RPP Sitem Periodik Unsur

Posted: Juli 12, 2012 in RPP Materi Kimia

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

(RPP)

 

  1. IDENTITAS
    1. Satuan pendidikan      : SMAN
    2. Mata Pelajaran            : KIMIA
    3. Kelas / Semester          : X / 1
    4. Tema / Topik               : SISTEM PERIODIK UNSUR
    5. Alokasi Waktu            :  1 x 25 MENIT

 

  1. STANDAR KOMPETENSI

Memahami struktur atom, sifat-sifat periodik unsur, dan ikatan kimia

 

  1. KOMPETENSI DASAR

Memahami struktur atom berdasarkan teori atom Bohr, sifat-sifat unsur, massa atom relatif, dan sifat-sifat periodik unsur dalam tabel periodik serta menyadari keteraturannya, melalui pemahaman konfigurasi elektron

 

  • Karakter siswa yang diharapkan :

Jujur, Kerja keras, Toleransi, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Menghargai prestasi, Tanggung Jawab, Peduli lingkungan, Dapat dipercaya, Rasa hormat, Perhatian, Tekun, Berani, Ketulusan, Integritas, Peduli

  • Kewirausahaan / Ekonomi Kreatif :

Percaya diri, Berorientasi tugas dan hasil.

 

  1. INDIKATOR
    1. Menjelaskan sifat-sifat unsur dalam sistem periodik unsur berdasarkan jari-jari atom
    2. Menjelaskan sifat-sifat unsur dalam sistem periodik unsur berdasarkan energi ionisasi

 

  1. TUJUAN PEMBELAJARAN

Dari pembelajaran yang dilakukan diharapkan siswa dapat,

  1. Menjelaskan sifat-sifat unsur dalam sistem periodik unsur berdasarkan jari-jari atom
  2. Menjelaskan sifat-sifat unsur dalam sistem periodik unsur berdasarkan energi ionisasi
  3. MATERI AJAR

Sifat Periodik Unsur-Unsur

Sistem Periodik Unsur mengelompokkan unsur-unsurnya berdasarkan nomor atom dan sifat-sifatnya. Secara umum sifat-sifat unsur berubah secara teratur sesuai dengan perubahan nomor atomnya. Sifat-sifat unsur yang berubah secara teratur ini disebut sifat periodik unsur-unsur. Sifat-sifat unsur dalam sistem periodik meliputi jari-jari atom, energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan. Penjelasan lebih lanjut tentang sifat-sifat atom tersebut sebagai berikut :

  1. Jari-jari Atom

 

Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom hingga kulit terluarnya. Secara umum teramati bahwa jari-jari atom dalam satu golongan akan semakin besar dari atas ke bawah. Sementara itu, dalam satu periode semakin kekanan jari-jari atom semakin kecil.

Dalam satu golongan, unsur-unsur dari atas ke bawah jari-jari atomnya semakin besar karena jumlah kulit atom semakin bertambah. Sedangkan dalam satu periode semua unsur memiliki jumlah kulit atom yang sama. Semakin ke kanan letak suatu unsur dalam sistem periodik, semakin bertambah jumlah elektron pada kulit terluarnya, yang diikuti dengan bertambahnya jumlah proton pada inti atom. Dengan demikian, gaya tarik-menarik antara proton dan elektron semakin besar dan akibatnya jari-jari atom semakin kecil.

 

 

 

 

 

 

 

 

Contoh :

  1. Penambahan kulit dalam dalam 1 golongan terhadap jari-jari atom

3Li          = 2 1 (jumlah kulit 2)

11Na        = 2 8 1 (jumlah kulit 3)

19K         = 2 8 8 1 (jumlah kulit 4)

Berdasarkan konfigurasi diatas K memiliki jumlah kulit sebanyak 4 sehingga K memiliki jari-jari atom yang lebih besar dibandingkan Na dan Li. Sedangkan Li memiliki jari-jari atom yang kecil karena memiliki jumlah kulit sebanyak 2 yang lebih sedikit dibandingkan Na dan K.

  1. Pengaruh bertambahnya gaya tarik-menarik antara inti atom dan elektron dengan bertambahnya nomor atom terhadap jari-jari atom dalam 1 periode.

3Li          = 2 1

4Be         = 2 2

5B           = 2 3

Berdasarkan konfigurasi diatas B memiliki jumlah elektron terluar sebanyak 3 sehingga gaya tarik-menarik antara elektron dan inti atom semakin kuat yang menyebabkan B memiliki jari-jari atom yang kecil dibandingkan Be dan Li. Sedangkan Li memiliki jumlah elektron terluar sebanyak 1 sehingga gaya tarik menarik antara elektron dan inti atom kecil yang menyebabkan Li memiliki jari-jari atom yang lebih besar dibandingkan Be dan B.

  1. Energi ionisasi

 

Energi ionisasi adalah energi minimum yang dibutuhkan untuk melepaskan 1 elektron terluar dari atom. Secara umum dalam satu golongan semakin ke bawah, harga energi ionisasi semakin kecil. Sebaliknya dalam satu periode, semakin  ke kanan harga energi ionisasinya semakin besar.

Dalam satu golongan, semakin ke bawah dengan bertambahnya kulit atom, jari-jari atom semakin meningkat. Dengan demikian, elektron terluarnya akan semakin lemah tertarik ke inti atom. Hal ini menjadikan elektron semakin kurang kuat terikat dan semakin mudah dilepaskan.

Dalam satu periode unsur-unsur memiliki jumlah kulit atom yang sama. Semakin ke kanan letak suatu unsur dalam sistem periodik, semakin bertambah jumlah elektron pada kulit terluarnya. Keadaan ini diikuti dengan bertambahnya jumlah proton pada inti atom, sehingga gaya tarik-menarik antara proton dan elektron semakin besar. Akibatnya elektron terluarnya menjadi semakin kuat tertarik oleh inti atom. Hal ini menjadikan elektronnya semakin sulit dilepaskan.

 

 

 

 

Contoh :

  1. Penambahan kulit dalam dalam 1 golongan terhadap energi ionisasi

3Li          = 2 1 (jumlah kulit 2)

11Na        = 2 8 1 (jumlah kulit 3)

19K         = 2 8 8 1 (jumlah kulit 4)

Berdasarkan konfigurasi diatas K memiliki jumlah kulit sebanyak 4. Dengan demikian, elektron terluarnya akan semakin lemah tertarik ke inti atom. Hal ini menjadikan elektron semakin kurang kuat terikat dan mudah dilepaskan sehingga K memiliki energi ionisasi yang kecil dibandingkan Na dan Li. Sedangkan Li memiliki energi ionisasi yang besar karena memiliki jumlah kulit sebanyak 2 yang lebih sedikit dibandingkan Na dan K. Dengan demikian, elektron terluarnya akan semakin kuat tertarik ke inti atom. Hal ini menjadikan elektron semakin kuat terikat dan sulit dilepaskan sehingga Li memiliki energi ionisasi yang besar dibandingkan Na dan K.

  1. Pengaruh bertambahnya gaya tarik-menarik antara inti atom dan elektron dengan bertambahnya nomor atom terhadap energi ionisasi dalam 1 periode.

3Li          = 2 1

4Be         = 2 2

5B           = 2 3

Berdasarkan konfigurasi diatas B memiliki jumlah elektron terluar sebanyak 3. Dengan demikian, gaya tarik-menarik antara elektron dan inti atom semakin kuat yang menyebabkan elektron terluarnya menjadi semakin kuat tertarik oleh inti atom dan elektronnya semakin sulit dilepaskan sehingga B memiliki energi ionisasi yang besar dibandingkan Be dan Li. Sedangkan Li memiliki jumlah elektron terluar sebanyak 1 sehingga gaya tarik menarik antara elektron dan inti atom kecil yang menyebabkan Li memiliki energi ionisasi yang lebih kecil dibandingkan Be dan B.

 

  1. METODE PEMBELAJARAN
  • Kombinasi STAD dan NHT
  • Tanya Jawab
  • Penugasan

 

  1. ALOKASI WAKTU
  • 1 x 25 menit
    • Strategi Pembelajaran
Tatap Muka Terstruktur Mandiri
  • Memahami sifat – sifat sistem periodik unsur pada jari-jari atom dan energi ionisasi
 Mengkaji sifat-sifat sistem periodik unsur jari-jari atom dan energi ionisasi pada sesi tanya jawab  Siswa dapat menjelaskan sifat-sifat sistem periodik unsur jari-jari atom dan energi ionisasi

 

  1. SKENARIO  PEMBELAJARAN

ü  Kegiatan Awal ( 5 menit )

  • Salam Pembuka
  • Do’a
  • Absen
  • Apersepsi : Guru menggali pengetahuan siswa tentang sistem periodik unsur: Kalian pasti mengenal berbagai macam buah. Ada apel, jeruk, tomat, mangga, anggur, dan lain sebagainya. Bagaimana ciri-ciri buah apel ? Bagaimna ciri-ciri buah jeruk ? Apakah kedunya mempunyai ciri yang sama ? “siswa menjawab”, lalu guru menambahkan, pada pengetahuan tentang sistem periodik unsur.  Setiap jenis buah memiliki rasa, warna, bau, bahkan bentuk yang berbeda-beda. Oleh karena itu kita tidak akan salah menunjukkan buah apel dengan buah jeruk, dan sebaliknya. Para ahli kimia juga memikirkan hal yang sama pada unsur-unsur kimia. Dari hasil penelitian, para ahli mengetahui bahwa setiap unsur memiliki sifat- sifat yang berlainan.
  • Motivasi : Guru memotivasi siswa untuk dapat menjelaskan sifat-sifat sistem periodik unsur meliputi jari-jari atom dan energi ionisasi, dapat membedakan sifat-sifat sistem periodik unsur yang meliputi jari-jari atom dan energi ionisasi.

ü Kegiatan Inti ( 15 menit )

  1. 1.         EKSPLORASI

Dalam kegiatan eksplorasi, guru :

  • Pegenalan sifat-sifat sistem periodik unsur. ( nilai yang di tanamkan : Jujur, Kerja keras, Toleransi, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Menghargai prestasi, Tanggung Jawab, Peduli lingkungan, Dapat dipercaya, Rasa hormat, Perhatian, Tekun, Berani, Ketulusan, Integritas, Peduli ).
  • Membahas sifat-sifat sistem periodik unsur yang meliputi jari-jari atom dan energi ionisasi ( nilai yang ditanamkan : Jujur, Kerja keras, Toleransi, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Menghargai prestasi, Tanggung Jawab, Peduli lingkungan, Dapat dipercaya, Rasa hormat, Perhatian, Tekun, Berani, Ketulusan, Integritas, Peduli ).

 

  1. 2.      ELABORASI

Dalam kegiatan elaborasi, guru :

  • Menjelaskan sifat-sifat sistem periodik unsur ( nilai yang ditanamkan : Jujur, Kerja keras, Toleransi, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Menghargai prestasi, Tanggung Jawab, Peduli lingkungan, Dapat dipercaya, Rasa hormat, Perhatian, Tekun, Berani, Ketulusan, Integritas, Peduli ).
  • Menjelaskan sifat-sifat sistem periodik unsur yang meliputi jari-jari atom dan energi ionisasi ( nilai yang ditanamkan : Jujur, Kerja keras, Toleransi, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Menghargai prestasi, Tanggung Jawab, Peduli lingkungan, Dapat dipercaya, Rasa hormat, Perhatian, Tekun, Berani, Ketulusan, Integritas, Peduli ).
  • Latihan untuk menentukan sifat-sifat sistem periodik unsur yamg meliputi jari-jari atom dan energi ionisasi ( nilai yang ditanamkan : Jujur, Kerja keras, Toleransi, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Menghargai prestasi, Tanggung Jawab, Peduli lingkungan, Dapat dipercaya, Rasa hormat, Perhatian, Tekun, Berani, Ketulusan, Integritas, Peduli ).

 

  1. 3.    KOMFIRMASI

Dalam kegiatan komfirmasi, guru :

  • Memberikan umpan balik tentang hal-hal yang belum diketahui ( nilai yang ditanamkan : Jujur, Kerja keras, Toleransi, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Menghargai prestasi, Tanggung Jawab, Peduli lingkungan, Dapat dipercaya, Rasa hormat, Perhatian, Tekun, Berani, Ketulusan, Integritas, Peduli ).
  • Menjelaskan tentang hal- hal yang belum diketahui ( nilai yang ditanamkan : Jujur, Kerja keras, Toleransi, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Menghargai prestasi, Tanggung Jawab, Peduli lingkungan, Dapat dipercaya, Rasa hormat, Perhatian, Tekun, Berani, Ketulusan, Integritas, Peduli ).
  • Menyimpulkan dan memberi penguatan tentang hal – hal yang belum diketahui ( nilai yang ditanamkan : Jujur, Kerja keras, Toleransi, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Menghargai prestasi, Tanggung Jawab, Peduli lingkungan, Dapat dipercaya, Rasa hormat, Perhatian, Tekun, Berani, Ketulusan, Integritas, Peduli ).

 

ü Kegiatan Akhir ( 5 menit )

  • Menyimpulkan sifat-sifat sistem periodik unsur yamg meliputi jari-jari atom dan energi ionisasi ( nilai yang ditanamkan : Jujur, Kerja keras, Toleransi, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Menghargai prestasi, Tanggung Jawab, Peduli lingkungan, Dapat dipercaya, Rasa hormat, Perhatian, Tekun, Berani, Ketulusan, Integritas, Peduli ).

 

  1. ALAT DAN SUMBER BELAJAR

Alat :

  • Papan tulis
  • spidol
  • penghapus
  • LCD

 

 

Sumber belajar:

  • Purba, Michael. 2009. Kimia Untuk SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga
  • Pranowo, Deni dkk. 2004. Kimia Untuk Kelas X : Intan Pariwara

 

  1. INSTRUMEN PENILAIAN
    1. Penilaian kognitif, guru memberikan pertanyaan secara lisan.
    2. Penilaian afektif, penilaian ini dilakukan oleh guru melalui komentar atau pertanyaan.

 

 

Mengetahui                                                                        Pontianak,  29 Mei 2012

Kepala Sekolah                                                                          Guru mata Pelajaran

 

 

(…………………..…)                                                              (…………………..…)

NIP                                                                                           NIP

 

 

Lampiran

Soal Evaluasi !

  1. Apa yang dimaksud dengan jari-jari atom dan bagaimana kecenderungan unsurnya dalam satu golongan dan satu periode ? (Point 50)
  2. Apa yang dimaksud dengan energi ionisasi dan bagaimana kecenderungan unsurnya dalam satu golongan dan satu periode ? (Point 50)

Jawaban :

  1. Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom hingga kulit terluarnya. Jari-jari atom dalam satu golongan akan semakin besar dari atas ke bawah. Sementara itu, dalam satu periode semakin kekanan jari-jari atom semakin kecil.
  2. Energi ionisasi adalah energi minimum yang dibutuhkan untuk melepaskan 1 elektron terluar dari atom. Dalam satu golongan semakin ke bawah, harga energi ionisasi semakin kecil. Sebaliknya dalam satu periode, semakin  ke kanan harga energi ionisasinya semakin besar.

 

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

(RPP)

 

  1. I.                   IDENTITAS SEKOLAH DAN MATA PELAJARAN
Nama Sekolah : SMA Negeri 1 Pemangkat
Kelas/Semester : X/ 1 (genap)
Mata Pelajaran : Kimia
Materi Pokok / Sub Materi : Hidrokarbon / Senyawa Karbon
Alokasi Waktu : 1 x pertemuan (1 x 25 menit)
Standar Kompetensi :
  1. Memahami sifat-sifat senyawa organik atas dasar gugus fungsi dan senyawa makromolekul.
Kompetensi Dasar : 4.2  Menggolongkan senyawa hidrokarbon berdasarkan strukturnya dan hubungannya dengan sifat senyawa

 

  1. II.                INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI

Indikator keberhasilan pembelajaran ini adalah sebagai berikut:

  1. Dapat mengelompokkan senyawa hidrokarbon berdasarkan kejenuhan ikatan dengan teliti.
  2. Dapat memberi nama senyawa alkana, alkena, dan alkuna dengan tepat.
  1. III.             TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mempelajari bab ini, Siswa mampu:

  1. Mengelompokkan senyawa hidrokarbon berdasarkan kejenuhan ikatan dengan teliti.
  2. Memberi nama senyawa alkana, alkena, dan alkuna dengan tepat.
  1. IV.             MATERI AJAR

Senyawa hidrokarbon merupakan senyawa yang hanya tersusun oleh atom-atom karbon (C) dan hidrogen (H). Berdasarkan kejenuhan ikatannya, senyawa hidrokarbon dikelompokan menjadi tiga, yaitu:

  1. Alkana (ikatan tunggal / jenuh)
  2. Alkena (ikatan rangkap dua / tak jenuh)
  3. Alkuna (ikatan rangkap tiga / tak jenuh)

Senyawa golongan alkana memiliki rumus umum CnH2n + 2 dan tidak memiliki ikatan rangkap. Senyawa ini banyak terdapat dalam kandungan minyak bumi. Senyawa hidrokarbon golongan alkena mempunyai rumus umum CnH2n. Senyawa ini mempunyai ikatan rangkap dua. Sedangkan senyawa hidrokarbon golongan alkuna mempunyai rumus umum CnH2n – 2. Senyawa ini memiliki ikatan rangkap tiga pada rantainya.

Nama-nama alkana merupakan dasar penamaan seluruh senyawa karbon. Olehj karena itu, sanngat penting untuk mengingatnya secara keseluruhan (terutama dari CH4 – C10H22)

Rumus

Molekul

Nama

Rumus Molekul dalam Bentuk Rantai C

CH4

Metana

CH4

C2H6

Etana

CH3 CH3

C3H8

Propana

CH3 CH2 CH3

C4H10

Butana

CH3 CH2 CH2 CH3

C5H12

Pentana

CH3 CH2 CH2 CH2 CH3

C6H14

Heksana

CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

C7H16

Heptana

CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

C8H18

Oktana

CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

C9H20

Nonana

CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

C10H22

Dekana

CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

Khusus senyawa alkena dan alkuna, dasar penamaannya mengikuti alkana, yaitu dengan mengganti akhiran –ana pada senyawa alkana dengan akhiran –ena (senyawa alkena) dan akhiran –una (senyawa alkuna).

Senyawa karbon yang telah kehilangan satu atom hidrogen dinamakan dengan gugus alkil yang biasanya dilambangkan dengan –R, rumus umum = CnH2n + 1. Sistem penamaan gugus alkil mengikuti tata nama senyawa alkana, dengan mengganti akhiran –ana pada senyawa alkana dengan akhiran –il. Contohnya adalah Metana menjadi Metil, Etana menjadi Etil, dan selanjutnya. Gugus alkil biasanya terdapat pada percabangan senyawa karbon.

Tata nama menurut ketentuan aturan IUPAC (International United of Pure and Applied Cehemistry = Perhimpunan Internasional Ilmu Kimia Murni dan Terapan) adalah sebagai berikut:

  1. Jika rantai karbon (C) tidak bercabang, maka namanya sesuai dengan yang disajikan pada tabel tersebut di atas, dengan diberi awalan n (normal).

Namanya : n-pentana

  1. Jika rantai karbon (C) bercabang:
    1. Rantai pokok yang menjadi nama alkananya merupakan rantai terpanjang.

Catatan:

Atom-atom hidrogen (H) tidak ditulis agar tidak ruwet.

                        Rantai karbon (C) terpanjang = 8, jadi merupakan suatu oktana.

 

  1. Penomoran atom karbon (C) dihitung dari salah satu ujung rantau pokok yang terdekat dengan cabang.
  1. Nama cabang dengan awalan nomor atom karbon (C) dimana cabang tersebut terikat, ditulis di depan nama alkananya.

Jadi namanya : 2-metil oktana

  1. Jika terdapat lebih dari satu cabang, maka ditulis urut abjad.

Jadi namanya : 4-etil-2-metil oktana

 

  1. Jika terdapat lebih dari satu cabang yang sama, maka nama cabang tersebut disebut sekali dengan memberikan tambahan awalan:

di = jika tedapat dua cabang yang sama

tri = jika terdapat tiga cabang yang sama

tetra = jika terdapat empat cabang yang sama

Jadi namanya : 2,2,4-trimetil heksana

 

  1. Jika rantai terpanjang ada dua kemungkinan, maka dipilih rantai yang memiliki cabang lebih banyak sebagai rantai pokok.

Namanya: 3-etil-2-metil hekasana (bukan 3-isopropil heksana)

  1. Jika ada dua cabang yang terikat pada atom karbon (C) yang sama jaraknya dari ujung, maka nomor terendah diberikan kepada cabang yang terdahulu menurut abjad.

Namanya: 3-etil-5-metil heptana (bukan 5-etil-2-metil heptana)

Tata nama senyawa alkena dan alkuna adalah seperti pada alkana, tetapi dengan beberapa tambahan sebagai berikut:

  1. Rantai pokok haruslah yang mengandung ikatan rangkap.
  2. Penomoran atom karbon (C) dihitung dari ujung yang terdekat dengan ikatan rangkap.
  3. Akhiran –ana diganti dengan akhiran –ena (untuk alkena), dan diganti dengan akhiran –una (untuk alkuna), kemudian disertai dengan nomor atom karbon (C) dimana ikatan rangkap tersebut terdapat.

Contohnya:

1-butena

4-metil-2-pentena

2,5-dimetil-3-heptuna

2-etil-3,6-dimetil-1,4-oktadiena

1,3-pentadiena

  1. V.                METODE PEMBELAJARAN

Metode pembelajaran :

  1. Numbered Head Together (NHT)
  2. Kartu soal

VI.             KEGIATAN PEMBELAJARAN

No

Kegiatan Pembelajaran

Alokasi Waktu

Metode

Pembelajaran

1. Kegiatan Pendahuluan
  1. Guru menciptakan suasana kelas yang religius dengan mengucapkan salam dan membaca basmalah bersama.
  2. Guru menunjukkan sikap disiplin dengan mengabsen siswa.
  3. Guru membentuk kelompok diskusi dengan memberikan kertas undian yang berbeda nomornya.
  4. Guru mengarahkan siswa untuk duduk sesuai dengan kelompoknya.
  5. Guru menumbuhkan rasa ingin tahu siswa dengan menyampaikan tujuan pembelajaran tentang jenis senyawa karbon.
  6. Guru mengadakan tanya jawab sebagai apersepsi untuk menarik perhatian dan memotivasi siswa untuk belajar.

Pertanyaan : Tahukah kalian senyawa penyusun bensin? Apakah penyusunnya berbeda dengan minyak tanah?

5 menit

 2.Kegiatan Inti

Eksplorasi :

  1. Guru melakukan tanya jawab mengenai jenis senyawa karbon untuk menggali informasi.
  2. Guru menambahkan informasi yang kemungkinan masih kurang dipahami siswa dengan cara menyampaikan materi pelajaran.

Elaborasi :

  1. Guru membagikan LKS yang berisi pertanyaan untuk didiskusikan oleh siswa.
  2. b.      Guru memberikan siswa kesempatan untuk berdiskusi dalam kelompok sebagai upaya menumbuhkan suasana demokratis dan rasa percaya diri siswa.
  3. Masing-masing siswa dalam kelompok menjawab pertanyaan dalam LKS secara mandiri dan bertanggung jawab.
  4. Siswa menjelaskan kepada teman kelompoknya tentang jawaban soal yang dikerjakannya.

Konfirmasi :

  1. Guru memanggil siswa dengan nomor tertentu.
  2. Siswa yang maju menjelaskan jawaban pertanyaan dari kelompoknya masing-masing.
  3. Guru memberikan tanggapan terhadap penjelasan siswa secara komunikatif.
  4. Guru memberi penguatan konsep berdasarkan jawaban siswa.
  5. Guru secara kreatif memberikan catatan-catatan penting mengenai materi pokok yang harus dikuasai siswa.

5 menit

5 menit

5 menit

 

3.Kegiatan Penutup

  1. Guru memberikan penghargaan kepada kelompok terbaik.
  2. Guru bersama-sama siswa menyimpulkan materi pembelajaran secara komunikatif.
  3. Guru memberikan siswa tugas rumah sebagai upaya untuk merangsang siswa untuk tekun belajar.
  4. Guru menutup pembelajaran dengan mengucapkan salam.

5 menit

 4.Penugasan Terstruktur

Buat resume tentang jenis-jenis senyawa karbon berdasarkan kejenuhannya.

Kegiatan Pendahuluan

  1. Guru menciptakan suasana kelas yang religius dengan mengucapkan salam dan membaca basmalah bersama.
  2. Guru menunjukkan sikap disiplin dengan mengabsen siswa.
  3. Guru membentuk kelompok diskusi dengan memberikan kertas undian yang berbeda nomornya.
  4. Guru mengarahkan siswa untuk duduk sesuai dengan kelompoknya.
  5. Guru menumbuhkan rasa ingin tahu siswa dengan menyampaikan tujuan pembelajaran tentang jenis senyawa karbon.
  6. Guru mengadakan tanya jawab sebagai apersepsi untuk menarik perhatian dan memotivasi siswa untuk belajar.

Pertanyaan : Tahukah kalian senyawa penyusun bensin? Apakah penyusunnya berbeda dengan minyak tanah?

5 menit

 2.Kegiatan Inti

Eksplorasi :

  1. Guru melakukan tanya jawab mengenai jenis senyawa karbon untuk menggali informasi.
  2. Guru menambahkan informasi yang kemungkinan masih kurang dipahami siswa dengan cara menyampaikan materi pelajaran.

Elaborasi :

  1. Guru membagikan LKS yang berisi pertanyaan untuk didiskusikan oleh siswa.
  2. b.      Guru memberikan siswa kesempatan untuk berdiskusi dalam kelompok sebagai upaya menumbuhkan suasana demokratis dan rasa percaya diri siswa.
  3. Masing-masing siswa dalam kelompok menjawab pertanyaan dalam LKS secara mandiri dan bertanggung jawab.
  4. Siswa menjelaskan kepada teman kelompoknya tentang jawaban soal yang dikerjakannya.

Konfirmasi :

  1. Guru memanggil siswa dengan nomor tertentu.
  2. Siswa yang maju menjelaskan jawaban pertanyaan dari kelompoknya masing-masing.
  3. Guru memberikan tanggapan terhadap penjelasan siswa secara komunikatif.
  4. Guru memberi penguatan konsep berdasarkan jawaban siswa.
  5. Guru secara kreatif memberikan catatan-catatan penting mengenai materi pokok yang harus dikuasai siswa.

5 menit

5 menit

5 menit

 3.Kegiatan Penutup

  1. Guru memberikan penghargaan kepada kelompok terbaik.
  2. Guru bersama-sama siswa menyimpulkan materi pembelajaran secara komunikatif.
  3. Guru memberikan siswa tugas rumah sebagai upaya untuk merangsang siswa untuk tekun belajar.
  4. Guru menutup pembelajaran dengan mengucapkan salam.

5 menit

 4.Penugasan Terstruktur

Buat resume tentang jenis-jenis senyawa karbon berdasarkan kejenuhannya.

  1. VII.          ALAT, BAHAN DAN SUMBER BELAJAR
  • Alat dan bahan      : white board, spidol, penghapus, LKS, Infokus.
  • Sumber belajar      : Buku ajar Kimia kelas X penerbit Erlangga, Buku referensi, dan sumber lain yang relevan.
  1. VIII.       PENILAIAN

Pengetahuan (kognitif)

Teknik             : Tes Tertulis

Bentuk                        : Latihan Soal

 

Sikap (Afektif)

Teknik             : Pengamatan

Tabel Penilaian Afektif Siswa

No.

Nama Siswa

Aspek Yang Diamati

Jumlah Skor

Kehadiran

Partisipasi KBM

1

2

3

4

1

2

3

4

1.

2.

Keterangan :

4          = sangat baik / sangat sering

3          = baik / sering

2          = cukup

1          = kurang

Pontianak, 10 April 2012

Mengetahui

Kepala Sekolah

Guru Mata Pelajaran

NIP. …………………………………..

NIP. ……………………………………….

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LEMBAR KERJA SISWA (LKS)

  1. 1.      Jenis Senyawa Hidro Karbon

Berdasarkan kejenuhan ikatannya, senyawa hidrokarbon dikelompokan menjadi tiga, yaitu:

  1. Alkana (ikatan tunggal / jenuh)
  2. Alkena (ikatan rangkap dua / tak jenuh)
  3. Alkuna (ikatan rangkap tiga / tak jenuh)
  4. 2.      Tata Nama Senyawa Alkana, Alkena, dan Alkuna

Jumlah Atom C

Alkana

Alkena

Alkuna

1

Metana

2

Etana Etena Etuna

3

Propana Propena Propuna

4

Butana Butena Butuna

5

Pentana Pentena Pentuna

6

Heksana Heksena Heksuna

7

Heptana Heptena Heptuna

8

Oktana Oktena Oktuna

9

Nonana Nonena Nonuna

10

Dekana Dekena Dekuna
  1. Jika rantai karbon (C) tidak bercabang, maka namanya sesuai dengan yang disajikan pada tabel tersebut di atas, dengan diberi awalan n (normal).
  2. Jika rantai karbon (C) bercabang:
    1. Rantai pokok yang menjadi nama alkananya merupakan rantai terpanjang.
    2. Penomoran atom karbon (C) dihitung dari salah satu ujung rantau pokok yang terdekat dengan cabang.
    3. Nama cabang dengan awalan nomor atom karbon (C) dimana cabang tersebut terikat, ditulis di depan nama alkananya.
    4. Jika terdapat lebih dari satu cabang, maka ditulis urut abjad.
    5. Jika terdapat lebih dari satu cabang yang sama, maka nama cabang tersebut disebut sekali dengan memberikan tambahan awalan:

di = jika tedapat dua cabang yang sama

tri = jika terdapat tiga cabang yang sama

tetra = jika terdapat empat cabang yang sama

  1. Jika rantai terpanjang ada dua kemungkinan, maka dipilih rantai yang memiliki cabang lebih banyak sebagai rantai pokok.
  2. Jika ada dua cabang yang terikat pada atom karbon (C) yang sama jaraknya dari ujung, maka nomor terendah diberikan kepada cabang yang terdahulu menurut abjad.

 

 

 

SOAL EVALUASI KELOMPOK

 

  1. Jelaskan dua jenis senyawa hidrokarbon berdasarkan kejenuhannya!
  2. Bagaimana cara menuliskan nama rantai yang kemungkinan mempunyai dua nama?
  3. Jelaskan cara penulisan senyawa hidrokarbon yang mempunyai cabang lebih dari satu!
  4. Tuliskan lima nama senyawa alkana yang paling sederhana!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SOAL EVALUASI SISWA

 

  1. Bagaimana cara menuliskan nama rantai yang kemungkinan mempunyai dua nama?
  2. Jelaskan dua jenis senyawa hidrokarbon berdasarkan kejenuhannya!
  3. Tuliskan lima nama senyawa alkana yang paling sederhana!
  4. Jelaskan cara penulisan senyawa hidrokarbon yang mempunyai cabang lebih dari satu!

KUNCI JAWABAN

SOAL EVALUASI SISWA

 

  1. Dengan memilih rantai yang memiliki cabang lebih banyak sebagai rantai pokok.
  2. Senyawa hidrokarbon berdasarkan kejenuhan:
  3. Jenuh, mempunyai ikatan tunggal.
  4. Tak jenuh, mempunyai ikatan rangkap (2 ataupun 3)
    1. Metana, Etana, Propana, Butana dan Pentana.
    2. Jika terdapat lebih dari satu cabang yang sama, maka nama cabang tersebut disebut sekali dengan memberikan tambahan awalan:

di = jika tedapat dua cabang yang sama

tri = jika terdapat tiga cabang yang sama

tetra = jika terdapat empat cabang yang sama

​STRUKTUR ATOM

Posted: Juli 7, 2012 in Flash Materi Kimia

STRUKTUR ATOM

 

Tatanama Senyawa dan Persamaan Reaksi Sederhana

LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT

 

Kelimpahan Unsur di Alam Dan Sifat-Sifat Kepriodikan Unsur

 

  1. Kelimpahan Unsur di Alam

Pemanfaatan unsur dan senyawa dapat menimbulkan dampak negatif terhadap kelangsungan hidup manusia dan alam sekitarnya.

  1. Struktur dan Komposisi Bumi

Bumi di bagi menjadi lima bagian, yaitu :

  • Atmosfir (bagian paling luar) yang tersusun dari campuran berbagai gas.

Atmosfir merupakan lapisan yang berwujud gas dengan ketebalan 1.100 km dan lebih dari separoh gas penyusun atmosfir terkomsentrasi pada ketebalan 5,6 km. komposisi gas dari atmosfir semakin tipis bila semakin jauh dari permukaan bumi. Komposisi atmosfir pada lapisan yang dekat dengan permukaan bumi menunjukan bahwa gas nitrogen merupakan komponen yang terbanyak, di susul oleh gas oksigen dan gas-gas yang lain. Gas oksigen dan nitrogen merupakan dua gas yang banyak di manfaatkan dalam industri, terutama industri pupuk.

  • Hidosfir dengan komponen utamanya adalah air.

Hidrosfir merupakan lapisan zat cair (air) termasuk larutan yang menutupi 70,8% permukaan bumi. Hidrosfir selain mengandung air juga terlarut berbagai senyawa dan ion yang merupakan sumber bahan kimia untuk industri, misalnya ion natrium dan klorin sebagai larutan NaCl, bromida, iodida, ion magnesium, dan kalsium.

  • Litosfir merupakan lapisan yang di sebut juga sebagai kerak bumi dengan ketebalan sekitar 100 km. Kerak bumi tersusun dari berbagai senyawa yang di kenal sebagai mineral dan bijih. Mineral merupakan  senyawaan dari suatu unsur, sedangkan bijih merupakan mineral yang  keya dengan senyawa tertentu sehingga secara ekonomis dapat di ambil zatnya (sebagai senyawa atau unsur).

Kerak bumi mengandung senyawa oksida. Selain senyawa oksida, kerak bumi juga tersusun dari senyawa karbonat dan senyawa sulfide serta sulfat, tetapi dengan kadar yang sangat kecil. Bila di hitung secara kelimpahan total masing-masing unsur, maka oksigen (49,5%) merupakan unsur terbesar penyusun kerak bumi, silicon (25,7%), aluminium (7,4%), besi (4,7%), kalsium (3,4%), natrium (2,6%), kalium (2,4%), magnesium (1,9%), dan titanium, hydrogen dan fosforus mempunyai persentasi kurang dari 1%. Hampis semua unsur yang ada dalam kerak bumi berada dalam bentuk senyawa. Kerak bumi merupakan sumber utama dari berbagai zat yang di butuhkan manusia.

Bagian inti bumi di duga berisi besi cair dan sedikit nikel dan unsur lain, kerapatan inti bumi sangat tinggi (± 13 g cm-3). Dari penelitian seismograf diperkirakan bahwa jari-jari inti bumi mencapai 1275 km, sedangkan suhunya mencapai 6650°C.

  1. Mineral dan Bijih Tambang di Indonesia

Indonesia mempunyai deposit bijih unsur-unsur tertentu tang tersebar di berbagai daerah. Bijih logam terutama aluminium dan timah, serta beberapa bijih logam transisi (tembaga, emas, mangan, dan perak) tersebar dari Sumatra, Jawa, Kalimantan, Sulawesi sampai Irian (Papua).

Unsur-unsur di alam banyak di manfaatkan untuk memproduksi bahan yang berguna bagi kehidupan manusia. Nitrogen dan oksigen di ambil dengan mencairkan udara kering. Nitrogen di manfaatkan untuk membuat ammonia yang selanjutnya di gunakan sebagai bahan baku dalam pembutana pupuk dan bahan peledak. Gas oksigen di gunakan untuk berbagai keperluan, misalnya dalam proses pengelasan dan pengoksidasi. Baja merupakan salah satu jenis logam paduan dengan unsur utama logam besi. Paduan logam besi, kromium, dan nikel di kenal sebagai baja stainless steel. Baja mangan merupakan paduan logam besi dengan mangan di manfaatkan untuk rel kereta api.

Oleh karena banyaknya unsur yang ada di alam, maka untuk memahami sifat-sifatnya di perlukan cara yang sistematis, oleh karena itu di susunlah system periodik unsur. Pola keteraturan sifat unsure pada system periodic unsur memberikan andil yang besar dalam memprediksi keberadaan dan bagaimana cara memisahkan unsur tersebut serta pemanfaatannya.

  1. Sifat-sifat keperiodikan Unsur

Sistem periodik unsur di susun dengan memperhatikan sifat fisis dan sifat kimia. Dengan adanya system periodik unsur, sifat-sifat unsur serta pola keteraturannya dapat di prediksi berdasarkan lataknya dalam system periodik unsur. Unsur-unsur di dalam system periodik dapat di kelompokkan dalam blok-blok berdasarkan konfigurasi elektronnya, yaitu unsur-unsur blok s, blok p, blok d, blok f.

  1. Sifat fisis

a)      Volum dan jari-jari atom

Lothar Meyer pertama kali menemukan sifat keperiodikan volum atom yang di peroleh dari angka banding antara massa atom relative (massa molar) dengan kerapatan atom.

Volum atom = massa molar (g mol-1)

Kerapatan (g cm-3)

Volum atom bergantung pada tiga factor, yaitu jumlah kulit, tarikan inti terhadap kulit electron, dan gaya tolak antarelektron pada kulit terluar. Semakin banyak kulit terluar berada berarti semakin bersar volum atomnya. Semakin banyak inti atom yang menarik berarti semakin kuat gaya tarik inti terhadap kulit electron dan mengakibatkan volum atom semakin kecil. Semakin banyak electron yang menempati suatu subkulit semakin besar gaya tolak menolak antarelektron dalam orbital tersebut dan akan berakibat semakin besarnya volum atom. Volum atom berubah secara teratur dan berulang secara periodic..

Ukuran atom selain dapat di ketahui dari volum atom juga dapat di ketahui dari  jari-jari atom. Jari-jari atom adalah jarak dari inti sampai ke electron yang terdapat paling luar. Kesulitan menentukan jari-jari atom disebabkan pada umumnya atom-atom tidak ada yang berdiri sendiri, tetapi berkaitan satu sama lain. Jari-jari atom akan mempunyai harga yang lebih kecil daripada ukuran ion negatifnya, dan akan lebih besar daripada jari-jari ion positfnya.

b)      Titik didih dan titik lebur

Meleleh merupakan peristiwa merenggangnya jarak antaratom dari suatu unsure. Oleh karena itu, titik leleh bergantung pada kekuatan relative ikatan antaratom. Kekuatan ikatan pada unsur-unsur logam dipengaruhi oleh electron valensi logam bersangkutan. Semakin banyak electron valensi logam, kekuatan ikatan logam bertambah, sehingga pada unsur-unsur logam semakin ke kanan dalam satu periode semakin tinggi titik lelehnya.

Unsur-unsur nonlogam yang terikat melalui ikatan kovalen yang kuat dengan membentuk struktur molekul raksasa, misalnya karbon dan silicon, mempunyai titik leleh yang sangat tinggi; sedangkan molekul-molekul nonlogam yang terikat melalui ikatan kovalen dengan membentuk molekul sederhana, titik lelehnya di pengaruhi oleh gaya ikatan antarmolekul, yaitu gaya Van der Waals. Semakin besar ukuran molekulnya semakin kuat gaya Van der Waals yang bekerja dan mengakibatkan titik lelehnya semakin tinggi.

Keperiodikan titik leleh dan titik didih mempunyai pola yang teratur. Dalam satu periode dari golongan IA sampai golongan IVA cenderung naik dan turun secara tajam pada golongan VA, kemudian turun secara teratur sampai golongan gas mulia (golongan VIIIA). Keperiodikan titik didih mempunyai pola yang sama dengan pola perubahan titik lebur.

c)      Energi ionisasi

Energi ionisasi (EI) atau potensial ionisasi adalah besarnya energi yang di perlukan oleh suatu atom dalam wujud gas untuk melepaskan electron yang terikat paling lemah. Energi ionisasi pertama (EI1) merupakan besarnya energi yang diperlukan untuk melepaskan electron yang pertama, dan energi ionisasi kedua (EI2) merupakan energi yang diperlukan untuk melepaskan electron yang kedua atau dari suatu kation yang bermuatan +1.

Mg(g) ® Mg+(g) + e-                           EI1 = 738 kJ mol-1

Mg(g) ® Mg2+(g)                                EI2 = 1451 kJ mol-1

Besarnya energi ionisasi dipengaruhi oleh ukuran atom (jari-jari atom), muatan inti, dan efek pelindung kulit electron  dan kedudukan electron dalam orbital electron. Semakin besar jari-jari atom semakin lemah gaya tarik inti terhadap electron, akibatnya electron semakin mudah dilepas. Hal itu berarti untuk melepaskan electron hanya di perlukan sedikit energi (energi ionisasinya kecil).

Beberapa jenis electron akan terikat lebih kuat karena adanya efek pelindung oleh subkulit electron yang lain. Electron yang sudah berpasangan di dalam suatu orbital lebih kuat terikat oleh inti karena adanya pengaruh perlindungan electron dari pasangannya.

d)      Affinitas electron

Affinitas electron adalah energi yang dilepaskan jika suatu atom dalam wujud gas menerima (menarik) electron membentuk ion negative. Besarnay affinitas electron suatu atom di pengaruhi oleh ukuran dan muatan inti. Harga affinitas electron suatu atom ditentukan secara tidak langsung, sebab ada beberapa atom yang mempunyai kecenderungan membentuk ion positif sehingga tidak mungkin di paksa untuk menjadi ion negatif tanpa melalui pembentukan ikatan dengna atom yang lebih elektropositf. Oleh karena itu, beberapa atom tidak diketahui harga affinitas elektronnya, misalnya gas mulia.

e)      Keelektronegatifan

Keelektronegatifan suatu atom menunjukan kecenderungan suatu atom untuk menarik pasangan electron yang digunakan bersama dalam pembentukan ikatan dengan atom lain. Atom yang mempunyai kemempuan menarik pasangan electron lebih kuat daripada atom yang berkaitan dengannya diberi harga skala keelektronegatifan lebih besar. Terdapat beberapa criteria skala yang digunakan untuk menyatakan harga keelektronegatifan suatu unsur, misalnya skala Pauling atau skala Huggins, skala Mullikan, dan skala Sanderson.

f)        Sifat magnetic

Sifat magnet suatu atom unsure berkaitan dengan struktur elktronnya, sesuai dengan aturan aufbau, larangan Pauli, dan aturan Hund. Electron di dalam orbital suatu atom ada yang berpasangan dan ada yang tidak berpasangan. Beberapa atom misalnya atom-atom gas mulia semua elektronnya berpasangan, tetapi beberapa atom yang lain tidak berpasangan. Akibat dari kedua keadaan tersebut berakibat pula pada interaksinya terhadap medan magnet. Atom-atom yang semua elektronnya telah berpasangan cenderung ditolak oleh medan magnet dan disebut sebagai atom diamagnetic, sedangkan atom-atom yang mempunyai electron tidak berpasangan akan tertarik oleh medan magnet dan disebut atom yang bersifat paramagnetic.

Adanya electron yang tidak berpasangan menimbulkan momen magnet  yang diukur dalam satuan bohr-magneton (BM). Besarnya momen magnet dapat di perkirakan dengan rumus :

µ = Ön(n+2)

dengan,            µ = momen magnet dalam bohr-magneton

n = jumlah electron tidak berpasangan

  1. Sifat kimia

a)      Pola kereaktifan unsure dalam system periodic

Golongan IA dan IIA sangan reaktif disebabkan unsur-unsur tersebut mempunyai energi ionisasi rendah, sehingga mempunyai kecenderungan mudah membentuk ion positif (kation). Unsur-unsur golongan VIIA juga sangat reaktif karena affinitas elektronnya tinggi sehingga mempunyai kecenderungan untuk menarik electron dan menjadi electron negatif (anion).

Unsur-unsur blok s semakin besar nomor atomnya semakin reaktif, sebab energi ionisasinya semakin kecil; sedangkan unsur-unsur blok p (kecuali gas mulia) mempunyai kecenderungan semakin kebawah dalam satu golongan menjadi kurang reaktif. Beberapa unsur transisi (blok d) sangat stabil terutama unsure golongan IB (Cu, Ag, dan Au) dan beberapa unsur lainnya, misalnya Pt dan Hg.

b)      Kelarutan senyawa dan pola kecenderungannya

Kelarutan suatu zat di dalam air dipengaruhi oleh beberapa factor, antara lain ukuran partikelnya (molekul atau ion), energi kisi kristalnya dan energi hidrasinya. Zat dengan ukuran partikel besar umumnya lebih sukar larut daripada zat-zat dengan ukuran pertikel yang lebih kecil, karena tampak pada kecenderungan kelarutan garam sulfatdari golongan alkali tanah yang semakin kecil dari Mg ke Ba. Energi kisi merupakan energi yang dilepas apabila ion-ion gas bergabung membentuk kristal ionic, sedangkan energi hidrasi adalah energi yang dilepas apabila ion-ion gas terlarut dalam air.

Struktur kristal suatu zat juga dapat berpengaruh terhadap kelarutan suatu zat. Struktur kristal adalah khas (unik) untuk suatu zat, sehingga apabila suatu zat yang segolongan mempunyai struktur kristal yang berbeda akan dapat menimbulkan penyimpangan pada pola kecenderungan kelarutannya.

c)      Keperiodikan sifat asam dan basa

Kekuatan asam dan basa dapat diprediksi dari kekuatan ikatan antara proton (H+) dengan gugus atom pusat yang mengikatnya. Semakin kuat ikatan terhadap proton semakin lemah sifat suatu asam. Berdasarkan hal tersebut, untuk asam biner (HX) akan semakin kuat sifat asamnya bila jari-jari atom X semakin besar, sebab semakin besar jari-jari atomnya semakin lemah gaya tarik atom X terhadap atom H dan atom H akan mudah terlepas sebagai proton (H+). Berdasarkan hal tersebut dalam satu golongan asam binernya semakin kuat dengan naiknya nomor atom (makin ke bawah).

Untuk asam oksi (HOX), kekuatan asam ditentukan oleh keelektronegatifan X, sebab semakin elektronegatf ikatan O-X semakin kuat, sehingga ikatan H-O menjadi lemah dan mudah melepas proton (H+). Apabila X merupakan atom yang elektropositf  maka yang akan terlepas adalah gugus OH- yang mengakibatkan bersifat basa. Berdasarkan hal tersebut maka sepanjang periode semakin ke kanan letak unsur asam oksinya akan semakin kuat.

d)      Daya mempolarisasi dan terpolarisasi

Daya mempolarisasi kation ditentukan oleh perbandingan muatan kation terhadap jari-jari kation. Daya polarisasi ini kuat bila muatan ionnya besar, tetapi jari-jari kationnya kecil. Sebaliknya, ukuran dan muatan anion semakin besar akan semakin mudah anion tersebut mengalami polarisasi.

NITROGEN DAN OKSIGEN

1.    Nitrogen

Nitrogen (Latin nitrum, Bahasa Yunani Nitron berarti “soda asli”, “gen”, “pembentukan”) secara resmi ditemukan oleh Daniel Rutherford pada 1772, yang menyebutnya udara beracun atau udara tetap. Pengetahuan bahwa terdapat pecahan udara yang tidak membantu dalam pembakaran telah diketahui oleh ahli kimia sejak akhir abad ke-18 lagi. Nitrogen juga dikaji pada masa yang lebih kurang sama oleh Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish, dan Joseph Priestley, yang menyebutnya sebagai udara terbakar atau udara telah flogistat. Gas nitrogen adalah cukup lemas sehingga dinamakan oleh Antoine Lavoisier sebagai azote, daripada perkataan Yunani αζωτος yang bermaksud “tak bernyawa”. Istilah tersebut telah menjadi nama kepada nitrogen dalam perkataan Perancis dan kemudiannya berkembang ke bahasa-bahasa lain.

Nitrogen adalah salah satu unsur golongan VA yang merupakan unsur nonlogam dan gas yang paling banyak di atmosfer bumi. Nitrogen merupakan unsur yang relatif stabil, tetapi membentuk isotop-isotop yang 4 di antaranya bersifat radioaktif. Di alam nitrogen terdapat dalam bentuk gas N2 yang tidak berwarna dan tidak berbau, tidak berasa, dan tidak beracun. Pada suhu yang rendah nitrogen dapat berbentuk cairan atau bahkan kristal padat yang tidak berwarna (bening). Selain itu nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa nitrat, amoniak, protein dan beberapa (Sunardi, 2006: 61-62).

Nitrogen merupakan molekul diatomik yang memiliki ikatan rangkap tiga.3 Energi ikatannya cukup tinggi sehingga sangat stabil dan sulit bereaksi. Karena itu kebanyakan entalpi dan energi bebas pembentukan senyawa nitrogen bertanda positif. Molekul nitrogen ini sangat ringan dan nonpolar sehingga gaya van der waals antar molekul sangat kecil. Gas ini masuk dan keluar tubuh manusia sewaktu bernafas tanpa berubah. Gas ini tidak berbau dan tidak berasa. Nitrogen sangat diperlukan digunakan sebagai pembuatan senyawa penting seperti amonia dan urea. Karena kesetabilan yang tinggi, nitrogen dipakai untuk gas pelindung gas oksigen dalam pabrik kimia, industri logam, dan dalam pembuatan komponen elektronika. Nitrogen cair juga di gunakan untuk membekukan makanan secara cepat (Syukri, 1999: 579).

Nitrogen atau zat lemas adalah sebuah 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 terdapat di udara kira-kira 78,09% persen dari atmosfir bumi dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Zat lemas membentuk banyak senyawa penting seperti asam amino, amoniak, asam nitrat, dan sianida. Nitrogen adalah zat non logam, dengan elektronegatifitas 3.0. Mempunyai 5 elektron di kulit terluarnya. Oleh karena itu trivalen dalam sebagian besar senyawa. Nitrogen mengembun pada suhu 77K (-196oC) pada tekanan atmosfir dan membeku pada suhu 63K (-210oC).

Nitrogen dapat ditemukan di alam :

o   Nitrogen terdapat di alam sebagai unsur bebas berupa molekul diatomik (N2) kira-kira 78,09% volume atmosfir.

o   Dijumpai dalam mineral penting seperti (KNO3) dan sendawa Chili (NaNO3).

o   Pada tumbuhuan dan hewan, nitrogen berupa bentuk protein yang komposisi rata-ratanya 51% C; 25% O; 16% N; 7% H; 0,4%P; dan 0,4% S.

SIFAT KIMIA NITROGEN

Nitrogen adalah unsur yang unik dalam golongannya, karena dapat membentuk senyawa dalam semua bilangan oksidasi dari tiga sampai lima. Senyawa nitrogen dapat mengalami reaksi reduksi dan oksidasi. Adapun sifat kimia nitrogen antara lain seperti berikut.

Sukar bereaksi dengan unsur lain kecuali dengan unsur unsur logam reaktif membentuk nitrida ionik :

6Li(s) + N2(g) à 2Li3N(s)

Catatan : dengan Mg dan Sr membentuk nitrida ionik pada suhu tinggi

CARA MEMPEROLEH NITROGEN

1.      Skala Laboratorium     :    memanaskan larutan yang mengandung garam amonia dan garam nitrit.

NH4+(aq)      +    NO2- (aq)                   panas                              N2(g)    +   2H2O(l)

2.      Secara komersil diperoleh dari distilasi bertingkat terhadap udara (proses linde dan claude).

3.       Di laboratorium dari dekomposisi termal senyawa amonium nitrit CNH4NO2 dengan cara dipanaskan. Reaksinya seperti berikut :

CNH4NO2(s)    →        N2(g) +   2 H2O(l)

4.      Dalam industri, dengan cara destruksi bertingkat dan pencairan (destilasi udaracair) karena N2 mempunyai titik didih rendah daripada O2 maka ia lebih dahulu menguap sebagai fraksi pertama

5.      Secara spektroskop  N2 murni di buat dengan dekomposisi termal NatriumBarium Azida. Berikut reaksinya:

NaN3                      2 Na + 3 N2

6.         Pemanasan NH4NO2 melalui reaksi sebagai berikut :

NH4NO2  →         N2 + 2 H2O

7.        Oksidasi NH3 melalui reaksi sebagai berikut :

2 NH3 + 3CuO     →        N2 + 3Cu + 3H2O

8.         Destilasi (penyulingan ) bertingkat dari udara cair.

IKATAN NITROGEN

a.       Ikatan Tunggal

Nitrogen dengan tiga ikatan tunggal terdapat dalam senyawa NR3 (R=H, alkali) yang mempunyai bentuk piramida segitiga. Terjadinya ikatan dapat diterangkan melalui orbital hibrida sp3 dengan pasangan elektron non ikatan atau pasangan elektron menyendiri menempati posisi salah satu dari keempat sudut struktur tetrahedron, dengan demikian bentuk molekul yang sesungguhnya menjadi tampak sebagai piramida segitiga. Aspek kimiawi yang penting dalam senyawa ini berkaitan denga peran pasangan elektron non ikatan. Dengan adanya sepasang electron non ikatan, semua senyawa NR3 bertindak sebagai basa Lewis. Oleh karena itu NR3 dapat membentuk senyawa kompleks dengan asam lewis dan dapat pula bertindak sebagai ligan ion-ion logam transisi.

Energi ikatan tunggal N-N relatif sangat lemah. Jika dibandingkan dengan energi ikatan tunggal C-C, terdapat perbedaan yang sangat mencolok. Perbandingan ini untuk unsur-unsur dalm periode 2 adalah 350, 160, 140, dan 150 kJ mol-1 , yang secara berurutan menunjuk pada energi ikatan tunggal dalam senyawa H3C-CH3, H2N-NH2, HO-OH, dan F-F. Perbedaan ini mungkin ada hubungannya dengan pengaruh tolakan antar pasangan elektron non ikatan, yaitu tidak ada, ada sepasang, dua pasang dan tiga pasang untuk masing-masing senyawa tersebut. Rendahnya energi ikatan tunggal ini, tidak seperti karbon, berakibat kecilnya kecenderungan pembentukan rantai bagi atom nitrogen.

b.      Ikatan ganda / rangkap

Nitrogen membentuk molekul N2 yang stabil dengan ikatan ganda tiga yang sangat kuat dengan jarak ikatan sangat pendek yaitu 1,09 A. Energi ikatnya sangat besar, 942 kJ mol-1, jauh lebih besar daripada energy ikatan ganda tiga untuk fosfor (481 kJ mol-1) dan juga lebih besar daripada energy ikatan ganda tiga karbon (835 kJ mol-1). Hal ini dapat dijelaskan bahwa atom nitrogen menggunakan salah satu orbital p untuk ikatan ∞ dan dua yang lain untuk ikatan π. Fosfor membentuk molekul P4 atau struktur lapis tertentu dengan ikatan tunggal. Jika nitrogen membentuk satu ikatan tunggal dan satu ikatan rangkap dua, maka struktur molekulnya non linear.

c.       Absennya peran orbital d

Dengan fluorin, nitrogen hanya membentuk trifluorida, NF3, sedangkan fosfor membentuk trifluorida PF3 dan pentafluorida PF5. teori hibridisasi menyarankan bahwa atom fosfor dalam PF5 mengalami hibridisasi sp3d, jadi melibatkan orbital 3d dalam membentuk ikatan P-F; atom nitrogen tidak mungkin menyediakan orbital d, dan oleh karena itu tidak mampu membentuk senyawa analog.

d.      Elektronegatifitas

Elektronegatifitas nitrogen jauh lebih tinggi dibanding dengan anggota-anggota lainnya dalam golongannya. Akibatnya, sifat polaritas ikatan dalam senyawa nitrogen sering berlawanan dengan sifat polaritas ikatan dalam senyawa anggota lainnya. Ikatan kovalen N-H sangat polar maka ammonia bersifat basa, sedangkan senyawa hidrida anggota yang lain, fosfina PH3, arsina AsH3, dan stibina SbH3, bersifat netral.

SENYAWA SENYAWA NITROGEN

A.    Amonia(NH3)

Amonia (NH3) dan garam-garamnya bersifat mudah larut dalam air. Sumber amonia di perairan adalah pemecahan nitrogen organik (protein dan urea) dan nitrogen anorganik yang terdapat di dalam tanah dan air, yang berasal dari dekomposisi bahan organic oleh mikroba dan jamur (amonifikasi). Sumber amonia adalah reduksi gas nitrogen yang berasal dari proses difusi udara atmosfer, limbah industri dan domestik. Amonia yang terdapat dalam mineral masuk ke badan air melalui erosi tanah. Selain terdapat dalam bentuk gas, amonia membentuk senyawa kompleks dengan beberapa ion logam. Amonia juga dapat terserap kedalam bahan-bahan tersuspensi dan koloid sehingga mengendap di dasar perairan. Amonia di perairan dapat menghilang melalui proses volatilisasi karena tekanan parsial amonia dalam larutan meningkat dengan semakin meningkatnya pH. Ikan tidak bisa bertoleransi terhadap kadar amonia bebas yang terlalu tinggi karena dapat mengganggu proses pengikatan oksigen oleh darah dan pada akhirnya dapat meningkatkan sifokasi. Pada budidaya intensif, yang padat penebaran tinggi dan pemberian pakan sangat intensif, penimbunan limbah kotoran terjadi sangat cepat.

Ammonia adalah bahan kimia dengan rumus kimia NH3. Molekul ammonia mempunyai bentuk segi tiga. Ammonia terdapat di atmosfera dalam kuantiti yang kecil akibat pereputan bahan organik. Ammonia juga dijumpai di dalam tanah, dan di tempat dekat dengan gunung berapi. Pada suhu dan tekanan piawai, ammonia adalah gas yang tidak mempunyai warna dan lebih ringan daripada udara (0.589 ketumpatan udara). Titik leburnya ialah -75 °C dan titik didihnya ialah -33.7 °C. 10% larutan ammonia dalam air mempunyai pH 12. Ammonia dalam bentuk cair mempunyai muatan haba yang sangat tinggi.

Dalam molekul amonia atom pusat N dikelilingi oleh tiga PEI dan sepasang PEB, maka bentuk molekul amonia adalah piramida segitiga; atom N terletak pada puncak piramida sedangkan ketiga atom H pada dasar piramida.

Pembuatan Amonia dengan Proses Haber Bosch

Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hydrogen ditemukan oleh Fritz Haber (1908), seorang ahli kimia dari Jerman. Sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran ditemukan oleh Carl Bosch, seorang insinyur kimia juga dari Jerman. Persamaan termokimia reaksi sintesis amonia adalah :

N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g) ∆H = -92,4Kj Pada 25oC : Kp = 6,2×105

Berdasarkan prinsip kesetimbangan kondisi yang menguntungkan untuk ketuntasan reaksi ke kanan (pembentukanNH3) adalah suhu rendah dan tekanan tinggi. Akan tetapi, reaksi tersebut berlangsung sangat lambat pada suhu rendah, bahkan pada suhu 500oC sekalipun. Dipihak lain, karena reaksi ke kanan eksoterm, penambahan suhu akan mengurangi rendemen. Proses Haber-Bosch semula dilangsungkan pada suhu sekitar 500oC dan tekanan sekitar 150-350 atm dengan katalisator, yaitu serbuk besi dicampur dengan Al2O3, MgO, CaO, dan K2O.

Reaksi kekanan pada pembuatan amonia adalah reaksi eksoterm. Reaksi eksoterm lebih baik jika suhu diturunkan, tetapi jika suhu diturunkan maka reaksi berjalan sangat lambat . Amonia punya berat molekul 17,03. Amonia ditekanan atmosfer fasanya gas. Titik didih Amonia -33,35 oC, titik bekunya -77,7 oC, temperatur & tekanan kritiknya 133 oC & 1657 psi. Entalpi pembentukan (∆H), kkal/mol NH3(g) pada 0oC, -9,368; 25 oC, -11,04. Pada proses sintesis pd suhu 700-1000oF, akan dilepaskan panas sebesar 13 kkal/mol. Kondisi optimum untuk dapat bereaksi dengan suhu 400- 600oC, dengan tekanan 150-300 atm. Kondisi optimum pembuatan amonia (NH3) dapat digambarkan pada tabel berikut :

Tabel : Kondisi Optimum Pembuatan NH3

No

Faktor

Reaksi : N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g) ∆H= -924 kJ

Kondisi Optimum

1.

Suhu

1. Reaksi bersifat eksoterm2. Suhu rendah akan menggeser kesetimbangan kekanan.3. Kendala:Reaksi berjalan lambat

400-600oC

2.

Tekanan

1. Jumlah mol pereaksi lebih besar dibanding dengan jumlah mol produk.2. Memperbesar tekanan akan menggeser kesetimbangan kekanan.3. Kendala Tekanan sistem dibatasi oleh kemampuan alat dan faktor keselamatan.

150-300 atm

3.

Konsentrasi

Pengambilan NH3 secara terus menerus akan menggeser kesetimbangan kearah kanan

_

4.

Katalis

Katalis tidak menggeser kesetimbangan kekanan, tetapi mempercepat laju reaksi secara keseluruhan Fe dengan campuran Al2O3 KOH dan garam lainnya

Pengaruh katalis pada sistem kesetimbangan adalah dapat mempercepat terjadinya reaksi kekanan atau kekiri, keadaan kesetimbangan akan tercapai lebih cepat tetapi katalis tidak mengubah jumlah kesetimbangan dari spesies-spesies yang bereaksi atau dengan kata lain katalis tidak mengubah nilai numeris dalam tetapan kesetimbangan. Peranan katalis adalah mengubah mekanisme reaksi kimia agar cepat tercapai suatu produk.

Katalis yang dipergunakan untuk mempercepat reaksi memberikan mekanisme suatu reaksi yang lebih rendah dibandingkan reaksi yang tanpa katalis. Dengan energi aktivasi lebih rendah menyebabkan maka lebih banyak partikel yang memiliki energi kinetik yang cukup untuk mengatasi halangan energi aktivasi sehingga jumlah tumbukan efektif akan bertambah sehingga laju meningkat. Perbandingan reaksi dengan katalis dan tanpa katalis dapat dilihat pada gambar dihalaman berikut:

Gambar : Perbandingan mekanisme reaksi menggunakan katalis dan tanpa katalis

Dengan kemajuan teknologi sekarang digunakan tekanan yang jauh lebih besar, bahkan mencapai 700 atm. Untuk mengurangi reaksi balik, maka amonia yang terbentuk segera dipisahkan. Mula-mula campuran gas nitrogen dan hidrogen dikompresi (dimampatkan) hingga mencapai tekanan yang diinginkan. Kemudian campuran gas dipanaskan dalam suatu ruangan yang bersama katalisator sehingga terbentuk amonia. Diagram alur dari proses Haber-bosch untuk sintesis amonia, diberikan pada Gambar berikut ini :

Di laboratorium dibuat dengan cara memanaskan campuran garam ammonium dengan suatu basa

NH4+(aq) + OH-(aq) à H2O(l) + NH3(g)

Contoh :

2NH4Cl(s) + Ca(OH)2(s) à CaCl (s) + 2H2O(l) + 2NH3(g)

Hidrolisis nitride ionic

Contoh :

Li3N + 3H2O à 3LiOH + NH3

Ca3N2 + 3H2O à 3Ca(OH)2 + 2N

Di industri : amoniak diperoleh dengan mereaksikan campuran gas N2 dan H2 pada suhu 500 oC, 200 atm < P < 1000 atm, katalis Fe.

N2(g) + 3H2(g) à 2NH3(g)

N2 diperoleh dari destilasi udara.

H2 diperoleh dari reaksi gas metan dan air.

CH4(s) + 2H2O(l)       Ni            CO2(g) + 4H2(g)

Apabila terdapat CO katalis akan terganggu kinerjanya dengan ditambahkan air.

CO(g) + H2O(l) à CO2(g) + H2(g)

  • Fungsi NH3

Dimanfaatkan dalam industri pupuk kimia dasar untuk mensintesis HNO3, NH4NO3, NaHCO3, KNO3, HCN, (NH4)2SO4 dll.

B.     Hidrazin (NH2-NH2)

Hidrazin dalam larutan air dibuat dari reaksi amonia dengan hipoklorit,dan diduga terjadi menurut dua tahap reaksi:
NH3  +OCl- à NH2Cl + OH-
NH2Cl + OH- à NH3 N2H4 + Cl- + H2O
Reaksi keseluruhan :
2 NH3 + OCl àN2H4 + Cl- + H2O
Dalam suasana asam maupun basa, hidrazin bersifat sebagai pereduksi kuat, banyak digunakan sebagai pereduksi komponen bahan bakar roket dalm bentuk dimetil hidrazin, (CH3)2NNH2. Oksidasi hidrazin menghasilkan berbgai macam senyawa bergantung pada jenis oksidatornya. Struktur hidrazin mirip dengan struktur etana kecuali dalam hal salah atu atom H dari tiap gugus metilnya diganti dengan sepasang electron menyendiri, struktur ini mempunyai panjang ikatan tunggal N-N, 145 pm.

C.     Nitrida

Nitrida adalah senyawa metal N. Secara umum apabila metal amida dipanaskan akan terjasdi deamoniasi menjadi metal nitrida misalnya seperti pada reaksi berikut :
3 Mg(NH2)2 à Mg3N2 + 4NH3

Metode yang lebih baik untuk pembutan nitride adalah pemanasan logam atau campuran oksida logam dan karbon dengan nitrogen atau ammonia.

D.    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.

E.     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.

F.      Oksida Nitrogen dan Asam Oksi

Nitrogen dapat bersenyawa dengan oksigen membentuk oksida dengan berbagai tingkat oksidasi,dari +1 hingga +5, misalnya N2O, NO, N2O3, N2O4, NO2 dan N2O5. Sedangkan asam oksi nitrogen yang dapat ditemui adalah H2N2O2 (as.hiponitrit), HNO2 (as.nitrit), HNO3 (as.nitrat) dan HNO4 (as.peroksinitrit).
Dinitrogen monoksida, N2O. Oksida monovalen nitrogen. Pirolisis amonium nitrat akan menghasilkan oksida ini melalui reaksi:
NH4NO3 → N2O + 2 H2O (pemanasan pada 250° C).
Walaupun bilangan oksidasi hanya formalitas, merupakan hal yang menarik dan simbolik bagaimana bilangan oksidasi nitrogen berubah dalam NH4NO3 membentuk monovalen nitrogen oksida (+1 adalah rata-rata dari -3 dan +5 bilangan oksidasi N dalam NH4+ dan NO3-). Jarak ikatan N-N-O dalam N2O adalah 112 pm (N-N) dan 118 pm (N-O), masing-masing berkaitan dengan orde ikatan 2.5 dan 1.5. N2O (16e) isoelektronik dengan CO2 (16 e). Senyawa ini digunakan secara meluas untuk analgesik.
Nitrogen oksida, NO. Oksida divalen nitrogen. Didapatkan dengan reduksi nitrit melalui reaksi berikut:

KNO2 + KI + H2SO4 → NO + K2SO4 + H2O + ½ I2

Karena jumlah elektron valensinya ganjil (11 e), NO bersifat paramagnetik. Jarak N-O adalah 115 pm dan mempunyai karakter ikatan rangkap. Elektron tak berpasangan di orbital π* antiikatan dengan mudah dikeluarkan, dan NO menjadi NO+ (nitrosonium) yang isoelektronik dengan CO.

Karena elektronnya dikeluarkan dari orbital antiikatan, ikatan N-O menjadi lebih kuat. Senyawa NOBF4 dan NOHSO4 mengandung kation ini dan digunakan sebagai oksidator 1 elektron.

Walaupun NO sebagai gas monomerik bersifat paramagnetik, dimerisasi pada fasa padatnya akan menghasilkan diamagnetisme. NO merupakan ligan kompleks logam transisi yang unik dan membentuk kompleks misalnya [Fe(CO2)(NO)2], dengan NO adalah ligan netral dengan 3 elektron. Walaupun M-N-O ikatannya lurus dalam kompleks jenis ini, sudut ikatan M-N-O berbelok menjadi 120° – 140° dalam [Co(NH3)5(NO)]Br2, dengan NO- adalah ligan 4 elektron. Akhir-akhir ini semakin jelas bahwa NO memiliki berbagai fungsi kontrol biologis, seperti aksi penurunan tekanan darah, dan merupakan spesi yang paling penting, setelah ion Ca2+, dalam transduksi sinyal.
Dinitrogen trioksida, N2O3. Bilangan oksidasi nitrogen dalam senyawa ini adalah +3, senyawa ini tidak stabil dan akan terdekomposisi menjadi NO dan NO2 di suhu kamar. Senyawa ini dihasilkan bila kuantitas ekuivalen NO dan NO2 dikondensasikan pada suhu rendah. Padatannya berwarna biru muda, dan akan bewarna biru tua bila dalam cairan, tetapi warnanya akan memudar pada suhu yang lebih tinggi.

Nitrogen dioksida, NO2, merupakan senyawa nitrogen dengan nitrogen berbilangan oksidasi +4. NO2 merupakan senyawa dengan jumlah elektron ganjil dengan elektron yang tidak berpasangan, dan berwarna coklat kemerahan. Senyawa ini berada dalam kesetimbangan dengan dimer dinitrogen tetraoksida, N2O4, yang tidak bewarna. Proporsi NO2 adalah 0.01% pada -11° C dan meningkat perlahan menjadi 15,9% pada titik didihnya (21.2° C), menjadi 100% pada 140° C. N2O4 dapat dihasilkan dengan pirolisis timbal nitrat.

2 Pb(NO3)2 → 4NO2 + 2PbO + O2 pada 400 oC

            Bila NO2 dilarutkan dalam air dihasilkan asam nitrat dan nitrit:
2 NO2 + H2O → HNO3 + HNO2

Dengan oksidasi satu elektron, NO2+ (nitroil) terbentuk dan sudut ikatan berubah dari 134o dalam NO2 netral menjadi 180o. Di pihak lain, dengan reduksi satu elektron, terbentuk ion NO2- (nitrito) dengan sudut ikatan 115o.

Dinitrogen pentoksida, N2O5, didapatkan bila asam nitrat pekat secara perlahan didehidrasi dengan fosfor pentoksida pada suhu rendah. Senyawa ini menyublim pada suhu 32.4o C. Karenadengan melarutkannya dalam air akan dihasilkan asam nitrat, dinitrogen pentoksida juga disebut asam nitrat anhidrat

.
N2O5 + H2O → 2 HNO3

Walaupun pada keadaan padat dinitrogen pentoksida merupakan pasangan ion NO2NO3 dengan secara bergantian lokasi ion ditempati oleh ion lurus NO2+ dan ion planar NO3-, pada keadaan gas molekul ini adalah molekular.

Oksida nitrogen

Berbagai oksida nitrogen akan dibahas dari yang berbilangan oksidasi rendah ke yang berbilangan oksidasi tinggi.

Dinitrogen monoksida, N2O. Oksida monovalen nitrogen. Pirolisis amonium nitrat akan menghasilkan oksida ini melalui reaksi:

NH4NO3 → N2O + 2 H2O (pemanasan pada 250° C).

Walaupun bilangan oksidasi hanya formalitas, merupakan hal yang  menarik dan simbolik bagaimana bilangan oksidasi nitrogen berubah dalam NH4NO3 membentuk monovalen nitrogen oksida (+1 adalah rata-rata dari -3 dan +5 bilangan oksidasi N dalam NH4+ dan NO3-).  Jarak ikatan N-N-O dalam N2O adalah 112 pm (N-N) dan 118 pm (N-O), masing-masing berkaitan dengan orde ikatan 2.5 dan 1.5.  N2O (16e) isoelektronik dengan CO2 (16 e). Senyawa ini digunakan secara meluas untuk analgesik.

A.    Nitrogen oksida, ( NO ).

Oksida divalen nitrogen. Didapatkan dengan reduksi nitrit melalui reaksi berikut:

KNO2 + KI + H2SO4 → NO + K2SO4 + H2O + ½ I2

Karena jumlah elektron valensinya ganjil (11 e), NO bersifat paramagnetik. Jarak N-O adalah 115 pm dan mempunyai karakter ikatan rangkap. Elektron tak berpasangan di orbital π* antiikatan dengan mudah dikeluarkan, dan NO menjadi NO+ (nitrosonium) yang isoelektronik dengan CO.

Karena elektronnya dikeluarkan dari orbital antiikatan, ikatan N-O menjadi lebih kuat. Senyawa NOBF4 dan NOHSO4 mengandung kation ini dan digunakan sebagai oksidator 1 elektron.

Walaupun NO sebagai gas monomerik bersifat paramagnetik, dimerisasi pada fasa padatnya akan menghasilkan diamagnetisme. NO merupakan ligan kompleks logam transisi yang unik dan membentuk kompleks misalnya [Fe(CO2)(NO)2], dengan NO adalah  ligan netral dengan 3 elektron.  Walaupun M-N-O ikatannya lurus dalam kompleks jenis ini, sudut ikatan M-N-O berbelok menjadi 120° – 140° dalam [Co(NH3)5(NO)]Br2, dengan NO- adalah ligan 4 elektron. Akhir-akhir ini semakin jelas bahwa NO memiliki berbagai fungsi kontrol biologis, seperti aksi penurunan tekanan darah, dan merupakan spesi yang paling penting, setelah ion Ca2+, dalam transduksi sinyal.

B.     Dinitrogen trioksida, N2O3.

Bilangan oksidasi nitrogen dalam senyawa ini adalah +3, senyawa ini tidak stabil dan akan terdekomposisi menjadi NO dan NO2 di suhu kamar.  Senyawa ini dihasilkan bila kuantitas ekuivalen NO dan NO2 dikondensasikan pada suhu rendah.  Padatannya berwarna biru muda, dan akan bewarna biru tua bila dalam cairan, tetapi warnanya akan memudar pada suhu yang lebih tinggi.

C.     Nitrogen dioksida ( NO2)

Nitrogen dioksida merupakan senyawa nitrogen dengan nitrogen berbilangan oksidasi +4. NO2 merupakan senyawa dengan jumlah elektron ganjil dengan elektron yang tidak berpasangan, dan berwarna coklat kemerahan.  Senyawa ini berada dalam kesetimbangan dengan dimer dinitrogen tetraoksida, N2O4,  yang tidak bewarna.  Proporsi NO2 adalah 0.01% pada -11° C dan meningkat perlahan menjadi  15,9% pada titik didihnya (21.2° C), menjadi 100% pada 140° C.

N2O4 dapat dihasilkan dengan pirolisis timbal nitrat

2 Pb(NO3)2 → 4NO2 + 2PbO+O2 pada 400 oC

Bila NO2 dilarutkan dalam air dihasilkan asam nitrat dan nitrit:

2 NO2 + H2O → HNO3+HNO2

Dengan oksidasi satu elektron, NO2+ (nitroil) terbentuk dan sudut ikatan berubah dari 134o dalam NO2 netral menjadi 180o. Di pihak lain, dengan reduksi satu elektron, terbentuk ion NO2- (nitrito) dengan sudut ikatan 115o.

D.    Dinitrogen pentaoksida ( N2O5)

Dinitrogen pentaoksida didapatkan bila asam nitrat pekat secara perlahan didehidrasi dengan fosfor pentoksida pada suhu rendah. Senyawa ini menyublim pada suhu 32.4oC.  Karena dengan melarutkannya dalam air akan dihasilkan asam nitrat, dinitrogen pentoksida juga disebut asam nitrat anhidrat.

N2O5 + H2O → 2 HNO3

Walaupun pada keadaan padat dinitrogen pentoksida merupakan pasangan ion NO2NO3 dengan secara bergantian lokasi ion ditempati oleh ion lurus NO2+ dan ion planar NO3-, pada keadaan gas molekul ini adalah molekular.

E.     Asam nitrat (HNO3)

Secara komersil asam nitrat dibuat dengan cara oksidasi amoniak. Prosesnya disebut dengan Proses Oswald. Tahapannya sebagai berikut :

1.      Oksidasi ammonia menjadi NO menggunakan katalis campuran logam platinum – radium yang dipanaskan hingga 900 oC.

4NH3 + 5O2     katalis        4NO + 6H2O

Pada kondisi ini 97% ammonia diubah menjadi NO.

2.      NO direaksikan dengan oksigen membentuk NO2

2NO + O2 à 2NO2

Kecepatan reaksi oksidasi ini menurun dengan naiknya suhu sehingga suhu dipertahankan 25 oC dengan menggunakan pendingin air.

3.      Absorpsi NO2 oleh air

3NO2 + H2O à 2HNO3 + NO

Catatan :

Ø  NO yang dihasilkan didaur ulang untuk oksidasi menjadi NO2.

Ø  HNO3 (dalam air) yang dihasilkan kadarnya 50%, dapat ditingkatkan menjadi 68% dengan destilasi.

Asam nitrat merupakan zat cair tidak berwarna, berasap (titik didih 83 oC) dengan bau yang tajam. HNO3 terdekomposisi oleh cahaya matahari.

4HNO3(aq) à 4NO2(g) + 2H2O(l) + O2(g)

Karena dekomposisi ini, warna HNO3 berubah menjadi kuning setelah disimpan lama karena terbentuk NO2 yang melarut.

HNO3 pekat konsentrasinya 15,9 M (70,4%) dan merupakan pengoksidasi kuat. Asam nitrat digunakan dalam industry pupuk, sistem pendorong roket dengan bahan bakar cair dan lain – lain :

Ø  Pupuk : NH4NO3, NaNO3, Ca(NO3)2, KNO3, Co(NO3)2

Ø  Bahan peledak : NH4NO3, NaNO3, Ca(NO3)2, KNO3, Ba(NO3)2

Ø  Kembang api : NH4NO3, NaNO3, Ca(NO3)2, KNO3, Ba(NO3)2, Sr(NO3)2, Mg(NO3)2

Ø  Pengawet makanan : NaNO3,  KNO3

Ø  Germisida, fungisida, insektisida : NH4NO3, AgNO3, Ba(NO3)2, Cu(NO3)2

Ø  Cat rambut : AgNO3, Co(NO3)2

Ø  Korek api : NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2, Sr(NO3)2, Pb(NO3)2

Ø    Produk medis : NaNO3, KNO3, Cu(NO3)2, Sr(NO3)2, Fe(NO3)2, Zn(NO3)2, AgNO3, Hg2(NO3)2, Hg(NO3)2

F.      Urea CO(NH2)2

Ø  Pupuk urea mengandung kurang lebih 46% N sehingga digunakan sebagai sumber nitrogen bagi tumbuh – tumbuhan.

Ø  Di dalm tanah, urea bersifat basa.

Ø  Bahan baku pembuatan urea adalah gas alam dan udara.

CH4(g) + 2H2O(l)       Ni              CO2(g) + 4H2(g)

N2(g) + 3H2(g) à 2NH3(g) (proses haber dosh)

Ø  Urea dapat digunakan untuk membuat sejenis plastik ureaformaldehyde

G.    Natrium nitrit (NaNO2)

Digunakan untuk :

Ø  Pembuatan zat warna

Ø  Bahan farmasi

Ø  Dalam industry teksit sebagai zat pemutih

Ø  Pada makanan untuk menambah cita rasa, memberikan warna merah pada daging dan mencegah pertumbuhan bakteri clostrodium botolinum.

Efek negatif nitrit terhadap makanan :

Ø  Nitrit mengoksidasi hemoglobin menjadi methahemoglobin (Fe2+ dioksidasi menjadi Fe3+) sehingga daya angkut O2 berkurang dan menimbulkan keracunan seperti saat menghirup gas CO.

Ø  Asam nitrit dan amina sekunder membentuk nitrosiamin bersifat karsinogenik menyebabkan kanker.

SIKLUS NITROGEN

  1. Proses – Proses dalam Daur Nitrogen

Nitrogen hadir di lingkungan dalam berbagai bentuk kimia termasuk nitrogen organik, amonium (NH4 +), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), dan gas nitrogen (N2). Nitrogen organik dapat berupa organisme hidup, atau humus, dan dalam produk antara dekomposisi bahan organik atau humus dibangun. Proses siklus nitrogen mengubah nitrogen dari satu bentuk kimia lain. Banyak proses yang dilakukan oleh mikroba baik untuk menghasilkan energi atau menumpuk nitrogen dalam bentuk yang dibutuhkan untuk pertumbuhan. Diagram di atas menunjukkan bagaimana proses-proses cocok bersama untuk membentuk siklus nitrogen (lihat gambar).

1. Fiksasi Nitrogen

Fiksasi nitrogen adalah proses alam, biologis atau abiotik yang mengubah nitrogen di udara menjadi ammonia (NH3). Mikroorganisme yang mem-fiksasi nitrogen disebut diazotrof. Mikroorganisme ini memiliki enzim nitrogenaze yang dapat menggabungkan hidrogen dan nitrogen. Reaksi untuk fiksasi nitrogen biologis ini dapat ditulis sebagai berikut :

N2 + 8 H+ + 8 e → 2 NH3 + H2

Mikro organisme yang melakukan fiksasi nitrogen antara lain : Cyanobacteria, Azotobacteraceae, Rhizobia, Clostridium, dan Frankia. Selain itu ganggang hijau biru juga dapat memfiksasi nitrogen. Beberapa tanaman yang lebih tinggi, dan beberapa hewan (rayap), telah membentuk asosiasi (simbiosis) dengan diazotrof. Selain dilakukan oleh mikroorganisme, fiksasi nitrogen juga terjadi pada proses non-biologis, contohnya sambaran petir. Lebih jauh, ada empat cara yang dapat mengkonversi unsur nitrogen di atmosfer menjadi bentuk yang lebih reaktif :

a.       Fiksasi biologis

Beberapa bakteri simbiotik (paling sering dikaitkan dengan tanaman polongan) dan beberapa bakteri yang hidup bebas dapat memperbaiki nitrogen sebagai nitrogen organik. Sebuah contoh dari bakteri pengikat nitrogen adalah bakteri Rhizobium mutualistik, yang hidup dalam nodul akar kacang-kacangan. Spesies ini diazotrophs. Sebuah contoh dari hidup bebas bakteri Azotobacter.

b.      Industri fiksasi nitrogen

Di bawah tekanan besar, pada suhu 600 C, dan dengan penggunaan katalis besi, nitrogen atmosfer dan hidrogen (biasanya berasal dari gas alam atau minyak bumi) dapat dikombinasikan untuk membentuk amonia (NH3). Dalam proses Haber-Bosch, N2 adalah diubah bersamaan dengan gas hidrogen (H2) menjadi amonia (NH3), yang digunakan untuk membuat pupuk dan bahan peledak.

c.       Pembakaran bahan bakar fosil

Mesin mobil dan pembangkit listrik termal, yang melepaskan berbagai nitrogen oksida (NOx).

d.      Proses lain

Selain itu, pembentukan NO dari N2 dan O2 karena foton dan terutama petir, dapat memfiksasi nitrogen.

2. Asimilasi

Tanaman mendapatkan nitrogen dari tanah melalui absorbsi akar baik dalam bentuk ion nitrat atau ion amonium. Sedangkan hewan memperoleh nitrogen dari tanaman yang mereka makan.

Tanaman dapat menyerap ion nitrat atau amonium dari tanah melalui rambut akarnya. Jika nitrat diserap, pertama-tama direduksi menjadi ion nitrit dan kemudian ion amonium untuk dimasukkan ke dalam asam amino, asam nukleat, dan klorofil. Pada tanaman yang memiliki hubungan mutualistik dengan rhizobia, nitrogen dapat berasimilasi dalam bentuk ion amonium langsung dari nodul. Hewan, jamur, dan organisme heterotrof lain mendapatkan nitrogen sebagai asam amino, nukleotida dan molekul organik kecil.

3. Amonifikasi

Jika tumbuhan atau hewan mati, nitrogen organik diubah menjadi amonium (NH4+) oleh bakteri dan jamur.

4. Nitrifikasi

Konversi amonium menjadi nitrat dilakukan terutama oleh bakteri yang hidup di dalam tanah dan bakteri nitrifikasi lainnya. Tahap utama nitrifikasi, bakteri nitrifikasi seperti spesies Nitrosomonas mengoksidasi amonium (NH4 +) dan mengubah amonia menjadi nitrit (NO2-). Spesies bakteri lain, seperti Nitrobacter, bertanggung jawab untuk oksidasi nitrit menjadi dari nitrat (NO3-). Proses konversi nitrit menjadi nitrat sangat penting karena nitrit merupakan racun bagi kehidupan tanaman.

Proses nitrifikasi dapat ditulis dengan reaksi berikut ini :

1.      NH3 + CO2 + 1.5 O2 + Nitrosomonas → NO2- + H2O + H+

2.      NO2- + CO2 + 0.5 O2 + Nitrobacter → NO3-

3.      NH3 + O2 → NO2 + 3H+ + 2e

4.      NO2 + H2O → NO3 + 2H+ + 2e

note : “Karena kelarutannya yang sangat tinggi, nitrat dapat memasukkan air tanah. Peningkatan nitrat dalam air tanah merupakan masalah bagi air minum, karena nitrat dapat mengganggu tingkat oksigen darah pada bayi dan menyebabkan sindrom methemoglobinemia atau bayi biru. Ketika air tanah mengisi aliran sungai, nitrat yang memperkaya air tanah dapat berkontribusi untuk eutrofikasi, sebuah proses dimana populasi alga meledak, terutama populasi alga biru-hijau. Hal ini juga dapat menyebabkan kematian kehidupan akuatik karena permintaan yang berlebihan untuk oksigen. Meskipun tidak secara langsung beracun untuk ikan hidup (seperti amonia), nitrat dapat memiliki efek tidak langsung pada ikan jika berkontribusi untuk eutrofikasi ini.”

5. Denitrifikasi

Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat untuk kembali menjadi gas nitrogen (N2), untuk menyelesaikan siklus nitrogen. Proses ini dilakukan oleh spesies bakteri seperti Pseudomonas dan Clostridium dalam kondisi anaerobik. Mereka menggunakan nitrat sebagai akseptor elektron di tempat oksigen selama respirasi. Fakultatif anaerob bakteri ini juga dapat hidup dalam kondisi aerobik.

Denitrifikasi umumnya berlangsung melalui beberapa kombinasi dari bentuk peralihan sebagai berikut:

NO3 → NO2 → NO + N2O → N2

Proses denitrifikasi lengkap dapat dinyatakan sebagai reaksi redoks:

2 NO3 + 10 e + 12 H+ → N2 + 6 H2O

6. Oksidasi Amonia Anaerobik

Dalam proses biologis, nitrit dan amonium dikonversi langsung ke elemen (N2) gas nitrogen. Proses ini membentuk sebagian besar dari konversi nitrogen unsur di lautan. Reduksi dalam kondisi anoxic juga dapat terjadi melalui proses yang disebut oksidasi amonia anaerobik

NH4+ + NO2 → N2 + 2 H2O

KEGUNAAN NITROGEN

o   Dalam bentuk ammonia, nitrogen digunakan sebagai bahan pupuk, pembuatan pulp untuk kertas, pembuatan garam nitrat dan asam nitrat, berbagai jenis bahan peledak, pembuatan senyawa nitro dan berbagai jenis refrigeran. Dari gas ini juga dapat dibuat urea, hidrazina dan hidroksilamina.

o   Asam nitrat digunakan dalam pembuatan zat pewarna dan bahan peledak.

o   Nitrogen sering digunakan jika diperlukan lingkungan yang inert, misalnya dalam bola lampu listrik untuk mencegah evaporasi filamen .

o   Sedangkan nitrogen cair banyak digunakan sebagai refrigerant (pendingin) yang sangat efektifkarena relatif murah.

o   Banyak digunakan oleh laboratorium – laboratorium medis dan laboratorium – laboratorium penelitian sebagai pengawet bahan-bahan preservatif untuk jangka waktu yang sangat lama, misalnya pada bank sperma, bank penyimpanan organ-organ tubuh manusia, bank darah, dsb.

o   Fungsi Dalam Ekologi

Nitrogen sangatlah penting untuk berbagai proses kehidupan di Bumi. Nitrogen adalah komponen utama dalam semua asam amino, yang nantinya dimasukkan ke dalam protein, tahu kan kalau protein adalah zat yang sangat kita butuhkan dalam pertumbuhan. Nitrogen juga hadir di basis pembentuk asam nukleat, seperti DNA dan RNA yang nantinya membawa hereditas. Pada tumbuhan, banyak dari nitrogen digunakan dalam molekul klorofil, yang penting untuk fotosintesis dan pertumbuhan lebih lanjut. Meskipun atmosfer bumi merupakan sumber berlimpah nitrogen, sebagian besar relatif tidak dapat digunakan oleh tanaman. Pengolahan kimia atau fiksasi alami (melalui proses konversi seperti yang dilakukan bakteri rhizobium), diperlukan untuk mengkonversi gas nitrogen menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh organisme hidup, oleh karena itu nitrogen menjadi komponen penting dari produksi pangan. Kelimpahan atau kelangkaan dari bentuk “tetap” nitrogen, (juga dikenal sebagai nitrogen reaktif), menentukan berapa banyak makanan yang dapat tumbuh pada sebidang tanah

  1. 1.  Oksigen

 

Sejarah

Selama beberapa abad, para ahli kadang-kadang menyadari bahwa udara terdiri lebih dari satu komponen. Sifat oksigen dan nitrogen sebagai komponen udara mengarah pada pengembangan teori flogiston pada proses pembakaran, yang sering terpikir oleh para ahli kimia selama satu abad. Oksigen telah dibuat oleh beberapa ahli, termasuk Bayen dan Borch, tetapi mereka tidak tahu cara mengumpulkannya. Mereka juga tidak mempelajari sifat-sifatnya dan tidak mengenali  oksigen sebagai unsur dasar.

Seorang ahli bernama Priestley dipuji karena penemuannya, meski Scheele juga menemukan oksigen secara bebas.

Dulu, bobot atom oksigen  digunakan sebagai standar pembanding untuk unsur yang lain, hingga pada tahun 1961, ketika IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) menggunakan atom karbon 12 sebagai standar pembanding yang baru.

Sumber

Oksigen adalah unsur ketiga terbanyak yang ditemukan berlimpah di matahari, dan memainkan peranan dalam siklus karbon-nitrogen, yahkni proses yang diduga menjadi sumber energi di matahari dan bintang-bintang. Oksigen dalam kondisi tereksitasi memberikan warna merah terang dan kuning-hijau pada Aurora Borealis.

Oksigen merupakan unsur gas, menyusun 21% volume atmosfer dan diperoleh dengan pencairan dan penyulingan bertingkat. Atmosfer Mars mengandung oksigen sekitar 0.15%. dalam bentuk unsur dan senyawa, oksigen mencapai kandungan 49.2% berat pada lapisan kerak bumi. Sekitar dua pertiga tubuh manusia dan sembilan persepuluh air adalah oksigen.

Di laboratorium, oksigen bisa dibuat dengan elektrolisis air atau dengan memanaskan KClO3 dengan MnO2 sebagai katalis.

Sifat-sifat

Oksigen tidak berbau, tidak berasa dan tidak berwarna. Dalam bentuk cair dan padat, oksigen berwarna biru pucat dan merupakan paramagnetik yang kuat.

Bentuk lain

Ozon (O3). Merupakan senyawa yang sangat aktif, dihasilkan dari pelepasan muatan elektris (kilat) atau penyinaran sinar Ultraviolet  terhadap oksigen.

Keberadaan ozon di atmosfer (dengan jumlah yang sebanding dengan ketebalan lapisan 3 mm dengan kondisi tekanan dan suhu yang luar biasa) mencegah sinar Ultraviolet yang berbahaya dari matahari sebelum mencapai permukaan. Pencemaran udara di atmosfer dapat merusak lapisan ozon ini. Ozon bersifat racun dan tidak boleh terpapar dengan ozon melebihi kadar 0.2 mg/m# (8 jam kerja rata-rata-40 jam per minggu). Ozon yang masih pekat memiliki warna hitam kebiru-biruan dan ozon padat berwarna hitam ungu.

Senyawa

Oksigen, yang sangat reaktif, adalah komponen ratusan ribu senyawa organik dan dapat bergabung dengan kebanyakan unsur.

Kegunaan

Tanaman dan hewan sangat tergantung pada oksigen untuk bernafas. Rumah sakit sering menulis resep oksigen untuk pasien dengan penyakit pernafasan ringan.

Isotop

Oksigen memiliki 9 isotop. Oksigen alami adalah campuran dari 3 isotop

Oksigen berbobot aatom 18 yang terdapat di alam bersifat stabil dan tersedia untuk keperluan komersial, seperti dalam air (H2O dengan  kandungan isotop 18 sebanyak 15%). Konsumsi oksigen komersial di Amerika Serikat diperkirakan mencapai 20 juta ton  per tahun dan diperkirakan akan terus meningkat.

Penggunaan oksigen pada tungku peleburan baja merupakan penggunaan tertinggi. Jumlah yang banyak juga diperlukan pada proses pembuatan gas ammonia, metanol, etilen oksida dan pengelasan oksi-asetilen.

Pemisahan udara (destilasi) menghasilkan gas dengan kemurnian 99%, sedangkan elektrolisis hanya 1%

Siklus Oksigen

Oksigen adalah gas yang dibutuhkan makhluk hidup seperti misalnya manusia bernafas menghirup oksigen yang ada di udara dan selanjutnya masuk ke dalam sistem pernafasan.

Demikian juga tanaman yang melakukan pertukaran oksigen dengan makhluk hidup disekitarnya, juga pertukaran oksigen yang terjadi di atmosfer bumi. Melihat dari proses pertukaran oksigen tersebut, sebenarnya kita sudah dapat menyimpulkan apa itu pengertian siklus oksigen.

Jadi siklus oksigen adalah proses pertukaran oksigen di bumi ini yang berlangsung secara terus menerus tidak ada habisnya. Siklus oksigen terjadi karena semua makhluk hidup membutuhkan oksigen untuk kelangsungan hidupnya, dan kalau kita sudah mengetahui adanya siklus oksigen maka diharapkan untuk tidak mengganggu ekosistem lingkungan yang dapat mengacaukan siklus oksigen.

Misalnya dengan melakukan penebangan liar, maka hutan yang seharusnya menjadi media daur ulang oksigen yang bagus akan mulai gundul dan siklus oksigen tidak dapat terjadi dengan sempurna.