Senyawa Amonia (NH3)

SENYAWA AMONIA

Mungkin dari sebagian dari kita masih ada yang bertanya-tanya apasih senyawa amonia itu, Nah kali imi saya akan membahas senyawa amonia secara rinci,yuuuk dibacaa :)

      Latar belakang

Amonia merupakan senyawa nitrogen yang terpenting dan paling banyak di produksi.

Antara tahun 1908 sampai 1913, Fritz Haber (1868-1934) dari Jerman berhasil mensintesis amonia langsung dari unsur-unsurnya, yaitu dari gas nitrogen (N₂) dan gas hidrogen (H₂). (J. Goenawan 153).

Nitrogen adalah salah satu unsur golongan VA yang merupakan unsur nonlogam, dan gas yang paling banyak di atmosfir bumi (sekitar 78%). Nitrogen merupakan unsur yang relatif stabil, tetapi dapat membentuk isotop-isotop yang 4 diantarnya bersifat radioaktif. Di alam nitrogen terdapat dalam bentuk gas N₂ yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa dan tidak beracun. Pada suhu yang rendah nitrogen dapat membentuk cairan atau bahkan Kristal padat yang tak berwarna (bening). Selain itu nitrogen juga terdapat dalam bentuk senyawa nitrat, amonia, protein dan beberapa mineral penting seperti (KNO₃) dan senyawa chili (N_aNO₃).

Hidrogen merupakan unsur sangat ringan dan di alam berada dalam bentuk gas H₂, air (H_2­O), senyawa-senyawa organik dan isotop-isotop protium , deuterium , dan tritium  yang terdapat pada reaksi inti di matahari dan bintang-bintang.

       Pengertian

Amonia adalah senyawa kimia dengan rumus NH₃. Biasanya senyawa ini didapati berupa gas dengan bau tajam yang khas (disebut bau amonia). Walaupun amonia memiliki sumbangan penting bagi keberadaan nutrisi di bumi, amonia sendiri adalah senyawa kaustik dan dapat merusak kesehatan. Administrasi Keselamatan dan Kesehatan PekerjaanAmerika Serikat memberikan batas 15 menit bagi kontak dengan amonia dalam gas berkonsentrasi 35 ppm volum, atau 8 jam untuk 25 ppm volum. Kontak dengan gas amonia berkonsentrasi tinggi dapat menyebabkan kerusakan paru-paru dan bahkan kematian. Sekalipun amonia di AS diatur sebagai gas tak mudah terbakar, amonia masih digolongkan sebagai bahan beracun jika terhirup, dan pengangkutan amonia berjumlah lebih besar dari 3.500 galon (13,248 L) harus disertai surat izin

Amonia yang digunakan secara komersial dinamakan amonia anhidrat. Istilah ini menunjukkan tidak adanya air pada bahan tersebut. Karena amonia mendidih di suhu -33 °C, cairan amonia harus disimpan dalam tekanan tinggi atautemperatur amat rendah. Walaupun begitu, kalor penguapannya amat tinggi sehingga dapat ditangani dengan tabung reaksi biasa di dalam sungkup asap. "Amonia rumah" atau amonium hidroksida adalah larutan NH₃ dalam air. Konsentrasi larutan tersebut diukur dalam satuan baumé. Produk larutan komersial amonia berkonsentrasi tinggi biasanya memiliki konsentrasi 26 derajat baumé (sekitar 30 persen berat amonia pada 15.5 °C). Amonia yang berada di rumah biasanya memiliki konsentrasi 5 hingga 10 persen berat amonia.

Amonia umumnya bersifat basa (pKb = 4.75), namun dapat juga bertindak sebagai asam yang amat lemah (pKa = 9.25).

     Sifat-sifat amonia

Sifat-sifat amonia antara lain sebagai berikut:

    a.    Amonia adalah gas yang tidak berwarna dan baunya sangat merangsang sehingga gas ini mudah dikenal melalui baunya.

    b.   Sangat mudah larut dalam air, yaitu pada keadaan standar, 1 liter air terlarut 1180 liter amonia.

    c.    Merupakan gas yang mudah mencair, amonia cair membeku pada suhu -78⁰C dan mendidih pada suhu -33⁰ C.

   d.   Beberapa data penting tentang unsur penyusun senyawa amonia:

Data penting tentang nitrogen:

      Ditemukan oleh Daniel Rutherford pada tahun 1772.

      Mempunyai massa atom 14,0067 sma

      Mempunyai nomor atom 7.  Mempunyai jari-jari atom 0,92 Å,  Mempunyai konfigurasi elektron 2 5

      Dalam senyawa mempunyai bilangan oksidasi -3,+5, +4 dan +2,Mempunyai volum atom 17,30 cm³/mol

      Mempunyai struktur Kristal heksagonal, Mempunyai titik didih 77,344 K

      Mempunyai titik lebur 63,15 K, Mempunyai massa jenis 1,251 gram/cm³

      Mempunyai kapasitas panas 1,042 J/g K,Mempunyai potensial ionisasi 14,534 Volt

      Mempunyai elektronegativitas 3,04,   Mempunyai konduktivitas kalor 0,02598 W/m K

      Mempunyai harga entalpi penguapan 2,7928 KJ/mol.(Sunardi 61-63).

Data penting tentang hidrogen:

      Di temukan oleh Henry Cavendish pada tahun 1766

      Mempunyai massa atom 1,00794 sma, Mempunyai nomor atom 1,Mempunyai jari-jari atom 2,08 Å

      Mempunyai konfigurasi elektron 1,Dalam senyawa mempunyai bilangan oksidasi +1, tetapi pada senyawa hibrida bilangan oksidasi hidrogen -1

      Mempunyai volum atom 14,10 cm³/mol,  Mempunyai struktur Kristal heksagonal

      Mempunyai titik didih 20,28 K,  Mempunyai titik lebur 13,81 K, Mempunyai massa jenis 0,0899 gram/cm³

      Mempunyai kapasitas panas 14,304 J/g K,Mempunyai potensial ionisasi 13,598 volt, Mempunyai elektronegativitas 2,10

      Mempunyai konduktivitas kalor 0,1815 W/m K,Mempunyai harga entalpi pembentukan 0,00585 KJ/mol,Mempunyai harga entalpi penguapan 0,4581 KJ/mol. (Sunardi, 15-16).

Pembuatan amonia

a.    Pada zaman pertengahan, pembuatan amonia dengan cara memanaskan tanduk dan kuku binatang ternak.

b.   Sampai saat perang dunia I, pembuatan amonia dipelopori oleh Amerika Serikat melalui proses sianamida, sebagai berikut:

·               Mula-mula batu tohor (CaO) dan batu bara (C) dipanaskan dalam tanur listrik untuk memperoleh kalsium karbida (CaC₂).

CaO_(s) + 3 C_(s)            CaC_2(s)­­ + CO_(g)

·               Kemudian, kalsium karbida dialirkan gas nitrogen (N₂) untuk membentuk kalsium sianamida (CaCN₂).

CaC_2(s) + N_2(g)                        CaCN_2(s) + C_(s)

·               Akhirnya, kalsium sianamida dialiri uap air sehingga menghasilkan amonia.

CaCN_2(s) + 3 H₂O_(g)                    CaCO_3(s) + 2NH_3(g)

c.    Sejak perang dunia I hingga sekarang.

Ø  Proses Haber-Bosch

Antara tahun 1908 sampai 1913, Fritz Haber (1868-1934) dari Jerman berhasil mensintesis amonia langsung dari unsur-unsurnya, yaitu dari gas nitrogen dan gas hidrogen. Kemudian proses pembentukan amonia ini disempurnakan oleh rekan senegaranya, Karl Bosch (1874-1940) dengan metode tekanan tinggi sehingga proses pembuatan amonia tersebut dikenal sebagai proses Haber-Bosch. Proses ini mendesak proses sianamida karena proses Haber-Bosch adalah proses pembuatan amonia yang lebih murah. Dalam proses haber-Bosch, bahan baku berupa N₂ dan H₂.

-    N₂ diperoleh dari hasil destilasi bertingkat udara cair

-    H₂ diperoleh dari gas alam (metana) yang dialirkan bersama uap air dengan katalisator nikel pada suhu tinggi dan tekanan tinggi.

CH_4(g) + H₂O_(g)             CO_(g) + 3 H_2(g)

CO_(g) + H₂O_(g)               CO_2(g) + H_2(g)

Pembuatan amonia menurut proses Haber-Bosch adalah reaksi kesetimbangan yang berlangsung eksoterm pada suhu sekitar 400-600⁰C dan tekanan sekitar 200-600 atm.

N_2(g) + 3H_2(g)                2 NH_3(g) ΔH = -92 KJ

Ø  Dalam laboratorium

Dalam laboratorium, NH₃ dapat di hasilkan dari:

-       Nitride ditambah air

Mg₃N_2(s)­ + 6 H₂O_(l)                         3 Mg(OH)_2(aq) + 2 NH_3(g)

-    Amonium klorida + basa kuat

NH₄Cl_(s) + NaOH_(aq)             NaCl_(aq) + H₂O_(l) + NH_3(g)

2NH₄Cl_(s) + Ca(OH)_2(aq)               CaCl_2(aq) + 2 H₂O_(l) + 2 NH_3(g)

Kegunaan amonia

Kegunaan amonia bagi manusia cukup beragam. Di antaranya adalah sebagai berikut:

a.       Untuk pembuatan pupuk, terutama urea dan ZA (Zwavelzur amonium = amonium sulfat)

2 NH_3(g) + CO_2(g)                 CO(NH₂)_2(aq) + panas

2 NH_3(g) + H₂SO₄                 (NH₄)₂SO_4(aq)

b.      Untuk membuat senyawa nitrogen yang lain, seperti asam nitrat, amonium klorida, amonium nitrat.

·      4 NH_3(g) + 5 O_2(g)               4 NO_(g) + 6 H₂O_(g)

·      NH_3(g) + HCl_(aq)               NH₄Cl_(aq)

·      NH_3(g) + HNO_3(aq)            NH₄NO_3(aq)

c.    Untuk membuat hidrazin.

2 NH_3(g) +     NaOCl_(aq)              N₂H_4(l) + NaCl_(s) + H₂O_(l)

Hidrazin merupakan salah satu senyawa nitrogen yang digunakan sebagai bahan bakar roket.

d.   Dalam pabrik es, amonia cair digunakan sebagai pendingin (refrigerant) karena amonia cair mudah menguap dan akan menyerap panas sehingga menimbulkan efek pembekuan (J. Goenawan 153-154).

Ikatan amonia

Amonia adalah senyawa kimia dengan rumus NH₃ yang terdiri dari 3 atom hidrogen (H) dan 1 atom nitrogen (N). Untuk membuat ikatan kimia pada senyawa amonia pertama kali harus di tentukan dahulu elekron valensi pada atom hidrogen (H) dan atom nitrogen (N).

Untuk mendapat elektron valensi pada atom hidrogen dan atom nitrogen melalui suatu konfigurasi elektron yaitu:

Hidrogen (H) mempunyai nomor atom 1 dengan konfigurasi elektron : 1, dan mempunyai elektron valensi 1.

Nitrogen (N) mempunyai nomor atom 7 dengan konfigurasi elektron : 2; 5, dan mempunyai elektron valensi 5.

Jadi, atom hidrogen memerlukan 1 elektron dan atom nitrogen memerlukan 3 elektron. Oleh karena itu, atom nitrogen memasangkan 3 elektronnya pada 3 atom hidrogen untuk di pakai bersama. Hal ini ditunjukkan pada strukturnya sebagai berikut:

H^x                                          H

H^x        +                            H ^x

H^x                                          H

Kesimpulan

-          Amonia adalah gas yang tidak berwarna dan baunya sangat merangsang sehingga gas ini mudah dikenal melalui baunya.

-          Sangat mudah larut dalam air, yaitu pada keadaan standar, 1 liter air terlarut 1180 liter amonia.

-          Merupakan gas yang mudah mencair, amonia cair membeku pada suhu -78⁰C dan mendidih pada suhu -33⁰ C.

-          Pembuatan amonia dengan cara memanaskan tanduk dan kuku binatang ternak.

-          Kegunaan amonia untuk pembuatan pupuk, terutama urea dan ZA (Zwavelzur amonium = amonium sulfat).

-          Untuk membuat senyawa nitrogen yang lain seperti asam nitrat, amonium klorida dan amonium nitrat.

-          Untuk pembuatan hidrazin.

-          Untuk membuat ikatan pada senyawa amonia harus ditentukan dahulu elektron valensi pada atom penyusun senyawa amonia yaitu hidrogen (H) mempunyai elektron valensi 1 dan nitrogen (N) mempunyai elektron valensi 5.