Sifat, Pembuatan, Kegunaan dan Sumber Dari Unsur Kimia Nitrogen

Penemuan Nitrogen
Pada 1674, dokter Inggris John Mayow mendemonstrasikan bahwa udara bukanlah elemen tunggal, ia terdiri dari zat-zat yang berbeda. Dia melakukan ini dengan menunjukkan bahwa hanya sebagian udara yang mudah terbakar. Sebagian besar tidak. Hampir satu abad kemudian, kimiawan Skotlandia Joseph Black melakukan pekerjaan yang lebih rinci di udara. Setelah mengeluarkan oksigen dan karbon dioksida, sebagian dari udara tetap ada.
Black menggunakan pembakaran fosfor sebagai langkah terakhir dalam penghilangan oksigen. (Membakar fosfor memiliki afinitas yang sangat tinggi untuk oksigen dan efisien dalam menghilangkannya sepenuhnya.) Black kemudian menugaskan studi lebih lanjut tentang gas di udara kepada mahasiswa doktoralnya, Daniel Rutherford.

Rutherford membangun di atas karya Black dan dalam serangkaian langkah yang benar-benar menghilangkan oksigen dan karbon dioksida dari udara. Dia menunjukkan bahwa, seperti karbon dioksida, gas sisa tidak dapat mendukung pembakaran atau organisme hidup. Tidak seperti karbon dioksida, bagaimanapun, nitrogen tidak larut dalam air dan larutan alkali. Rutherford melaporkan penemuannya pada 1772 ‘udara berbahaya,’ yang sekarang kita sebut nitrogen.

Apoteker Swedia, Carl Scheele, menemukan nitrogen secara independen, dan menyebutnya sebagai penghabis udara. Scheele menyerap oksigen dalam beberapa cara, termasuk menggunakan campuran belerang dan serbuk besi dan membakar fosfor. Setelah mengeluarkan oksigen, ia melaporkan gas sisa yang tidak akan mendukung pembakaran dan memiliki antara dua pertiga dan tiga perempat dari volume udara asli. Scheele menerbitkan hasilnya pada 1777, meskipun diperkirakan pekerjaan itu dilakukan pada 1772.
Meskipun Rutherford dan Scheele sekarang bersama-sama dikreditkan dengan penemuan nitrogen, tampaknya telah ditemukan sebelumnya oleh Henry Cavendish, tetapi tidak dipublikasikan. Sebelum 1772 (tanggal yang tepat tidak diketahui,  Priestley menyebutnya dalam karyanya “Eksperimen dan Pengamatan Buatan dan Sebelum Tahun 1772”) Cavendish menulis kepada Joseph Priestley yang mendeskripsikan ‘udara terbakar’. ‘Udara terbakar’ telah dibuat dengan mengalirkan udara berulang kali ke atas arang panas merah (mengeluarkan oksigen) dan kemudian menggelembungkan gas yang tersisa melalui larutan potassium hidroksida (kalium hidroksida) yang akan menghilangkan karbon dioksida.
Fakta Menarik tentang Nitrogen
1. Sekitar 2,5 persen dari berat organisme hidup berasal dari nitrogen dalam molekul organik.
2. Banyak molekul kehidupan mengandung nitrogen. Ini adalah unsur keempat terbanyak dalam tubuh manusia.
 
3. Nitrogliserin nitrogen dapat digunakan untuk menghilangkan angina, kondisi jantung yang mengancam jiwa.
4. Satelit Neptunus, Triton, memiliki geyser bertenaga nitrogen setinggi lima mil.
Seperti Bumi, atmosfer Triton sebagian besar adalah nitrogen, tetapi Triton sangat dingin, nitrogen berada di permukaan sebagai batu yang keras. Nitrogen padat memungkinkan cahaya lemah datang dari matahari untuk melewatinya. Kotoran gelap dalam es nitrogen atau batuan gelap di bawah es sedikit memanas di bawah sinar matahari, melelehkan dan menguapkan nitrogen padat, yang akhirnya memecah nitrogen padat sebagai geyser yang mendorong partikel es satu sampai lima mil di atas permukaan beku Triton.
Geyser nitrogen dari Triton mendorong partikel hitam bermil-mil di atas permukaan. Ini ditiup oleh angin di Triton dan membentuk endapan hitam di permukaan satelit
5. Nitrogen adalah unsur paling melimpah ketujuh di alam semesta.

6. Pada tahun 1919, dunia belajar untuk pertama kalinya bahwa inti atom dapat hancur. Ernest Rutherford melaporkan bahwa ia telah membombardir gas nitrogen dengan partikel alpha (inti helium) dan menemukan dimana hidrogen diproduksi. (Penelitian lebih lanjut oleh Patrick Blackett menunjukkan bahwa partikel alfa telah mengubah nitrogen-14 menjadi oksigen-17 plus hidrogen.)
7. Nitrogen alam semesta dibuat, dan sedang dibuat, oleh siklus CNO di bintang yang lebih berat daripada matahari kita.
Nitrogen dan Siklus CNO
Ketika generasi bintang pertama di dunia dilahirkan, mereka hanya mengandung unsur-unsur yang dibuat dalam big bang: hidrogen, helium, dan sejumlah kecil lithium.
Siklus CNO
Siklus CNO
Ketika bintang-bintang ini terbakar, mereka mensintesis elemen yang lebih berat, seperti karbon. Supernova kemudian menyebarkan unsur-unsur yang lebih berat ke dalam galaksi di mana lebih banyak bintang dilahirkan.
Karbon dari supernova memainkan peran penting dalam cara membakar bintang generasi kedua dan lebih tinggi. Pada bintang yang massanya lebih tinggi dari sekitar 1,1 – 1,5 kali dari matahari kita, karbon-12 mengkatalisis fusi hidrogen menjadi helium yaitu karbon-12 mengambil bagian dalam reaksi fusi, tetapi tidak dikonsumsi olehnya.
Seperti yang di lihat di sebelah kiri, karbon-12 diregenerasi pada akhir setiap siklus, hasil bersihnya adalah bahwa empat inti hidrogen dikonsumsi dan satu inti helium dihasilkan. Reaksi ini disebut siklus CNO.
Seiring waktu, setiap inti karbon-12 dapat mengambil bagian dalam sejumlah besar siklus. Proporsi nitrogen yang dibuat selama siklus CNO menghindarkan reaksi lebih lanjut. Di akhir kehidupan bintang, nitrogen ini dapat didistribusikan ke galaksi. Di tata surya kita, nitrogen dari sebuah bintang yang mati miliaran tahun lalu berakhir sebagai elemen penting dalam protein dan DNA dan membentuk sekitar 80 persen atmosfer planet kita.
Hidrokarbon aromatik polisiklik dengan nitrogen. Bola biru adalah atom karbon dan bola kuning adalah atom hidrogen. Bola merah menunjukkan posisi atom nitrogen yang sangat cocok di dalam molekul. Molekul ini terdeteksi di galaksi spiral M81, sekitar 12 juta tahun cahaya dari Bumi.
Penampilan dan Karakteristik
Efek berbahaya:
Nitrogen tidak beracun dalam kondisi normal.Kontak kulit langsung dengan nitrogen cair menyebabkan radang dingin yang parah.

Nitrogen cair mengembunkan uap air dari udara sekitarnya

Dekompresi pada penyelam atau astronot dapat menyebabkan ‘tikungan’ kondisi yang berpotensi fatal ketika gelembung nitrogen terbentuk dalam aliran darah.

Karakteristik:
1. Nitrogen adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, diatomik dan umumnya lembam pada suhu dan tekanan standar.

2. Pada tekanan atmosfer, nitrogen cair antara 63 K dan 77 K.

3. Cairan lebih dingin dari ini jauh lebih mahal untuk dibuat daripada nitrogen cair.

Kegunaan Nitrogen
1. Nitrogen digunakan untuk menghasilkan amonia (proses Haber) dan pupuk, Nitrogen juga penting untuk metode produksi makanan saat ini. Nitrogen juga digunakan untuk memproduksi asam nitrat (proses Ostwald).

2. Dalam peningkatan proses recovery minyak, nitrogen bertekanan tinggi digunakan untuk memaksa minyak mentah yang jika tidak, maka akan tidak ter recovery dari sumur minyak. Kualitas inert Nitrogen digunakan dalam penggunaan di industri kimia dan minyak bumi untuk menyelimuti tangki penyimpanan dengan lapisan gas inert.

3. Nitrogen cair digunakan sebagai refrigeran. Superkonduktor untuk teknologi praktis yang idealnya tidak memiliki hambatan listrik pada suhu lebih tinggi dari 63 K karena suhu ini dapat dicapai relatif murah menggunakan nitrogen cair. Temperatur yang lebih rendah akan mengakibatkan label harga yang jauh lebih tinggi.

Nitrogen cair digunakan sebagai refrigeran atau pendingin

4. Meskipun unsur nitrogen tidak sangat reaktif, banyak senyawa nitrogen tidak stabil

5. Oksida secara alami terbentuk dalam baja selama pengelasan dan ini melemahkan hasil pengelasan. Nitrogen dapat digunakan untuk menghilangkan oksigen selama pengelasan, menghasilkan pengelasan yang lebih baik.

6. Di alam, siklus nitrogen adalah sangat penting bagi organisme hidup. Nitrogen diambil dari atmosfer dan diubah menjadi nitrat melalui badai petir dan bakteri pengikat nitrogen. Nitrat menyuburkan pertumbuhan tanaman di mana nitrogen menjadi terikat pada asam amino, DNA dan protein. Itu kemudian bisa dimakan oleh hewan. Akhirnya nitrogen dari tumbuhan dan hewan kembali ke tanah dan atmosfer dan siklus berulang

siklus nitrogen
siklus nitrogen
Kelimpahan dan Isotop
Kelimpahan dikerak bumi: 19 bagian per juta berat, 28 bagian per juta mol
Kelimpahan di tata surya : 1.000 ppm berat, 90 ppm per mol

Biaya, murni: $ 0,4 per 100g
Biaya,curah: $ per 100g

Sumber:

Secara komersial, nitrogen diperoleh dari udara cair dengan distilasi fraksional. Atmosfer bumi mengandung di wilayah 4 quadrillion ton 4 x 1015) nitrogen.

Isotop:

Nitrogen memiliki 12 isotop yang masa paruhnya diketahui, dengan nomor massa 11 hingga 19. Nitrogen yang terjadi secara alami adalah campuran dua isotop, 14N dan 15Ndengan kelimpahan alami masing-masing 99,6% dan 0,4%.
Sifat Fisik Lainnya
Simbol dan Golongan: N, golongan Gas non logam
Color: Tidak berwarna
Atomic weight: 14,0067
State: Gas
Melting point: -210,1 oC, 63,05 K
Boiling point: -195,8 oC, 77,4 K
Elektron: 7
Proton: 7
Neutron: 7
Kulit Elektron: 2,5
Konfigurasi Elektron: 1s2 2s2 2p3
Massa Jenis@ 20oC: 0,0012506 g/cm3

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.