Makalah unsur Oksigen Karbon dan Nitrogen

BAB I

 PENDAHULUAN

1.      Latar Belakang

     Di sadari ataupun tidak ilmu kimia memilki peranan yang sangat penting dalam kehidupan kita. Dimulai dari penyusun kromosom, pakaian kita, lingkungan kita, bahkan diri kita merupakan materi kimia.

Salah satu materi kimia yang sering kali di gunakan atau sering ditemukan  dalam kehidupan manusia adalah oksigen, nitrogen, dan karbon. untuk itu disini kami ingin mengenal dan mengetahui sifat –sifat fisika dan kimia , Kegunaan , Terdapat dalam mineral , Cara pembuatan dan senyawa senyawa yang dihasilkan dari unsur Nitrogen ,Oksigen dan Karbon.

2.      Rumusan Masalah

1.      Apa saja  sifat fisika dan sifat kimia dari unsur-unsur oksigen, nitrogen, dan karbon  

2.      Bagaimana kegunaan unsur oksigen, nitrogen, dan karbon ?

3.      Bagaimana Cara pembuatan Oksigen Nitrogen dan Karbon?

3.     Tujuan Penulisan

1.      Untuk mengetahui sifat fisika dan kimia dari unsur oksigen, nitrogen, dan karbon.

2.      Untuk mengetahui kegunaan dari unsur-unsur oksigen, nitrogen, dan karbon

3.      Untuk mengetahui cara pembuatan dari unsur oksigen, nitrogen, dan karbon.

BAB II

 PEMBAHASAN

1.      OKSIGEN

Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia dalam sistem tabel periodik yang mempunyai lambang O dan nomor atom 8. Ia merupakan unsur golongan kalkogen dan dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya menjadi oksida). Pada Temperatur dan tekanan standar, dua atom unsur ini berikatan menjadi dioksigen, yaitu senyawa gas diatomic dengan rumus O₂ yang tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau.

 a. Sejarah Oksigen

   Oksigen secara terpisah ditemukan oleh Carl Wilhelm Scheele di Uppsala pada tahun 1773 dan Joseph Priestley di Wiltshire pada tahun 1774. Temuan Priestley lebih terkenal oleh karena publikasinya merupakan yang pertama kali dicetak. Istilah oxygen diciptakan oleh Antoine Lavoisier pada tahun 1777, yang eksperimennya dengan oksigen berhasil meruntuhkan teori flogiston pembakaran dan korosi yang terkenal.

b.   Sifat Oksigen

Sifat fisika :

Massa atom relative	15,9944 g/mol
Konfigurasi electron	1s2 2s2 2s4
Jai-jari atom	60 pm
Jari-jari kovalen	73 pm
Keelektronegatifan	3,44(skala Pauling)
Energi Ionisasi (I)	1313,9 kJ/mol
Energi Ionisasi (II)	3388,3 kJ/mol
Energi Ionisasi (III)	5300,5 kJ/mol
Kerapatan	1,27 padatan
Titik Beku	-218,9°C
Titik leleh	-182,9°C
Potensial  Elektroda	+0,401
Massa jenis	(0°C;101,325kPa) 1,429 g/L
Sifat magnetik	Paramagnetik

Sifat Kimia

Ø  merupakan unsur bebas

Ø  Terdapat dua bentuk molekul ( Diatomik dan Triatomik)

Ø  Dapat bersenyawa dengan berbagai unsur

c. Kegunaan oksigen :

1. Kegunaan Bagi Tubuh :

·         Diperlukan dalam sistem pernafasan

Oksigen diperlukan dalam proses pernafasan pada manusia, dikarenakan oksigen memiliki peran sebagai pemenuhan kebutuhan metabolisme tubuh. Bila manusia tidak lagi ada oksigen, kecil harapan untuk hidup. Oksigen diperlukan oleh semua makhluk hidup, bila tidak ada oksigen manusia menuju kepunahan dan kehidupan menuju kehancuran.

·         Membantu fungsi sel-sel tubuh manusia                                                                             Salah satunya adala, didalam tubuh manusia ada bakteri aerob yang hanya bisa hidup dikarenakan adanya oksigen yang masuk kedalam tubuh. Bakteri inilah yang bertanggung jawab terhadap terjadinya penguraian limbah yang dilakukan oleh bakteri aerob didalam usus.

·         Mencegah pertumbuhan sel anaerob                                                                     Oksigen mencegah pertumbuhan sel anaerob pada tubuh. Dimana bakteri anaerob pada tubuh, bila kekurangan kadar oksigen, maka perkembangannya akan meningkat. Sehingga limbah yang dihasilkan semakin berteumpuk dan membahayakan tubuh.

·         Membantu sistem peredaran darah                                                                          Sistem peredaran darah pada manusia dipengaruhi oleh adanya oksigen. Tubuh membutuhkan oksigen dengan nilai persentase 90 % keatas. Karena ketika oksigen di dalam darah berkurang, maka akan menyebabkan kesulitan bernafas (sesak nafas).

·         Mengoptimalkan Daya Ingat                                                                                       Sirkulasi oksigen pada tubuh berpengaruh terhadap fungsi otak. Jika oksigen masuk ke otak secara stabil, maka daya ingat serta kecerdasan otak menjadi meningkat. Selain itu lakukan latihan otak seperti pada :manfaat bermain catur,manfaat bermain gitar,manfaat berman piano

2.      Kegunaan Dalam Industri :

·         Membantu Pembakaran                                                                                                Jika ingin membakar namun tidak adanya oksigen, maka pembakaran tidak akan bisa. Karena pada kenyataannya, syarat pembakaran haruslah ada tiga komponen penting, yaitu sumber panas, bahan bakar serta oksigen. Sehingga kebakaran bukan hanya karena adanya sumber api serta bahan bakar tapi juga karena ada oksigen.

·         Menerbangkan pesawat                                                                                               Pesawat terbang hanya mampu terbang dengan ketinggian maksimum 11 km. Hal ini dikarenakan semakin tinggi terbangnya, maka akan semakin berkurang kadar oksigen di udara.

·         Dimanfaatkan roket pesawat angkasa                                                                   Oksigen yang ada di atmosfer dimanfaatkan roket untuk bahan bakar yang menghasilkan gaya dorong sehingga roket dapat bergerak, baik maju ataupun melesat terbang ke atas

·         Sebagai Bahan peledak                                                                                            Oksigen yang direaksikan dengan berbagai unsur lain dapat menjadi bahan peledak.

·         Untuk melakukan penyelaman                                                                                              Tidak ada manusia yang mampu menyelam lama diair tanpa adanya alat bantu penyelaman. Karena manusia terbiasa bernafas dengan oksigen menggunakan tabung.

d.  Cara pembuatan oksigen

•      Secara Industri

            Secara industri, dengan proses pemisahan kriogenik distilasi udara akan diperoleh oksigen dengan kemurnian 99,5%, sedangkan dengan proses adsorpsi vakum akan diperoleh oksigen dengan kemurnian 90 – 93% .

·         Dalam skala laboratorium

            Dalam skala laboratorium, oksigen dapat diperoleh dengan cara berikut.

1.      Pemanasan campuran MnO₂ dan H₂SO₄, proses ini pertama kali diperkenalkan oleh W. Scheele (1771),

Reaksi: MnO₂ (s) + H₂SO₄ (aq) → MnSO₄ (aq) + H₂O (l)      + O₂ (g)

2.      Pemanasan HgO, proses ini pertama kali diperkenalkan oleh Priesttley (1771)

            Reaksi: 2 HgO (s) → 2 Hg (l) + O₂ (g)

3.      Pemanasan peroksida

            Reaksi: 2 BaO₂ (s) → 2 BaO (s) + O₂ (g)

e. Terdapat dalam mineral

Menurut massanya oksigen merupakan unsur kimia paling melimpah dibiosfer,udara,laut dan tanah bumi.oksigen mengisi sekitar 49,2% massa kerak bumi dan merupakan komponen utama dalam samudera sebesar 88,8% menduduki atmosfer dibumi sebesar 21,0% dan diatmosfer sebesar 23,1%. Oksigen bebas juga terdapat dalam air sebagai larutan.

f. Senyawa yang dihasilkan dari oksigen

•      Hidrogen Oksida (H2O)

•      Carbon dioksida (CO2)

•      Oksida silikon (SO2)

•      Alumunium oksida (Al2O3)

2. NITROGEN                                                                                                                  

   Nitrogen atau zat lemas adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang N dan nomor atom 7. Biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa, dan merupakan gas diatomik, sangat sulit bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya. Dinamakan zat lemas karena zat ini bersifat malas, tidak aktif bereaksi dengan unsur lainnya.

A. 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 ) menemukan 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 bersenyawa dengan seperlima bagian udara, membentuk suatu serbuk merah (yang 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.

            Adapun jenis gas  yang meliputi empat perlima bagian udara , merupakan gas mephitik air yang ditemukan oleh 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 .

B.     Sifat fisika dan kimia nitrogen

Ø  Sifat Fisika Nitrogen :

a.       Tidak berbau

b.      Tidak berwarna

c.       Titik leleh nitrogen sebesar -210˚C

d.      Titik Didih nitrogen sebesar -195˚C

e.       Masa jenis nitrogen sebesar 0,001145 g/mL

Ø  Sifat Kimia Nitrogen

a.       Nitrogen merupakan unsur yang stabil (kurang reaktif). Dalam keadaan bebas,    nitrogen merupakan molekul diatomik dengan ikatan kovalen rangkap 3.

b.      Kestablian molekul nitrogen didukung oleh besarnya energi disosiasi ikatan.

c.       Pada suhu rendah, nitrogen sukar bereaksi dengan usnur lain,hanya logam litium yang dapat bereaksi dengan nitrogen.

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

e.       Pada suhu tinggi, dapat bereaksi dengan unsur nonlogam, misalnya oksigen dan hidrogen.

C.    Kegunaan Nitrogen :

1.      Dalam Dunia medis  (membekukan dan menjaga darah , sperma , embrio , sel-sel,sumsum tulang dan sampel  jaringan hidup lainnya dalam periode yang cukup lama )

2.      Dalam industri kimia (Pressurising gas atau yang lebih dikenal sebagai gas tekan, membantu mendorong cairan melalui pipa )

3.      Dalam pesawat dan kedirgantaraan ( membangun terowongan angin high Reynolds , untuk tungku dan autoklaf, membantu membuat bahan yang sangat kuat namun ringan dalam industri pesawat , membantu aplikasi Laser Cutting)

4.    Dalam Otomotif dan transportasi ( Pengelasan suku cadang mobil    Mufler dan komponen lain , pemanfaatan konsep air bag)

5.      Dalam Energi dan Lingkungan Hidup ( memisahkan molekul atau produk sensitif dari udara ,  digunakan dalam pipa untuk mencegah berbagai kontaminasi )

6.      Dalam makanan dan minuman ( proses pendinginan , pembekuan dari berbagai makanan dan minuman )

D.    Cara pembuatan Nitrogen

1)      Pencairan udara

       Pencairan udara dilakukan sebagai berikut. Setelah melalui penyaringan, udara dikompresi. Kompresi ini menyebabkan suhu udara meningkat. Proses dilanjutkan dengan pendinginan. Pada tahap ini, air dan karbon dioksida sudah membeku dan dapat dipisahkan, setelah melalui menara pendingin, udara kemudian diekspansikan sehingga suhunya turun dan sebagaian mencair. Udara yang belum mencair disirkulasikan, dialirkan lagi kedalam kompresor.Oleh karena uap air dan karbon dioksida sudah membeku pada tahap awal, maka udara cair praktis hanya mengandung nitrogen, oksigen, dan argon.

E.     Terdapat dalam mineral

Nitrogen dapat ditemukan dialam seperti :

q  Nitrogen terdapat dialam sebagai unsur bebas berupa molekul diatomik (N2) kira-kira 78,09% volume atmosfir.

q  Nitrogen di jumpai dalam mineral penting seperti(KNO3) dan sendawa Chili(NaNO3).

q  Nitrogen pada tumbuhan dan hewan berupa bentuk protein yang komposisi rata-ratanya 51% C ; 25 % O ; 16 % N ; 7 % H; 0,4 % P dan 0,4 % S.

F.     Senyawa yang dihasilkan Nitrogen

q  Amonia (NH3)

q  Nitrogen Oksida (NO)

q  Asam Nitrat  (HNO3)

q  Nitrogen dioksida (NO2)

             

3. KARBON

Karbon atau zat arang merupakan unsur kimia yang mempunyai simbol C dan nomor atom 6 pada tabel periodik. Sebagai unsur golongan 14 pada tabel periodik, karbon merupakan unsur non-logam dan bervalensi 4 (tetravalen), yang berarti bahwa terdapat empat elektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kovalen. Istilah "karbon" berasal dari bahasa Latin carbo, yang berarti batu bara

a. Sejarah Karbon

Karbon merupakan suatu unsur yang telah ditemukan sejak zaman pra-sejarah sangat banyak ditemukan di alam untuk penemu karbon masih tidak diketahui sejak dahulu kala hingga saat ini. Karbon adalah salah satu unsur yang terdapat dialam dengan symbol dalam sistem peridoik adalah “C”. Nama “carbon” berasal dari bahasa latin “carbo” yang berarti “coal” atau “charcoal”. Istilah “coal” menyatakan sediment berwarna hitam atau coklat kehitaman yang bersifat mudah terbakar dan terutama memiliki komposisi utama belerang, hydrogen, oksigen, dan nitrogen.

b.      Sifat Fisika dan Kimia Karbon

Sifat fisika karbon :

Fase                                       : Padat

Massa jenis                            : 2,267 g/ cm3 (grafit) dan 3,513 g/ cm3 ( intan )

Titik lebur                              : 4300-4700 K

Titik didih                             : 4000 K

Kalor peleburan                     : 100 kJ/mol ( grafit )dan 120 kJ/mol ( intan )

Kalor penguapan                   : 355,8 kJ/mol

Kapasitas kalor                      : 8,517 J/mol K (grafit) dan 6,115 J/mol K ( intan )

 Sifat kimia Karbon

Sifat kimia karbon antara lain sebagai berikut :

ü  Bilangan oksidasi                                            : 4,3,2,1,0,,-1,-2,-3,-4

ü  Elektronegatifitas                                            : 2,55 (skala pauli)

ü  Energi Ionisasi                                    : 1086 kJ/mol

ü  Energi Ionisasi ke-2                                        : 2352,6 kJ/mol

ü  Energi Ionisasi ke-3                                        : 4620,5 kJ/mol

ü  Jari-jari atom                                                   : 70 pm

ü  Jari-jari Kovalen                                              : 77 pm

ü  Jari-jari Vander Waals                         : 170 pm

ü  Konduktifitas termal                                       : 119-165 W/mK (grafit) dan 900-2300 W/mK           ( diamond)

ü  Struktur kristal                                                : heksagonal               

c.       Kegunaan Karbon

1.      Kegunaan Karbon dalam industri :

·         Digunakan sebagai unsur dekoratif dalam barang-barang perhiasan.

·         Bahan bakar fosil seperti gas metana, minyak mentah, bensin, dan diesel mengandung persentase tinggi karbon. Bahkan gas memasak yang kita gunakan adalah hidrokarbon.

·         Karbon digunakan sebagai dasar pelarut untuk tinta yang digunakan dalam printer inkjet.

·         Unsur ini digunakan dalam industri otomotif sebagai pigmen hitam.

·         Plastik merupakan polimer karbon.

·         ‘Vegetable carbon’ atau karbon aktif sering digunakan sebagai agen pemutih atau penyerap gas yang banyak digunakan dalam sistem filtrasi.

·         Karbon (dalam bentuk karbon dioksida) juga digunakan dalam minuman bersoda, alat pemadam kebakaran, dan bahan pembuat es kering.

·         Barang sehari-hari seperti parfum, semir sepatu, dan kertas karbon menggunakan karbon.

·         Dalam metalurgi, karbon monoksida digunakan sebagai agen pereduksi untuk memperoleh unsur dan senyawa lainnya.

·         Karbon dalam bentuk ‘freon’ digunakan dalam alat dan sistem pendingin.

·         Banyak pemotong logam dan alat-alat tahan panas diproduksi dari karbon.

·         Salah satu bahan yang paling berlimpah yaitu plastik, dihasilkan dari polimer karbon sintetis.

2.      Kegunaaan Karbon Dalam Tubuh Manusia :

·         Karbon bertindak sebagai makronutrien bagi tubuh dalam bentuk karbohidrat. Untuk diketahui, setiap bagian tubuh manusia terdiri dan memerlukan sejumlah besar unsur ini.

·         Karbon berperan utama dalam banyak proses kehidupan yang kompleks dan penting. Karbon dalam tubuh berikatan dengan banyak atom lain sehingga membuat tubuh berfungsi serta membantu pertumbuhan. Sekitar 18% tubuh manusia terdiri dari karbon.

·         Unsur ini merupakan dasar dari protein, lemak, dan asam nukleat dalam tubuh manusia. Ini berarti karbon memainkan peran penting dalam fisiologi tubuh manusia.

·         Karbon dioksida yang kita keluarkan pada saat respirasi mengandung karbon. Kadar tidak normal karbon dioksida dalam tubuh dapat menimbulkan berbagai masalah kesehatan. Oleh karena itu, penting untuk menjaga tingkat normal karbon dioksida dalam tubuh.

·         Semua kegiatan metabolisme yang berlangsung dalam tubuh melibatkan karbon sebagai komponen dasar. Sebagai contoh, hormon dan enzim mengandung karbon.

·         Arang aktif digunakan dalam pengobatan untuk menyerap berbagai racun atau gas yang diproduksi dalam tubuh manusia.

d.      Cara Pembuatan Karbon  

Karbon dapat dibuat dengan proses yang disebut dengan karbonisasi yakni pemanasan bahan yang mengandung karbon.

  1. Cara pembuatan/persiapan peralatan

   Tungku pengarangan dibuat dari drum minyak tanah. Bagian drum yang tidak berlobang dipotong sekelilingnya dan dipisahkan. Tutup yang ada lubangnya ditambah dua lubang lagi dengan ukuran 2 x 2,5 inci.

2. Waktu pengarangan, drum diletakkan diatas dua buah pipa dengan bagian yang ada lubangnya  berada dibawah. Sebelum pengarangan, pada lantai drum diberi bahan bakar seperti daun kering, jerami, sabut kelapa secara merata atau menggunakan minyak tanah sebagai bahan             bakarnya, dengan pertolongan alat brander.

e.       Terdapat dalam mineral

      karbon ditemukan diseluruh bumi , ini adalah elemen utama di banyak formasi batuan seperti batu kapur dan marmer . Hal ini ditemukan dalam bentuk allotropic berlian , grafit , dan karbon amorf diseluruh dunia . karbon juga ditemukan dalam banyak senyawa termasuk karbondioksida di atmosfer bumi dan terlarut dalam lautan dan badan-badan utama lainnya dari air . Hidrokarbon yang membentuk banyak bahan bakar seperti batubara , gas alam , dan minyak bumijuga mngandung karbon .karbon ditemukan dalam semua bentuk kehidupan . Karbon membuat 18 % massa dari tubuh manusia.

f.       Senyawa yang dihasilkan Karbon

a.       karbohidrat

b.       Lipid

c.        Protein

d.      Asam Nukleat

BAB III

PENUTUP

1. Kesimpulan

Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia dalam sistem tabel periodik yang mempunyai lambang O dan nomor atom 8. Ia merupakan unsur golongan kalkogendan dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya menjadi oksida).

Nitrogen adalah zat komponen penyusun utama atmosfer 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.

Karbon merupakan suatu unsur yang telah ditemukan sejak zaman pra-sejarah sangat banyak ditemukan di alam untuk penemu karbon masih tidak diketahui sejak dahulu kala hingga saat ini. Karbon adalah salah satu unsur yang terdapat dialam dengan symbol dalam sistem peridoik adalah “C”. Nama “carbon” berasal dari bahasa latin “carbo” yang berarti “coal” atau “charcoal”. Istilah “coal” menyatakan sediment berwarna hitam atau coklat kehitaman yang bersifat mudah terbakar dan terutama memiliki komposisi utama belerang, hydrogen, oksigen, dan nitrogen.

Ketiga unsur diatas berperan penting dan sangat dibutuhkan dalam kehidupan manusia.

2. Saran

Dari semua pembahasan materi yang telah kami sampaikan, kami berharap teman-teman bisa mengerti tentang  sifat fisika dan kimia ,  kegunaan  , Cara pembuatan , Terdapat dalam mineral  serta senyawa yang dihasilkan dari unsur Oksigen, Nitrogen dan Karbon dan semoga teman-teman memperoleh manfaat yang ada dalam materi tersebut. Jika terdapat kekurangan terhadap materi kami, kami mohon maaf .