2.1 SEJARAH NITROGEN

            Pada tahun 1772, Hanry Cavendish ( 1731 – 1810 ) mengemukakan bahwa komponen

penyusun udara terbanyak adalah mephitic air. Dua tahun kemudian joseph priestley ( 1773 –

1804 ) menemuka komponen udara lain, yaitu apa yang disebutnya vital air.

            Penemuan kedua ilmuan inggris di atas mendorong Antoine lourent Lavoisier ( 1743-

1794 ) di prancis untuk melakukan eksperimen. Lavoisier memanaskan merkuri (raksa) dalam

tabung tertutup . Ternyata merkuri bersenyawadengan seperlima bagian udara, membentuk suatu

serbuk merah (yg sekarang di sebut merkuri oksida). Empat perlima bagian sisa udara tetap

berupa gas. Lavoisier mengamati bahwa dalam gas sisa itu lilin tak dapat menyala serta tikus tak

dapat hidup lama.

            Maka, lavoisier menyimpulkan bahwa udara tersusun dari dua jenis gas. Jenis gas yang

pertama sangatberguna bagi kehidupan dan pembakaran dan jumlahnya meliputi seperlima

bagian udara. Inilah vital air yang di kemukakan oleh Priestley. Gas Vital air ini oleh Lavoisier

diberi namaoksigen.

            Adapun jenis gas yang kedua, yang meliputi empat perlima bagian udara,merupakan gas

mephitik air yang ditemukan ole( h cavendish. Lavoisier sendiri memberi nama azote (dalam

bahasa yunani) yang berarti” tiada kehidupan ”. Kemudian abad ke -19,nama azote diganti

menjadi nitrogen yang artinya pembentuk ”niter”. Niter adalah nama lama untuk kalium nitrat,

KNO3, suatu zat yang sejak zaman purba dipakai sebagai zat pengawet

2.2 SIFAT FISIS DAN SIFAT KIMIA NITROGEN

Nitrogen adalah zat komponen penyusun utama atmasfer bumi. Udara terdiri atas 78%

volume nitrogen (N2). Nitrogen adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa.

Nitrogen dalam deret kimia termasuk kedalam  nonmetals, termasuk golongan VA, periode 2,

dan blok p. Penampilanya berupa colorless.

Memiliki massa atom 14,0067 g/mol dengan massa atom 7( 1s2 2s2  3s3).

Selain itu adapun ciri fisik dari nitrogen seperti berfasa gas, bermassa jenis 1,251 g/L, titik

leburnya 63,15 K, titik didih 77,36, titik kritisnya 126,21 K. Nitrogen cair mendidih pada -196 -

0c, dan membeku pada -2100C. Sruktur dari gas nitrogen adalah berupa Kristal hexagonal.

Kelektronegatifan gas nitrogen menduduki peringkat ke-3 setelah flour dan oksigen. Gas

nitrogen termasuk kedalam gas yang inert ( tidak reaktif ). Hal ini disebabkan oleh besarnya

energi ikatan antara ikatan rangkap tiga N      N, nitrogen digunakan sebagai atmosfer inert untuk

suatu proses / sistem yang terganggu oleh oksigen, misalnya dalam industri elektronika dan juga

Bilangan okdidasi nitrogen bervariasi dari -3 sampai +5, sebagaimana dapat dilihat dari tabel

berikut ini :

            Banyak senyawa nitrogen yang memiliki entalpi pembentukan yang positiv. Reaksi –

reaksi gas nitrogen harus berlangsung dalam kondisi khusus, misalnya suhu dan tkanan tinggi,

dibantu oleh suatu katalis dengan menggunakan energi listrik, atau diuraikan oleh

mikroorganisme tertentu. Proses pengubahan nirogen menjadi senyawa –senyawa yang dikenal

sebagai proses fiksasi nitrogen. Ketika kita bernapas, gas nitrogen bersama udara masuk dan

keluar paru-paru tanpa mengalami perubahan sedikitpun. Meskipun setiap saat kita senantiasa

berenang dalam lautan nitrogen, tubuh kta tidak dapat mengambil nitrogen secara langsung dari

udara. Nitrogen dalam yubuh kita berasal dari makanan yang kita makan , bukan dari udara yang

kita irup.

Bilangan

oksidasi

Contoh senyawa

-3 NH3 ( amoniak )

-2 NH4+ ( Ion amonium )

-1 NH2OH  ( Hidroksilamin )

0 N2 ( gas nitrogen )

+1 N2O( dinitrogen monoksida)

+2 NO(Nitrogen oksida)

+2 N2O3( nitrogen trioksida )

+3 HNO2( asam nitrit )

+4NO2  nitrogen dioksida )

N2O4( dinitrogen terra oksida )

+5N2O5 (nitrogen pentaoksida )

HNO3 ( asam nitrat )

Manfaat nitrogen.

Nitrogen merupakan gas yang perannya sangat penting untuk berbagai bidang kehidupan seperti rumah sakit, industri makanan, industri perminyakan, bengkel, ban kendaraan, hingga berbagai pemanfaatan lainnya.  Setiap bernapas manusia juga mengambil berbagai kandungan gas, salah satunya adalah nitrogen. Berikut adalah kandungan gas dalam udara yang kita ambil:

1% Water Vapor dan Gas Lain – dilepaskan hingga 250 kali lebih cepat daripada Nitrogen

21% Oksigen – dilepaskan 3-4 kali lebih cepat dari Nitrogen 78% Nitrogen – Molekul terbesar diudara, kering, tidak mudah terbakar.

Terkait dengan kandungannya untuk mendukung berbagai keperluan pokok atau pun sekunder bagi manusia, manfaat nitrogen dalam kehidupan sehari-hari sangat besar.

1. Untuk Dunia Medis

Nitrogen juga digunakan dalam dunia medis, terutama di berbagai rumah sakit. Jika anda pernah di rumah sakit tentu hampir tidak ada rumah sakit yang tidak memiliki nitrogen dalam persediaan gasnya.

Dalam dunia medis, Nitrogen cair (-196 ° C) digunakan untuk

1. Membekukan dan menjaga darah, sperma, embrio, sel-sel sumsum tulang dan sampel jaringan hidup lainnya dalam periode yang cukup lama.

2. Nitrogen cair juga digunakan dalam bidang dermatologi, di mana penggunaannya adalah salah satu cara yang paling efektif untuk membakar kutil dan tumor kulit jinak kecil yang tetap menular.

Pemanfaatannya dalam dunia medis juga sangat banyak selain berbagai pemanfaatan yang disebutkan di atas, selain untuk medis, ada manfaat lainnya untuk menunjang kehidupan sehari hari.

2. Industri Kimia

Industri kimia menggunakan nitrogen sebagai pressurising gas atau yang lebih dikenal sebagai gas tekan. Nitrogen dapat membantu mendorong cairan melalui pipa. Hal ini juga digunakan untuk melindungi oksigen dari bahan sensitif dalam udara dan untuk menghilangkan bahan kimia organik yang mudah menguap dari berbagai proses.

3. Pesawat dan Kedirgantaraan

Nitrogen merupakan salah satu jenis gas yang sangat penting untuk industri kedirgantaraan & pesawat. Nitrogen digunakan membangun terowongan angin high Reynolds, panas untuk tungku

dan autoklaf untuk membantu membuat bahan yang sangat kuat namun ringan dalam industri pesawat. Nitrogen juga digunakan sebagai gas yang dapat membantu aplikasi laser cutting.

4. Otomotif dan Transportasi

Pabrik perakitan dalam industri otomotif menggunakan nitrogen dalam kombinasi dengan gas lain untuk pengelasan suku cadang mobil, frame, muffler dan komponen lain karena kemampuannya untuk memberikan suasana yang dibutuhkan untuk menghasilkan lasan yang memadai dengan bahan apapun. Selain itu konsep airbag pada moda transportasi juga memanfaatkan nitrogen untuk keselamatan dalam dunia transportasi.

Pemanfaatan dalam dunia otomotif juga sangat dikenal sebagai gas yang digunakan untuk ban mobil atau motor. Pemanfaatan pada ban ini sudah sangat umum, karena dengan diisi nitrogen ban lebih elastis terutama untuk jalan berkerikil.

5. Energi dan Lingkungan Hidup

Nitrogen merupakan gas yang dapat memisahkan molekul atau produk sensitif dari udara, selain itu ia juga digunakan sebagai gas yang dapat digunakan dalam pipa untuk mencegah berbagai kontaminasi.

6. Makanan dan Minuman

Nitrogen adalah sumber kriogenik dalam membantu proses pendinginan, pembekuan dari berbagai makanan dan minuman. Karena suhu yang sangat dingin, perendaman/proses pembekuan dalam nitrogen cair adalah metode pembekuan tercepat untuk menghasilkan makanan yang beku. Nitrogen juga memainkan peran kunci dalam mengurangi pembusukan, perubahan warna dan perubahan rasa, memberikan kekuatan untuk kemasan ritel. Salah satu contohnya aplikasi pengunaannya adalah untuk pengemasan roti. Nitrogen digunakan agar roti tidak cepat busuk karena pertumbuhan bakteri di dalamnya.

7. Produksi Baja

Nitrogen digunakan sebagai gas untuk pembersihan berbagai gas lain dalam produksi baja. Nitrogen digunakan untuk mencegah oksidasi dan merupakan komponen kunci dalam proses pendinginan untuk baja.

8. Industri Minyak dan Gas

Industri minyak dan gas bumi menggunakan nitrogen untuk meningkatkan cadangan reservoir formasi fraktur hidrokarbon-bearing untuk meningkatkan signifikan produksi minyak dan gas, dan untuk meningkatkan efisiensi operasional.

9. Farmasi & Bioteknologi

Gas nitrogen biasanya digunakan untuk membersihkan, mentransfer tekanan, pencampuran dan melindungi proses intrusi kelembaban, oksidasi, degradasi dan kontaminasi. Nitrogen cair kriogenik digunakan untuk mengontrol suhu dalam aplikasi pendinginan reaktor dan untuk menjaga sampel biologis.

10. Pengilangan

Nitrogen merupakan gas industri yang digunakan untuk tangki penyimpanan dan pipa pembersihan, nitrogen juga dapat digunakan sebagi strip Volatile Organic Compounds (VOC) dari aliran proses kimia dan air limbah, dan mengurangi emisi VOC.

11. Pengelasan & Fabrikasi Logam

Dalam pengelasan tabung stainless baja, nitrogen digunakan sebagai gas pembersih. Hal ini juga digunakan sebagai membantu gas untuk laser cutting, dan meningkatkan plasma cutting.

Manfaat nitrogen sangat penting untuk berbagai industri di dunia, nitrogen menjadi salah satu gas alam yang paling berpengaruh di dunia.

Efek Kesehatan Nitrogen

Nitrat dan nitrit diketahui menyebabkan beberapa masalah kesehatan. Berikut adalah beberapa efek yang paling umum:

– Reaksi dengan hemoglobin dalam darah menyebabkan daya dukung oksigen darah menurun (nitrit).

– Penurunan fungsi kelenjar tiroid (nitrat).

– Kekurangan vitamin A (nitrat).

– Membentuk nitro amina, yang dikenal sebagai salah satu penyebab paling umum kanker (nitrat dan nitrit).

Namun, dari sudut pandang metabolisme, oksida nitrat (NO) jauh lebih penting dibandingkan nitrogen saja.

Pada tahun 1987, Salvador Moncada menemukan bahwa oksida nitrat membuat otot menjadi rileks, merupakan bagian penting dalam sistem kardiovaskular, sistem kekebalan tubuh, sistem saraf pusat, dan sistem saraf perifer.

Enzim yang memproduksi oksida nitrat, yang disebut sintesis oksida nitrat, berlimpah di otak.

Pada tahun 1991, sebuah tim yang dipimpin oleh K.E. Anderson dari Lund University Hospital, Swedia, menunjukkan bahwa oksida nitrat juga bermanfaat bagi sistem reproduksi pria.

Dampak Lingkungan Nitrogen

Manusia telah secara radikal mengubah keseimbangan alami nitrat dan nitrit. Penyebab utama penambahan nitrat dan nitrit adalah dari penggunaan pupuk berlebih.

Proses pembakaran juga dapat meningkatkan nitrat dan nitrit akibat emisi nitrogen oksida yang dikonversi menjadi nitrat dan nitrit oleh lingkungan.

Penambahan senyawa nitrogen dalam lingkungan memiliki berbagai efek. Pertama, dapat mengubah komposisi spesies karena kerentanan organisme tertentu terhadap senyawa nitrogen.

Kedua, terutama nitrit dapat menyebabkan berbagai efek kesehatan pada manusia dan hewan.

Makanan yang mengandung terlalu banyak senyawa nitrogen membuat kemampuan darah dalam mengangkut oksigen menjadi menurun.

Serapan nitrogen tinggi juga bisa memicu masalah pada kelenjar tiroid dan menyebabkan kekurangan vitamin A.