Nitrogen

Sejarah

(Latin: nitrum, Yunani: Nitron, soda alami, membentuk) Nitrogen ditemukan oleh

kimiawan dan fisikawan Daniel Rutherford di tahun 1772. Dia memisahkan oksigen dan

karbon dioksida dari udara dan menunjukkan gas yang tersisa tidak menunjang pembakaran

atau mahluk hidup. Pada saat yang bersamaan ada beberapa ilmuwan lainny yang

mengadakan riset tentang nitrogen. Mereka adalah Scheele, Cavendish, Priestley, dan yang

lainnya. Mereka menamakan gas ini udara tanpa oksigen.

Sumber

Gas nitrogen (N2) terkandung sebanyak 78,1% di udara. Sebagai perbandingan,

atmosfir Mars hanya mengandung 2,6% nitrogen. Dari atmosfir bumi, gas nitrogen dapat

dihasilkan melalui proses pencairan (liquefaction) dan distilasi fraksi. Nitrogen ditemukan

pada mahluk hidup sebagai bagian senyawa-senyawa biologis.

Unsur

Kimiawan Perancis Antoine Laurent Lavoisier menamakan nitrogen azote, yang

artinya tanpa kehidupan. Walaupun begitu, senyawa-senyawa nitrogen ditemukan di

makanan, pupuk, racun dan bahan peledak. Sebagai gas nitrogen tidak bewarna, tidak

memiliki aroma dan dianggap sebagai inert element (elemen yang tak bereaksi). Sebagai

benda cair, ia juga tidak bewarna dan beraroma dan memiliki ketampakan yang sama

dengan air. Gas nitrogen dapat dipersiapkan dengan memanaskan solusi amonium nitrat

(NH4NO3) dalam air.

Senyawa nitrogen

Natrium nitrat (NaNO3) dan kalium nitrat (KNO3) terbentuk oleh dekomposisi bahan-

bahan organik dengan senyawa-senyawa logam tersebut. Dalam kondisi yang kering di

beberapat tempat, saltpeters(garam) ini ditemukan dalam jumlah yang cukup dan

digunakan sebagai pupuk. Senyawa-senyawa inorganik nitrogen lainnya adalah asam nitrik

(HNO3), ammonia (NH3) dan oksida-oksida (NO, NO2, N2O4, N2O), sianida (CN-), dsb. Siklus

nitrogen adalah salah satu proses yang penting di alam bagi mahluk hidup. Walau gas

nitrogen tidak bereaksi, bakteri-bakteri dalam tanah dapat memperbaiki nitrogen menjadi

bentuk yang berguna (sebagai pupuk) bagi tanaman. Dengan kata lain, alam telah

memberikan metode untuk memproduksi nitrogen untuk pertumbuhan tanaman. Binatang

lantas memakan tanaman-tanaman ini dimana nitrogen telah terkandung dalam sistim

mereka sebagai protein. Siklus ini lengkap ketika bakteria-bakteria lainnya mengubah

sampah senyawa nitrogen menjadi gas nitrogen. Sebagai komponen utama protein,

nitrogen merupakan bahan penting bagi kehidupan.

Amonia

Amonia (NH3) merupakan senyawa komersil nitrogen yang paling penting. Ia

diproduksi menggunakan proses Haber. Gas natural (metana, CH4) bereaksi dengan uap

panas untuk memproduksi karbon dioksida dan gas hidrogen (H2) dalam proses dua langkah.

Gas hidrogen dan gas nitrogen lantas direaksikan dalam proses Haber untuk memproduksi

amonia. Gas yang tidak bewarna ini bau yang menyengat dapat dengan mudah dicairkan.

Bahkan bentuk cair senyawa ini digunakan sebagai pupuk nitrogen. Amonia juga digunakan

untuk memproduksi urea (NH2CONH2), yang juga digunakan sebagai pupuk dalam industri

plastik, dan dalam industri peternakan sebagai suplemen makanan ternak. Amonia sering

merupakan senyawa pertama untuk banyak senyawa nitrogen.

Fosfor

Sejarah

(Yunani, phosphoros, yang memiliki cahaya; nama kuno untuk planet Venus ketika

tampak sebelum matahari terbit). Brand menemukan fosfor di tahun 1669 dengan

mempersiapkannya dari air kencing.

Sifat

Fosfor terdapat dalam empat atau lebih bentuk alotropik: putih (atau kuning),

merah, dan hitam (atau ungu). Fosfor biasa merupakan benda putih seperti lilin. Bentuknya

yang murni tidak memiliki warna dan transparan. Fosfor putih memiliki dua modifikasi: alfa

dan beta dengan suhu transisi pada -3,8 derajat Celcius. Ia tidak terlarut dalam air, tetapi

melarut dalam karbon disulfida. Ia dapat terbakar dengan mudah di udara dan membentuk

pentaoksida.

Sumber

Tidak pernah ditemukan di alam, unsur ini terdistribusikan dalam berbagai mineral.

Batu fosfat, yang memiliki mineral apatit, merupakan tri-kalsium-fosfat yang tidak murni dan

merupakan sumber penting elemen ini. Deposit yang besar telah ditemukan di Rusia,

Maroko, dan negara bagian Florida, Tennessee, Utah, dan Idaho.

Penanganan

Fosfor sangat beracun. 50 mg bahan ini dosis yang sangat fatal. Jangan terekspos

pada fosfor putih lebih dari 0,1 mg/m3(berdasarkan 8 jam berat rata-rata, selama 40 jam per

minggu). Fosfor putih harus disimpan dalam air, karena sangat reaktif dengan udara. Alat

khusus (forceps) juga perlu digunakan untuk menangani unsur ini karena dapat membakar

kulit.

Ketika terekspos pada sinar matahai atau ketika dipanaskan dalam uapnya sampai

250 derajat Celcius, ia terubah ke dalam berbagai bentuk merah yang tidak bereaksi di

udara secara mudah seperti bentuknya yang putih. Bentuk ini juga tidak sebahaya bentuk

putih. Tetapi tetap perlu kehati-hatian dalam menanganinya, karena ia dapat berubah

bentuk lagi ke yang putih pada suhu-suhu tertentu serta mengeluarkan asap beracun jika

dipanaskan. Bentuk merah cukup stabil, menguap dengan tekanan udara 1 atm dan 17o C

dan diguankan dalam membuat korek api yang aman, kembang api, pestisida, bomb asap,

dll.

Produksi

Fosfor putih dapat dibentuk oleh berbagai metoda. Salah satu proses, tri-kalsium

fosfat dipanaskan dengan karbon dan silika dalam tungku pemanas listrik. Fosfor elementer

terbebaskan sebagai uap dan terkumpul sebagai asam fosfor, bahan utama untuk pupuk

super fosfat.

Kegunaan

Dalam beberapa tahun terakhir, asam fosfor yang mengandung 70% – 75% P2O5,

telah menjadi bahan penting pertanian dan produksi tani lainnya. Permintaan untuk pupuk

secara global telah meningkatkan produksi fosfat yang banyak. Fosfat juga digunakan untuk

produksi gelas spesial, seperti yang digunakan pada lampu sodium. Kalsium fosfat digunakan

untuk membuat perabotan China dan untuk memproduksi mono-kalsium fosfat. Fosfor juga

digunakan dalam memproduksi baja, perunggu fosfor, dan produk-produk lainnya.

Trisodium fosfat sangat penting sebagai agen pembersih, sebagai pelunak air, dan untuk

menjaga korosi pipa-pipa. Fosfor juga merupakan bahan penting　bagi sel-sel

protoplasma, jaringan saraf dan tulang.

TembagaSejarah

(Latin, cuprum, dari pulau Cyprus). Tembaga dipercayai telah ditambang selama 5000 tahun.

Sifat-sifat

Tembaga memiliki warna kemerah-merahan. Unsur ini sangat mudah dibentuk, lunak, dan

merupakan konduktor yang bagus untuk aliran elektron (kedua setelah perak dalam hal ini).

Sumber-sumber

Tembaga kadang-kadang ditemukan secara alami, seperti yang ditemukan dalam mineral-

mineral seperti cuprite, malachite, azurite, chalcopyrite, dan bornite. Deposit bijih tembaga

yang banyak ditemukan di AS, Chile, Zambia, Zaire, Peru, dan Kanada. Bijih-bijih tembaga

yang penting adalah sulfida, oxida-oxidanya, dan karbonat. Dari mereka, tembaga diambil

dengan cara smelting, leaching, dan elektrolisis.

Kegunaan

Industri elektrik merupakan konsumen terbesar unsur ini. Campuran logam besi yang

memakai tembaga seperti brass dan perunggu sangat penting. Semua koin-koin di Amerika

dan logam-logam senjata mengandung tembaga. Tembaga memiliki kegunaan yang luas

sebagai racun pertanian dan sebagai algisida dalam pemurnian air. Senyawa-senyawa

tembaga seperti solusi Fehling banyak digunakan di bidang kimia analitik untuk tes gula.

Ketersediaan

Tembaga murni (99.999+ %) tersedia secara komersil

EmasSejarah

(Sansekerta: Jval; Anglo-Saxon gold; Latin: aurum). Emas telah diketahui dan dinilai

sangat tinggi sejak jaman purba kala. Unsur ini ditemukan di alam sebagai logam tersendiri

dan dalam tellurides.Emas tersebar sangat luas dan selalu diasosiasikan

dengan quartzatau pyrite.

Sumber-sumber

Emas ditemukan di deposit-deposit veins dan alluvial dan seringnya dipisahkan dari

bebatuan dan mineral-mineral lainnya dengan proses penambangan dan panning. Sekitar

dua pertiga produksi emas dunia berasal dari Afrika Selatan dan sekitar dua pertiga produksi

total Amerika Serikat datang dari negara bagian South Dakota dan Nevada. Logam ini

diambil dari bijih-bijihnya dengan berbagai cara:cynaniding, amalgamating, dan smelting.

Proses pemurnian juga kerap dilakukan dengan cara elektrolisis. Emas terkandung pula di air

laut sekitar 0.1 sampai 2 mg/ton, tergantung dimana sampel air lautnya diambil. Sampai

sekarang, belum ditemukan bagaimana cara menambang emas dari air laut yang dapat

memberikan untung.

Kegunaan

Emas banyak digunakan untuk membuat koin dan dijadikan sebagai standar moneter

di banyak negara. Elemen ini juga banyak digunakan untuk perhiasan, gigi buatan, dan

sebagai lapisan. Untuk aplikasi di bidang sains, emas digunakan sebagai lapisan beberapa

satelit angkasa dan merupakan reflektor sinar inframerah yang baik. Emas tidak mudah

bereaksi (inert).

Isotop

Senyawa emas yang paling banyak adalah auric chloride danchlorauric acid, yang

terakhir banyak digunakan dalam bidang fotografi untuk membuat tinta dan bayangan

perak. Emas memiliki 18 isotop; 198Au dengan paruh waktu selama 2.7 hari dan digunakan

untuk terapi kanker dan penyakit lainnya. Disodium aurothiomalatediberikan melalui lewat

otot (intramuscularly) sebagai terapi arthritis. Campuran satu asam nitrat dengan tiga asam

hidroklorida disebut aqua regia (karena melarutkan emas, rajanya logam-logam). Emas juga

tersedia secara komersil dengan kemurnian 99.9999+%. Titik beku emas pada 1063.0

derajat Celcius selama bertahun-tahun telah digunakan sebagai titik kalibrasi oleh

International Temperature Scales (ITS-27 dan ITS-48) dan oleh International Practical

Temperature Scale (IPTS-48). Pada tahun 1968, standar IPTS baru (IPTS-68) diadopsi, yang

mengubah titik beku emas menjadi 1064.43 derajat Celcius. Berat jenis emas berubah sesuai

suhu dan bagaimana logam ini precipitated dan cold-worked.

PerakSejarah

(Anglo-Saxon, Seolfor siolfur; Latin argentum). Perak telah dikenal sejak jaman purba

kala. Unsur ini disebut dalam Alkitab. Beberapa tempat buangan mineral di Asia Minor dan

di pulau-pulau di Laut Aegean mengindikasikan bahwa manusia telah belajar memisahkan

perak dari timah sejak 3000 SM.

Sumber-sumber

Perak muncul secara alami dan dalam bijih-bijih argentite (Ag2S) dan horn silver

(AgCl). Bijih-bijih timah, timbal-timah, tembaga, emas dan perunggu-nikel merupakan

sumber-sumber penting untuk menambang perak. Di dunia belahan barat Meksiko, Kanada,

Peru dan Amerika Serikat merupakan negara-negara penghasil perak.

Produksi

Perak juga dapat diambil dalam proses pemurnian tembaga secara elektrolisis. Perak

yang dijual secara komersil mengandung setidaknya 99.9% perak. Perak murni dengan

kandungan 99.999+% juga tersedia secara komersil.

Sifat-sifat

Perak murni memiliki warna putih yang terang. Unsur ini sedikit lebih keras

dibanding emas dan sangat lunak dan mudah dibentuk, terkalahkan hanya oleh emas dan

mungkin palladium. Perak murni memiliki konduktivitas kalor dan listrik yang sangat tinggi

diantara semua logam dan memiliki resistansi kontak yang sangat kecil. Elemen ini sangat

stabil di udara murni dan air, tetapi langsung ternoda ketika diekspos pada ozon, hidrogen

sulfida atau udara yang mengandung belerang.

Kegunaan

Perak sterling digunakan untuk perhiasan, perabotan perak, dsb. dimana

penampakan sangat penting. Campuran logam ini biasanya mengandung 92.5% perak,

dengan sisanya tembaga atau logam lainnya. Perak juga merupakan unsur penting dalam

fotografi, dimana sekitar 30% konsumsi industri perak digunakan untuk bidang ini. Perak

juga digunakan sebagai campuran logam pengganti gigi, solder, kotak listrik, dan baterai

perak-timah dan perak-cadmium. Cat perak digunakan untuk membuat sirkuit cetak. Perak

juga digunakan untuk produksi kaca dan dapat didepositkan sebagai lapisan pada gelas atau

logam lainnya dengan metoda chemical deposition, electrode position atau dengan cara

penguapan. Ketika perak baru saja didepositkan, lapisan ini merupakan reflektor cahaya

paling baik. Tapi lapisan ini juga cepat rusak dan ternoda dan kehilangan reflektivitasnya.

Walau lapisan perak bagus untuk cahaya, ia sangat buruk untuk memantulkan sinar

ultraviolet. Silver fulminate, bahan peledak yang kuat, kadang-kadang terbentuk saat

pembentukan perak. Silver iodide digunakan untuk membuat hujan buatan. Silver

chloride memiliki sifat-sifat optikal yang unik karena bisa dibuat transparan. Silver nitrate,

atau lunar caustic, yang merupakan senyawa perak yang penting banyak digunakan di

bidang fotografi. Selama beratus-ratus tahun, perak telah digunakan sebagai bentuk

pembayaran dalam bentuk koin oleh banyak negara. Belakangan ini sayangnya, konsumsi

perak telah jauh melebihi produksi.

Penanganan

Walau unsur perak itu sendiri tidak beracun, banyak senyawa garamnya sangat

berbahaya. Exposisi pada perak (baik logam maupun senyawa-senyawanya yang dapat larut)

di udara jangan sampai melebihi 0.01 g/m3 (berdasarkan 8 jam berat rata-rata, selama 40

jam per minggu). Senyawa-senyawa perak dapat diserap dalam sistim sirkulasi tubuh dan

hasil reduksi perak dapat terdepositkan pada banyak jaringan tubuh. Sebuah kondisi

(argyria) dapat menimbulkan pigmen-pigmen abu-abu pada kulit tubuh dan selaput-

selaput mucous. Perak memiliki sifat-sifat yang dapat membunuh bakteri tanpa

membahayakan binatang-binatang besar.

FluorSejarah

Pada tahun 1529, Georigius Agricola menggambarkan penggunaan senyawa

fluorspar sebagai penjejak aliran dalam tubuh, dan pada awal tahun 1670, Schwandhard

menemukan bahwa gelas teretsa ketika terpapar dengan fluorspar yang diberi asam.

Scheele dan banyak ahli lainnya, termasuk Davy, Gay-Lussac, Lavoisier, dan Thenard

bereksperimen dengan asam fluorida, dan beberapa eksperimen berakhir dengan tragis.

Fluor akhinya bisa diisolasi pada tahun 1866 oleh Moissan setelah berusaha selama

hampir 74 tahun .

Sifat-sifat

Fluor adalah unsur yang paling elektronegatif dan reaktif bila dibandingkan dengan

semua unsur. Berwarna kuning pucat, gas korosif, yang bereaksi dengan banyak senyawa

organik dan anorganik. Logam, kaca, keramik, karbon, bahkan air terbakar dalam fluor

dengan nyala yang terang.

Setelah Perang Dunia II, tidak ada produksi unsur fluor secara massal. Proyek bom nuklir dan

penerapan energi nuklir, telah membuat fluor harus dibuat dalam jumlah besar.

Kegunaan

Fluor dan senyawanya digunakan dalam memproduksi uranium (dari heksafluorida)

dan lebih dari 100 senyawa fluor komersial, termasuk plastik untuk suhu tinggi. Asam

fluorida mengetsa kaca lampu pijar. Fluor hidrokarbon digunakan besar-besaran dalam

pendinginan udara di kulkas dan AC

Keberadaan fluor sebagai senyawa fluorida yang mudah larut dalam air minum melebihi 2

ppm dapat menyebabkan bercak pada lapisan email gigi, bila terkonsumsi oleh anak-anak

dengan gigi permanen. Meski demikian, dalam jumlah yang lebih sedikit, fluor dapat

mencegah lubang gigi.

Unsur fluor telah dipelajari sebagai bahan bakar roket karena nilai daya dorong yang

sangat luar biasa.

Senyawa

Ada sebuah hipotesis yang mengatakan bahwa fluor bisa menggantikan hidrogen

pada senyawa organik, yang bisa mengarah pada nilai astronomis senyawa fluor yang baru.

Senyawaa fluor dengan gas mulia Xenon, Radon dan Kripton, telah ditemukansebagai garam

fluorida.

Penanganan

Unsur fluor dan ion fluorida sangat beracun. Unsur bebasnya memiliki karakteristik

bau yang tajam, bisa dideteksi dalam konsentrasi serendah 20 ppb, yakni di bawah tingkat

keamanan bekerja. Konsentrasi yang diperbolehkan untuk paparan selama 8 jam kerja

adalah 1 ppm