Pembuatan dan Kegunaan UnsurN, O, Si, P, dan S

Kelompok 5 :1. Ismi Roichatul Jannah

{06}2. Mikhael Wungsu Anantyo

{08}3. Faidatul Khasanah

{17}4. Fauziah Ida Nasucha

{18}

NITROGEN (N)DAN

OKSIGEN (O)

Sifat-Sifat Nitrogen

Sifat Fisis

Konfigurasi : 1s22s22p3

Tidak berbau

Tidak berwarna

Titik leleh : -210˚C

Titik didih : -195˚C

Massa jenis : 0,81 g/mL

Sifat KimiaUnsur yang stabil (kurang reaktif)Pada suhu rendah, sukar bereaksi dengan unsur lain (kecuali litium).

Pada suhu tinggi dapat bereaksi dengan beberapa logam alkali dan alkali tanah.Pada suhu tinggi dapat bereaksi dengan

unsur nonlogam seperti oksigen.

Sifat-Sifat Oksigen

Sifat KimiaUnsur yang reaktif

Dalam keadaan bebas terdapat dalam dua bentuk molekul, yaitu molekul oksigen

diatomik (O2) dan triatomik (O3)Dapat bersenyawa dengan berbagai unsur

dan disebut oksida

Sifat FisisKonfigurasi :1s22s22p4

Tidak berbauTidak berwarna

Massa jenis : 1,14 g/mLTitik leleh : -218,79˚CTitik didih : -182,95˚C

Pembuatan Oksigen dan Nitrogen dalam Dunia Industri

Dalam laboratorium, nitrogen dapat dibuat dengan beberapa cara antara lain sebagai berikut :

1.) Amonium Nitrit yang dipanaskanNH4Cl + NaNO2 → NaCl + NH4NO2 kemudianNH4NO2 → (dipanaskan) → N2 + 2H2O

2.) Pemanasan Natrium azida pada suhu minimal 300oCNitrogen murni dapat diperoleh dengan pemansan senyawa Natium Azida NaN3 pada suhu yang sangat tinggi. Reaksinya sebagai berikutNaN3(s) → dipanaskan → 2Na(s) + 3N2(g)

3.) Oksidasi amonia dengan bromin8NH3 + 3Br2 → N2 + 6NH4Br

Kegunaan Nitrogen Membekukan dan menjaga darah, sperma, embrio,

sel-sel sumsum tulang dan sampel jaringan hidup lainnya dalam periode yang cukup lama.

Pabrik perakitan dalam industri otomotif menggunakan nitrogen dalam kombinasi dengan gas lain untuk pengelasan suku cadang mobil, frame, muffler dan komponen lain

Dalam bentuk amonia nitrogen digunakan sebagai bahan pupuk

Pembuatan Oksigen dan Nitrogen

• Dalam industri, oksigen diperoleh dari udara bersama-sama dengan pembuatan nitrogen, yaitu melalui distilasi udara cair.

• Udara yang mengandung 21% oksigen dan 78% nitrogen didinginkan hingga suhu -200°C dengan tekanan tinggi sehingga udara mencair. Kemudian, udara cair tersebut secara berangsur-angsur dipanaskan. Pada suhu -183°C, oksigen cair akan menguap sehingga dapat dipisahkan dari gas lainnya.

Di laboratorium, oksigen dapat dibuat (dalam skala kecil) menurut berbagai cara, antara lain:

1) Peruraian kalium klorat (KClO3)Jika KClO3 dipanaskan dengan serbuk PbO2 sebagai katalis, akan terurai membentuk KCl dan oksigen.

2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)

2) Peruraian hidrogen peroksida (H2O2)Penguraian H2O2 menghasilkan air dan oksigen. Reaksi ini dapat dikatalis oleh ion Fe3+ atau Co2+.

2H2O2(aq) → 2H2O(l) + O2(g)

3) Elektrolisis airElektrolisis air, dengan bantuan elektrolit, menghasilkan hidrogen di katode dan oksigen di anode.

2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)

Kegunaan Oksigen Untuk pernapasan para penyelam,

angkasawan, atau penderita penyakit tertentu. Dalam industri baja, untuk mengurangi kadar

karbon dalam besi gubal. Bersama-sama dengan gas asetilena,

digunakan untuk mengelas baja. Oksigen cair bersama dengan hidrogen cair

digunakan sebagai bahan bakar roket untuk mendorong pesawat ruang angkasa.

Dalam berbagai industri kimia, untuk mengoksidasikan berbagai zat.

SILIKON (Si)

Sifat-Sifat SIlikon

Sifat Fisis

Simbol : Si

Nomor Atom : 14

Jari-jari atom : 117,6 pm

Konfigurasi : [Ne] 3s23p2

Fase : Solid

Titik leleh : 1410˚C

Titik didih : 2355˚C

Sifat KimiaSilikon murni berstruktur seperti Intan

( tetrahedral) sehingga sangat keras dan tidak menghantarkan listrik

Jika dicampur dengan sedikit unsur lain, seperti alumunium (Al) atau boron (B) silikon bersifat semikonduktor (sedikit

menghantarkan listrik)Silikon tidak reaktif pada suhu kamar dan tidak bereaksi dengan asam, tetapi dapat bereaksi dengan basa kuat seperti NaOH.Pada suhu tinggi, silikon dapat bereaksi

dengan hidrogen membentuk hidrida, dan dengan halogen membentuk halide.

Proses pembuatan silikon dari SiO2

• SiO2 dipanaskan dengan kokas (C) pada suhu sekitar 3.000°C dalam tungku pembakaran atau tanur listrik. Pereaksi ditambahkan dari atas tungku.

SiO2(s) + 2C(s) → Si(l) + 2CO(g)

•Lelehan Si yang dihasilkan dikeluarkan dari bawah tungku dan akan membentuk padatan. Si yang dihasilkan cukup murni dan dapat digunakan antara lain untuk pembuatan paduan dengan logam lain.

Untuk mendapatkan Si dengan kemurnian tinggi, maka diperlukan tahapan pemurnian berikut:

• Si dipanaskan dengan Cl2

Si(s) + 2Cl2(g) → SiCl4(l)

• Lelehan SiCl4 yang dihasilkan dimurnikan dengan proses distilasi.• SiCl4 lalu direduksi menjadi Si melalui pemanasan dengan H2 atau Mg.

SiCl4 + 2H2 → Si + 4HClSiCl4 + 2Mg → Si + 2MgCl2

Kegunaan Silikon • Silikon umumnya digunakan untuk membuat transistor, chips computer, dan

sel surya. Sedangkan berbagai senyawa silikon digunakan di banyak industri.• Silika dan silikat digunakan untuk membuat gelas, keramik, porselin, dan

semen.

FOSFOR (P)

Sifat-Sifat Fosfor

Sifat Fisis

Simbol : P

Nomor atom : 15

Konfigurasi : 1s22s22p63s23p3

Massa jenis : 1,823 g/mL

Titik leleh : 44,2˚C

Titik didih : 280,5˚C

Sifat KimiaFosfor putih adalah jenis yang lazim

diproduksi industri. Fosfor putih bersinar dalam gelap, terbakar secara spontan bila

terkena udara, dan merupakan racun mematikan.

Fosfor merah kurang reaktif, tidak dapat terbakar sendiri, tidak beracun

Bentuk ketiga, fosfor hitam, dibuat di bawah tekanan tinggi, berwujud seperti grafit serta

mampu menghantarkan listrik.

Proses Pembuatan Fosfor• Sumber utama industri fosfor adalah Ca3(PO4)2. Dalam prosesnya, Ca3(PO4)2 dicampur

dengan karbon dan silika (SiO2) pada temperature 1400⁰C - 1500⁰C. 2Ca3(PO4)2 (l) + 6 SiO2 (l) → 6 CaSiO3 (l) + P4O10 (g)

• Kemudian , P4O10 (g) direduksi dengan karbon , P4O10 (g) + C (s) → P4 (g) + 10 CO2 (g)

• P4 (g) yang terjadi dikristalkan dan disimpan di dalam CS2 cair atau di dalam air. Hal itu guna menghindari terjadinya oksidasi dengan oksigen dari udara yang cepat terjadi pada temperatur 30⁰C berupa nyala fosfor. P4 hasil pengolahan merupakan salah satu bentuk alotropi fosfor, yaitu fosfor putih.

Kegunaan Fosfor Khusus untuk tubuh manusia, fosfor adalah

unsur penting yang sangat dibutuhkan tubuh. Bersama dengan kalsium ia membentuk senyawa kalsium fosfat yang penting dalam pembentukan tulang dan gigi manusia.

Fosfor dapat digunakan untuk pembuatan korek api setelah dicampur dengan karbon dan belerang.

Membuat minuman bersoda dan pasta gigi Bahan glow in the dark

SULFUR (S)

Sifat-Sifat Sulfur

Sifat FisisSimbol : S

Nomor atom : 16Konfigurasi : [Ne] 3s²3p⁴

Jari-jari atom : 100 pmMassa jenis : 2,07g/mL

Titik leleh : 119˚CTitik didih : 444,6˚C

Sifat KimiaDapat larut dalam CS2, benzena, dan sikloheksana membentuk suatu cincin

belerang dengan 6-12 atom belerang setiap cincinnya.

Dapat bereaksi dengan oksigen membentuk oksida belerang

S (s) + O2 (g) SO2 (g)

Pembuatan Sulfur1. Proses Frasch• Cara frasch adalah mengambil belerang dari

deposit belerang di bawah tanah, pompa frasch dirancang oleh Herman Frasch dari Amerika Serikat tahun 1904.

• Pada proses ini pipa logam berdiameter 15 cm yang terdapat 2 pipa konsentrik yang lebih kecil ditanam sampai menyentuh lapisan belerang. Uap air yang sangat panas dipompa dan dimasukan melalui pipa luar, sehingga belerang meleleh.

• Kemudian dimasukan udara bertekanan tinggi melalui pipa terkecil, sehingga terbentuk busa belerang dan terpompa ke atas melalui pipa ketiga.

• Kemurnian belerang yang keluar mencapai 99,5%.

2. Proses kontak• Pada pembuatan belerang dengan proses kontak bahan baku yang digunakan

belerang, udara dan air.S(s)+O2(g) SO2(aq)

2SO2(g)+O2(g)↔2SO3(g)SO3(g)+H2O(l)→H2SO4(aq)

• Pertama-tama belerang padat dimasukan kedalam drum berputar lalu dibakar dengan oksigen dari udara dan hasilnya gas SO2 dimurnikan dengan pengendap elektrostatika ( kawat-kawat betegangan tinggi ) partikel-partikel debu dan kotoran lain menjadi bermuatan dan tertarik oleh kawat yang muatannya berlawanan, sehingga debu-debu itu jatuh kelantai ruangan.

• Campuran gas SO2 dan udara kemudian dialirkan kedalam ruangan yang dilengkapi katalis serbuk V2O5. Disini berlangsung proses kontak yaitu kontak antara campuran gas-gas dengan katalis. Gas SO2bereaksi dengan oksigen dengan udara untuk membentuk gas SO3.

2SO2(g)+O2(g)↔2SO3(g) ∆H = -90 kJ

• Agar reaksi ini bergeser kekanan gas SO3 yang terbentuk segera direaksikan dengan air untuk menghasilkan H2SO4

SO3(g)+H2O(l)→ H2SO4(aq)• Gas SO3 direaksikan dengan H2SO4 untuk membentuk asam pirosulfat,

H2S2O7 kemudian barulah asam pirosulfat direaksikan denga air untuk membentuk asam sulfat

SO3(g)+H2SO4(aq) →H2S2O7(aq)H2S2O7(aq)+H2O→2H2SO4(aq)

Gambar Proses Kontak

Kegunaan Belerang§ Belerang dioksida (SO2) digunakan sebagai

fungisida (anti jamur), fumiga (anti serangga), dan dalam jumlah yang sangat kecil digunakan sebagai pengawet makanan.

§ Natrium tiosulfat pentahidrat (Na2S2O3.5H2O) digunakan dalam proses pencucian film. Senyawa ini dikenal dengan merk hipo.

§ Asam sulfat (H2SO4) dipakai sebagai pelarut, pengisi aki, pembuatan garam sulfat, pembuatan pupuk, pengolahan minyak, dan pewarnaan tekstil.

TERIMA KASIH