kimia anorganik semerter ii
DESCRIPTION
membahas tentang Fluor, Perak, Emas, Tembaga, Fosfor, NitrogenTRANSCRIPT
Nitrogen
Sejarah
(Latin: nitrum, Yunani: Nitron, soda alami, membentuk) Nitrogen ditemukan oleh
kimiawan dan fisikawan Daniel Rutherford di tahun 1772. Dia memisahkan oksigen dan
karbon dioksida dari udara dan menunjukkan gas yang tersisa tidak menunjang pembakaran
atau mahluk hidup. Pada saat yang bersamaan ada beberapa ilmuwan lainny yang
mengadakan riset tentang nitrogen. Mereka adalah Scheele, Cavendish, Priestley, dan yang
lainnya. Mereka menamakan gas ini udara tanpa oksigen.
Sumber
Gas nitrogen (N2) terkandung sebanyak 78,1% di udara. Sebagai perbandingan,
atmosfir Mars hanya mengandung 2,6% nitrogen. Dari atmosfir bumi, gas nitrogen dapat
dihasilkan melalui proses pencairan (liquefaction) dan distilasi fraksi. Nitrogen ditemukan
pada mahluk hidup sebagai bagian senyawa-senyawa biologis.
Unsur
Kimiawan Perancis Antoine Laurent Lavoisier menamakan nitrogen azote, yang
artinya tanpa kehidupan. Walaupun begitu, senyawa-senyawa nitrogen ditemukan di
makanan, pupuk, racun dan bahan peledak. Sebagai gas nitrogen tidak bewarna, tidak
memiliki aroma dan dianggap sebagai inert element (elemen yang tak bereaksi). Sebagai
benda cair, ia juga tidak bewarna dan beraroma dan memiliki ketampakan yang sama
dengan air. Gas nitrogen dapat dipersiapkan dengan memanaskan solusi amonium nitrat
(NH4NO3) dalam air.
Senyawa nitrogen
Natrium nitrat (NaNO3) dan kalium nitrat (KNO3) terbentuk oleh dekomposisi bahan-
bahan organik dengan senyawa-senyawa logam tersebut. Dalam kondisi yang kering di
beberapat tempat, saltpeters(garam) ini ditemukan dalam jumlah yang cukup dan
digunakan sebagai pupuk. Senyawa-senyawa inorganik nitrogen lainnya adalah asam nitrik
(HNO3), ammonia (NH3) dan oksida-oksida (NO, NO2, N2O4, N2O), sianida (CN-), dsb. Siklus
nitrogen adalah salah satu proses yang penting di alam bagi mahluk hidup. Walau gas
nitrogen tidak bereaksi, bakteri-bakteri dalam tanah dapat memperbaiki nitrogen menjadi
bentuk yang berguna (sebagai pupuk) bagi tanaman. Dengan kata lain, alam telah
memberikan metode untuk memproduksi nitrogen untuk pertumbuhan tanaman. Binatang
lantas memakan tanaman-tanaman ini dimana nitrogen telah terkandung dalam sistim
mereka sebagai protein. Siklus ini lengkap ketika bakteria-bakteria lainnya mengubah
sampah senyawa nitrogen menjadi gas nitrogen. Sebagai komponen utama protein,
nitrogen merupakan bahan penting bagi kehidupan.
Amonia
Amonia (NH3) merupakan senyawa komersil nitrogen yang paling penting. Ia
diproduksi menggunakan proses Haber. Gas natural (metana, CH4) bereaksi dengan uap
panas untuk memproduksi karbon dioksida dan gas hidrogen (H2) dalam proses dua langkah.
Gas hidrogen dan gas nitrogen lantas direaksikan dalam proses Haber untuk memproduksi
amonia. Gas yang tidak bewarna ini bau yang menyengat dapat dengan mudah dicairkan.
Bahkan bentuk cair senyawa ini digunakan sebagai pupuk nitrogen. Amonia juga digunakan
untuk memproduksi urea (NH2CONH2), yang juga digunakan sebagai pupuk dalam industri
plastik, dan dalam industri peternakan sebagai suplemen makanan ternak. Amonia sering
merupakan senyawa pertama untuk banyak senyawa nitrogen.
Fosfor
Sejarah
(Yunani, phosphoros, yang memiliki cahaya; nama kuno untuk planet Venus ketika
tampak sebelum matahari terbit). Brand menemukan fosfor di tahun 1669 dengan
mempersiapkannya dari air kencing.
Sifat
Fosfor terdapat dalam empat atau lebih bentuk alotropik: putih (atau kuning),
merah, dan hitam (atau ungu). Fosfor biasa merupakan benda putih seperti lilin. Bentuknya
yang murni tidak memiliki warna dan transparan. Fosfor putih memiliki dua modifikasi: alfa
dan beta dengan suhu transisi pada -3,8 derajat Celcius. Ia tidak terlarut dalam air, tetapi
melarut dalam karbon disulfida. Ia dapat terbakar dengan mudah di udara dan membentuk
pentaoksida.
Sumber
Tidak pernah ditemukan di alam, unsur ini terdistribusikan dalam berbagai mineral.
Batu fosfat, yang memiliki mineral apatit, merupakan tri-kalsium-fosfat yang tidak murni dan
merupakan sumber penting elemen ini. Deposit yang besar telah ditemukan di Rusia,
Maroko, dan negara bagian Florida, Tennessee, Utah, dan Idaho.
Penanganan
Fosfor sangat beracun. 50 mg bahan ini dosis yang sangat fatal. Jangan terekspos
pada fosfor putih lebih dari 0,1 mg/m3(berdasarkan 8 jam berat rata-rata, selama 40 jam per
minggu). Fosfor putih harus disimpan dalam air, karena sangat reaktif dengan udara. Alat
khusus (forceps) juga perlu digunakan untuk menangani unsur ini karena dapat membakar
kulit.
Ketika terekspos pada sinar matahai atau ketika dipanaskan dalam uapnya sampai
250 derajat Celcius, ia terubah ke dalam berbagai bentuk merah yang tidak bereaksi di
udara secara mudah seperti bentuknya yang putih. Bentuk ini juga tidak sebahaya bentuk
putih. Tetapi tetap perlu kehati-hatian dalam menanganinya, karena ia dapat berubah
bentuk lagi ke yang putih pada suhu-suhu tertentu serta mengeluarkan asap beracun jika
dipanaskan. Bentuk merah cukup stabil, menguap dengan tekanan udara 1 atm dan 17o C
dan diguankan dalam membuat korek api yang aman, kembang api, pestisida, bomb asap,
dll.
Produksi
Fosfor putih dapat dibentuk oleh berbagai metoda. Salah satu proses, tri-kalsium
fosfat dipanaskan dengan karbon dan silika dalam tungku pemanas listrik. Fosfor elementer
terbebaskan sebagai uap dan terkumpul sebagai asam fosfor, bahan utama untuk pupuk
super fosfat.
Kegunaan
Dalam beberapa tahun terakhir, asam fosfor yang mengandung 70% – 75% P2O5,
telah menjadi bahan penting pertanian dan produksi tani lainnya. Permintaan untuk pupuk
secara global telah meningkatkan produksi fosfat yang banyak. Fosfat juga digunakan untuk
produksi gelas spesial, seperti yang digunakan pada lampu sodium. Kalsium fosfat digunakan
untuk membuat perabotan China dan untuk memproduksi mono-kalsium fosfat. Fosfor juga
digunakan dalam memproduksi baja, perunggu fosfor, dan produk-produk lainnya.
Trisodium fosfat sangat penting sebagai agen pembersih, sebagai pelunak air, dan untuk
menjaga korosi pipa-pipa. Fosfor juga merupakan bahan penting bagi sel-sel
protoplasma, jaringan saraf dan tulang.
TembagaSejarah
(Latin, cuprum, dari pulau Cyprus). Tembaga dipercayai telah ditambang selama 5000 tahun.
Sifat-sifat
Tembaga memiliki warna kemerah-merahan. Unsur ini sangat mudah dibentuk, lunak, dan
merupakan konduktor yang bagus untuk aliran elektron (kedua setelah perak dalam hal ini).
Sumber-sumber
Tembaga kadang-kadang ditemukan secara alami, seperti yang ditemukan dalam mineral-
mineral seperti cuprite, malachite, azurite, chalcopyrite, dan bornite. Deposit bijih tembaga
yang banyak ditemukan di AS, Chile, Zambia, Zaire, Peru, dan Kanada. Bijih-bijih tembaga
yang penting adalah sulfida, oxida-oxidanya, dan karbonat. Dari mereka, tembaga diambil
dengan cara smelting, leaching, dan elektrolisis.
Kegunaan
Industri elektrik merupakan konsumen terbesar unsur ini. Campuran logam besi yang
memakai tembaga seperti brass dan perunggu sangat penting. Semua koin-koin di Amerika
dan logam-logam senjata mengandung tembaga. Tembaga memiliki kegunaan yang luas
sebagai racun pertanian dan sebagai algisida dalam pemurnian air. Senyawa-senyawa
tembaga seperti solusi Fehling banyak digunakan di bidang kimia analitik untuk tes gula.
Ketersediaan
Tembaga murni (99.999+ %) tersedia secara komersil
EmasSejarah
(Sansekerta: Jval; Anglo-Saxon gold; Latin: aurum). Emas telah diketahui dan dinilai
sangat tinggi sejak jaman purba kala. Unsur ini ditemukan di alam sebagai logam tersendiri
dan dalam tellurides.Emas tersebar sangat luas dan selalu diasosiasikan
dengan quartzatau pyrite.
Sumber-sumber
Emas ditemukan di deposit-deposit veins dan alluvial dan seringnya dipisahkan dari
bebatuan dan mineral-mineral lainnya dengan proses penambangan dan panning. Sekitar
dua pertiga produksi emas dunia berasal dari Afrika Selatan dan sekitar dua pertiga produksi
total Amerika Serikat datang dari negara bagian South Dakota dan Nevada. Logam ini
diambil dari bijih-bijihnya dengan berbagai cara:cynaniding, amalgamating, dan smelting.
Proses pemurnian juga kerap dilakukan dengan cara elektrolisis. Emas terkandung pula di air
laut sekitar 0.1 sampai 2 mg/ton, tergantung dimana sampel air lautnya diambil. Sampai
sekarang, belum ditemukan bagaimana cara menambang emas dari air laut yang dapat
memberikan untung.
Kegunaan
Emas banyak digunakan untuk membuat koin dan dijadikan sebagai standar moneter
di banyak negara. Elemen ini juga banyak digunakan untuk perhiasan, gigi buatan, dan
sebagai lapisan. Untuk aplikasi di bidang sains, emas digunakan sebagai lapisan beberapa
satelit angkasa dan merupakan reflektor sinar inframerah yang baik. Emas tidak mudah
bereaksi (inert).
Isotop
Senyawa emas yang paling banyak adalah auric chloride danchlorauric acid, yang
terakhir banyak digunakan dalam bidang fotografi untuk membuat tinta dan bayangan
perak. Emas memiliki 18 isotop; 198Au dengan paruh waktu selama 2.7 hari dan digunakan
untuk terapi kanker dan penyakit lainnya. Disodium aurothiomalatediberikan melalui lewat
otot (intramuscularly) sebagai terapi arthritis. Campuran satu asam nitrat dengan tiga asam
hidroklorida disebut aqua regia (karena melarutkan emas, rajanya logam-logam). Emas juga
tersedia secara komersil dengan kemurnian 99.9999+%. Titik beku emas pada 1063.0
derajat Celcius selama bertahun-tahun telah digunakan sebagai titik kalibrasi oleh
International Temperature Scales (ITS-27 dan ITS-48) dan oleh International Practical
Temperature Scale (IPTS-48). Pada tahun 1968, standar IPTS baru (IPTS-68) diadopsi, yang
mengubah titik beku emas menjadi 1064.43 derajat Celcius. Berat jenis emas berubah sesuai
suhu dan bagaimana logam ini precipitated dan cold-worked.
PerakSejarah
(Anglo-Saxon, Seolfor siolfur; Latin argentum). Perak telah dikenal sejak jaman purba
kala. Unsur ini disebut dalam Alkitab. Beberapa tempat buangan mineral di Asia Minor dan
di pulau-pulau di Laut Aegean mengindikasikan bahwa manusia telah belajar memisahkan
perak dari timah sejak 3000 SM.
Sumber-sumber
Perak muncul secara alami dan dalam bijih-bijih argentite (Ag2S) dan horn silver
(AgCl). Bijih-bijih timah, timbal-timah, tembaga, emas dan perunggu-nikel merupakan
sumber-sumber penting untuk menambang perak. Di dunia belahan barat Meksiko, Kanada,
Peru dan Amerika Serikat merupakan negara-negara penghasil perak.
Produksi
Perak juga dapat diambil dalam proses pemurnian tembaga secara elektrolisis. Perak
yang dijual secara komersil mengandung setidaknya 99.9% perak. Perak murni dengan
kandungan 99.999+% juga tersedia secara komersil.
Sifat-sifat
Perak murni memiliki warna putih yang terang. Unsur ini sedikit lebih keras
dibanding emas dan sangat lunak dan mudah dibentuk, terkalahkan hanya oleh emas dan
mungkin palladium. Perak murni memiliki konduktivitas kalor dan listrik yang sangat tinggi
diantara semua logam dan memiliki resistansi kontak yang sangat kecil. Elemen ini sangat
stabil di udara murni dan air, tetapi langsung ternoda ketika diekspos pada ozon, hidrogen
sulfida atau udara yang mengandung belerang.
Kegunaan
Perak sterling digunakan untuk perhiasan, perabotan perak, dsb. dimana
penampakan sangat penting. Campuran logam ini biasanya mengandung 92.5% perak,
dengan sisanya tembaga atau logam lainnya. Perak juga merupakan unsur penting dalam
fotografi, dimana sekitar 30% konsumsi industri perak digunakan untuk bidang ini. Perak
juga digunakan sebagai campuran logam pengganti gigi, solder, kotak listrik, dan baterai
perak-timah dan perak-cadmium. Cat perak digunakan untuk membuat sirkuit cetak. Perak
juga digunakan untuk produksi kaca dan dapat didepositkan sebagai lapisan pada gelas atau
logam lainnya dengan metoda chemical deposition, electrode position atau dengan cara
penguapan. Ketika perak baru saja didepositkan, lapisan ini merupakan reflektor cahaya
paling baik. Tapi lapisan ini juga cepat rusak dan ternoda dan kehilangan reflektivitasnya.
Walau lapisan perak bagus untuk cahaya, ia sangat buruk untuk memantulkan sinar
ultraviolet. Silver fulminate, bahan peledak yang kuat, kadang-kadang terbentuk saat
pembentukan perak. Silver iodide digunakan untuk membuat hujan buatan. Silver
chloride memiliki sifat-sifat optikal yang unik karena bisa dibuat transparan. Silver nitrate,
atau lunar caustic, yang merupakan senyawa perak yang penting banyak digunakan di
bidang fotografi. Selama beratus-ratus tahun, perak telah digunakan sebagai bentuk
pembayaran dalam bentuk koin oleh banyak negara. Belakangan ini sayangnya, konsumsi
perak telah jauh melebihi produksi.
Penanganan
Walau unsur perak itu sendiri tidak beracun, banyak senyawa garamnya sangat
berbahaya. Exposisi pada perak (baik logam maupun senyawa-senyawanya yang dapat larut)
di udara jangan sampai melebihi 0.01 g/m3 (berdasarkan 8 jam berat rata-rata, selama 40
jam per minggu). Senyawa-senyawa perak dapat diserap dalam sistim sirkulasi tubuh dan
hasil reduksi perak dapat terdepositkan pada banyak jaringan tubuh. Sebuah kondisi
(argyria) dapat menimbulkan pigmen-pigmen abu-abu pada kulit tubuh dan selaput-
selaput mucous. Perak memiliki sifat-sifat yang dapat membunuh bakteri tanpa
membahayakan binatang-binatang besar.
FluorSejarah
Pada tahun 1529, Georigius Agricola menggambarkan penggunaan senyawa
fluorspar sebagai penjejak aliran dalam tubuh, dan pada awal tahun 1670, Schwandhard
menemukan bahwa gelas teretsa ketika terpapar dengan fluorspar yang diberi asam.
Scheele dan banyak ahli lainnya, termasuk Davy, Gay-Lussac, Lavoisier, dan Thenard
bereksperimen dengan asam fluorida, dan beberapa eksperimen berakhir dengan tragis.
Fluor akhinya bisa diisolasi pada tahun 1866 oleh Moissan setelah berusaha selama
hampir 74 tahun .
Sifat-sifat
Fluor adalah unsur yang paling elektronegatif dan reaktif bila dibandingkan dengan
semua unsur. Berwarna kuning pucat, gas korosif, yang bereaksi dengan banyak senyawa
organik dan anorganik. Logam, kaca, keramik, karbon, bahkan air terbakar dalam fluor
dengan nyala yang terang.
Setelah Perang Dunia II, tidak ada produksi unsur fluor secara massal. Proyek bom nuklir dan
penerapan energi nuklir, telah membuat fluor harus dibuat dalam jumlah besar.
Kegunaan
Fluor dan senyawanya digunakan dalam memproduksi uranium (dari heksafluorida)
dan lebih dari 100 senyawa fluor komersial, termasuk plastik untuk suhu tinggi. Asam
fluorida mengetsa kaca lampu pijar. Fluor hidrokarbon digunakan besar-besaran dalam
pendinginan udara di kulkas dan AC
Keberadaan fluor sebagai senyawa fluorida yang mudah larut dalam air minum melebihi 2
ppm dapat menyebabkan bercak pada lapisan email gigi, bila terkonsumsi oleh anak-anak
dengan gigi permanen. Meski demikian, dalam jumlah yang lebih sedikit, fluor dapat
mencegah lubang gigi.
Unsur fluor telah dipelajari sebagai bahan bakar roket karena nilai daya dorong yang
sangat luar biasa.
Senyawa
Ada sebuah hipotesis yang mengatakan bahwa fluor bisa menggantikan hidrogen
pada senyawa organik, yang bisa mengarah pada nilai astronomis senyawa fluor yang baru.
Senyawaa fluor dengan gas mulia Xenon, Radon dan Kripton, telah ditemukansebagai garam
fluorida.
Penanganan
Unsur fluor dan ion fluorida sangat beracun. Unsur bebasnya memiliki karakteristik
bau yang tajam, bisa dideteksi dalam konsentrasi serendah 20 ppb, yakni di bawah tingkat
keamanan bekerja. Konsentrasi yang diperbolehkan untuk paparan selama 8 jam kerja
adalah 1 ppm