi yang terjadi pada eksperimen 1 4HNO3 + Cu  Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 8HNO3 + 3Cu  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4 H2O c. Perubahan yang terjadi pada eksperimen 2 KNO3 = lelehan warna putih Cu(NO3)2 = lelehan warna biru pH=5

d. Reaksi yang terjadi pada eksperimen 2: 2KNO3+ heat  2KNO2 + O2 2Cu(NO3)2 + heat  2CuO + 2NO2 + ½ O2 e. Perubahan yang terjadi pada eksperimen 3 Timbul gas setelah dipanaskan logam Al Uji kertas lakmus bersifat asam dengan pH=5 f. Reaksi yang terjadi pada eksperimen 3 3NO3- + 8Al + 5OH- + 18 H2O  3NH3 + 8[Al(OH)4]-

g. Perubahan yang terjadi pada eksperimen 4 H2SO4 + NaNO3 = Larutan tidak berwarna Dipanaskan = gelembung gas NO + KI = larutan kuning transparan + KMnO4 = larutan ungu transparan h. Reaksi yang terjadi pada eksperimen 4 H2SO4 + NaNO3  HNO2 + NaHSO4 + ½ O2 HNO2 + heat  HNO3 + 2NO + H2O NO2- + 4H+ + 2 I-  2 NO + 2H2O + I2 5 NO2- + 2 MnO4 - + 6 H+  5 NO3- + 2 Mn2+ + 3 H2O

Pembahasan Eksperimen 1 Reaksi asam nitrat pekat dengan logam tembaga menghasilkan gas nitrogen dioksida (NO2) yang ditandai dengan adanya gas yang berwarna coklat. Pada reaksi ini, larutan berubah warna menjadi biru karena adanya Cu(NO3)2. Dari reaksi tersebut, tembaga yang memiliki bilangan oksidasi 0 dioksidasi oleh asam nitrat menjadi +2. Sedangkan, nitrogen mengalami reduksi dari bilangan oksidasi awal +5 menjadi +4. Reaksi redoks ini menunjukkan bahwa asam nitrat merupakan pengoksidasi yang kuat. 4HNO3 + Cu  Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O +5 0 +2 +4

Reaksi asam nitrat 7 M (encer) dengan tiga keping logam tembaga menghasilkan gas nitrogen oksida (NO) yang tidak berwarna. Selain itu, hasil reaksi juga berupa perubahan larutan menjadi berwarna biru karena adanya larutan Cu(NO3)2. Gas yang dihasilkan dari reaksi ini berbeda dengan gas yang dihasilkan pada reaksi asam nitrat pekat dengan tembaga. Penyebabnya adalah karena perbedaan konsentrasi pada asam nitrat yang digunakan. Asam nitrat pekat dapat mengurangi kereaktifan dari logam tembaga sehingga makin besar kecenderungan untuk terbentuk gas nitrogen dioksida (NO2). Pada reaksi ini, tembaga dioksidasi oleh asam nitrat. Sedangkan, asam nitrat mengalami reduksi. Reaksi redoks ini sesuai dengan teori bahwa asam nitrat merupakan pengoksidai yang kuat. 8HNO3 + 3Cu  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4 H2O +5 0 +2 +2

Eksperimen 2 : Pemanasan garam nitrat Garam kalium nitrat yang dipanaskan menghasilkan lelehan yang tidak berwarna serta menghasilkan gas oksigen. Sedangkan, garam kupri nitrat yang dipanaskan menghasilkan lelehan berwarna biru dan menghasilkan gas nitrogen dioksida (NO2) yang bersifat asam. Gas NO2 yang dihasilkan diuji menggunakan indikator pH universal menunjukkan pH 5. 2KNO3+ heat  2KNO2 + O2 2Cu(NO3)2 + heat  2CuO + 2NO2 + ½ O2 Garam nitrat yang dipanaskan memberikan hasil yang berbeda-beda tergantung dari logam yang digunakan. Garam nitrat dari kalium yang dipanaskan menghasilkan gas oksigen. Sedangkan, garam nitrat dari logam tembaga menghasilkan oksigen dan gas nitrogen dioksida, dan meninggalkan residu berupa oksida logamnya. Pada reaksi pemanasan garam nitrat tersebut, nitrogen mengalami reduksi atau penurunan bilangan oksidasi.

Eksperimen 3 Reduksi nitrat dalam larutan basa Mencampukan 2 ml HNO3 2 M + 5 ml NaOH encer + 1 keping logam Al + dipanaskan dan diuji dengan kertas lakmus. Reaksi : 3NO3-(aq) + 8Al(s) + 5OH-(aq) + 18H2O → 3NH3(g) + 8[Al(OH)4]-(aq) +5 0 -3 +3 Saat dipanaskan, logam Al tidak larut dan terdapat gelembung. Terbentuknya gelembung karena adanya pemanasan, sehingga dapat mempercepat reaksi. Semakin lama pemanasan, maka semakin banyak pula gas yang dihasilkan. Gas yang dihasilkan adalah gas NH3 yang bersifat asam, terbukti dalam uji kertas lakmus dengan pH 5.

Eksperimen 4 Pembentukan dan Reaksi redoks asam nitrit Mendinginkan 10 ml H2SO4 encer dengan es selama 5 menit + 1 gram NaNO3 Pendinginan ini bertujuan agar jalannya laju reaksi dapat ditekan sehingga gas yang terbentuk pada penguraian NaNO3 sedikit. Selain itu pendinginan juga berfungsi untuk memperkecil kelarutan dari garam nitrit yang umumnya mudah larut dalam air.

Reaksi : H2SO4(aq) + NaNO3(s) → HNO2(aq) + 3NH3(g) + 1 2 O2(g) Larutan yang diperoleh mengandung asam nitrit yang tidak berwarna. Larutan ini bersifat hipotetis, dimana asam nitrit dapat mengalami penguraian menjadi gas dan air. 2HNO2(aq) → H2O(l) + NO(g) + NO2(g) Kemudian larutan nitrit dibagi menjadi 3 bagian.

N mengalami oksidasi dan reduksi atau disebut reaksi disproporsionasi. Larutan asam nitrit + dipanaskan Ketika dipanaskan muncul gelembung gas yang banyak, gas yang dihasilkan adalah gas NO yang tak berwarna. Reaksi : 3HNO2(aq) → HNO3(aq) + 2NO(g) + H2O(l) +3 +5 +2 oksidasi reduksi N mengalami oksidasi dan reduksi atau disebut reaksi disproporsionasi. Untuk mengalami oksidasi, maka nitrit bertindak sebagai reduktor dan asam nitrat sebagai hasil oksidasi. Untuk yang mengalami reduksi, asam nitrit bertindak sebagai oksidator dan NO sebagai hasil reduksi.

Larutan asam nitrit + KI Hasil larutan berwarna kuning. Pada reaksi ini berlangsung suasana asam, terbukti dalam uji kertas lakmus dengan pH 4. Gas yang dihasilkan adalah gas NO yang tidak berwarna. Reaksi : N mengalami penurunan biloks (reduksi), dimana NO2- bertindak sebagai oksidator dan NO sebagai hasil reduksi. Sedangkan I mengalami kenaikan biloks, dimana I- bertindak sebagai reduktor dan I2 sebagai hasil oksidasi.

Larutan asam nitrit + KMnO4 Hasil larutan berwarna ungu. Pada reaksi ini berlangsung suasana asam, terbukti dalam uji kertas lakmus dengan pH 4. Gas yang dihasilkan adalah gas NO yang tidak berwarna. Reaksi : 2MnO4-(aq) + 5NO2-(aq) + 6H+(aq) → 2Mn2+(aq) + 5NO3-(aq) + 3H2O(l) +7 +3 +2 +5 reduksi oksidasi N mengalami kenaikan biloks (oksidasi), dimana NO2- bertindak sebagai reduktor dan NO3- sebagai hasil oksidasi. Sedangkan Mn mengalami penurunan biloks, dimana MnO4- bertindak sebagai oksidator dan Mn2+ sebagai hasil reduksi.

Kesimpulan Berdasarkan tujuan dan hasil pengamatan,dapat disimpulkan bahwa unsur nitrogen dapat mengalami reaksi redoks dengan reaksi antara lain uji reaktivitas asam nitrat, uji reaktivitas garam nitrat, dan uji reaktivitas asam dan garam nitrat. Pada beberapa reaksi, nitrogen mengalami perubahan bilangan oksida. Asam nitrat merupakan pengoksidasi yang kuat.

TERIMA KASIH