KIMIA UNS: KESETIMBANGAN KIMIA DALAM PEMBUATAN ASAM NITRAT

Mata Kuliah : Kimia Terapan
Dosen : DR Mudjiyono
Riyanti
S830208018/IPA/Psains

I. Pendahuluan

Reaksi yang dapat berlangsung dalam dua arah disebut reaksi dapat balik. Apabila dalam suatu reaksi kimia, kecepatan reaksi ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri maka, reaksi dikatakan dalam keadaan setimbang. Secara umum reaksi kesetimbangan dapat dinyatakan sebagai:

A + B --- C + D

ADA DUA MACAM SISTEM KESETIMBANGAN, YAITU :

1. Kesetimbangan dalam sistem homogen

a. Kesetimbangan dalam sistem gas-gas
Contoh: 2SO₂(g) + O₂(g) --- 2SO₃(g)

b. Kesetimbangan dalam sistem larutan-larutan
Contoh: NH₄OH(aq) --- NH₄⁺(aq) + OH^- (aq)

2. Kesetimbangan dalam sistem heterogen

a. Kesetimbangan dalam sistem padat gas
Contoh: CaCO₃(s) --- CaO(s) + CO₂(g)

b. Kesetimbangan sistem padat larutan
Contoh: BaSO₄(s) --- Ba₂⁺(aq) + SO₄^2- (aq)

c. Kesetimbangan dalam sistem larutan padat gas
Contoh: Ca(HCO₃)²(aq) --- CaCO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(g)

II. Asam nitrat

Senyawa kimia asam nitrat (H N O₃) adalah sejenis cairan korosif yang tak berwarna, dan merupakan asam beracun yang dapat menyebabkan luka bakar. Larutan asam nitrat dengan kandungan asam nitrat lebih dari 86% disebut sebagai asam nitrat berasap, dan dapat dibagi menjadi dua jenis asam, yaitu asam nitrat berasap putih dan asam nitrat berasap merah.

Asam nitrat murni (100%) merupakan cairan tak berwarna dengan berat jenis 1.522 kg/m³. Ia membeku pada suhu -42 °C, membentuk kristal-kristal putih, dan mendidih pada 83 °C. Ketika mendidih pada suhu kamar, terdapat dekomposisi (penguraian) sebagian dengan pembentukan nitrogen dioksida sesudah reaksi:

4HNO₃ → 2H₂O + 4NO₂ + O₂ (72°C)

yang berarti bahwa asam nitrat anhidrat sebaiknya disimpan di bawah 0 °C untuk menghindari penguraian. Nitrogen dioksida (NO₂) tetap larut dalam asam nitrat yang membuatnya berwarna kuning, atau merah pada suhu yang lebih tinggi.

Sebagai mana asam pada umumnya, asam nitrat bereaksi dengan alkali, oksida basa, dan karbonat untuk membentuk garam, seperti amonium nitrat. Karena memiliki sifat mengoksidasi, asam nitrat pada umumnya tidak menyumbangkan protonnya (yakni, ia tidak membebaskan hidrogen) pada reaksi dengan logam dan garam yang dihasilkan biasanya berada dalam keadaan teroksidasi yang lebih tinggi.Karenanya, perkaratan (korosi) tingkat berat bisa terjadi. Perkaratan bisa dicegah dengan penggunaan logam ataupun aloi anti karat yang tepat.

Asam nitrat memiliki tetapan disosiasi asam (pK_a) 1,4: dalam larutan akuatik, asam nitrat hampir sepenuhnya (93% pada 0.1 mol/L) terionisasi menjadi ion nitrat NO₃ dan proton terhidrasi yang dikenal sebagai ion hidronium, H₃O⁺.

HNO₃ + H₂O → H₃O⁺ + NO₃^-

III. PROSES PEMBUATAN ASAM NITRAT

Proses pembuatan asam nitrat di industri dipelopori oleh Oswald (1901) dengan mengkonversi ammonia menjadi asam nitrat dengan membakar ammonia ditambah dengan katalis platina.

Pada proses ini dibutuhkan suhu tinggi, NH₃ dengan penambahan katalis diubah menjadi NO, yang kemudian didinginkan dan dioksidasi oleh udara menghasilkan NO₂. Nitrogen dioksida bereaksi dengan H₂O untuk memproduksi HNO₃dan sedikit NO. NO diproduksi pada tahap 3 kemudian direcycle ke tahap 2.

4NH₃ _(g) + 5O₂→ 4NO_(g) + 6H₂O_(g)

2NO_(g) + O_2(g) → 2NO_2(g)

NO_2(g) + H₂O(l) → 2 H+ + NO_3- + NO_(g)

IV.Kesimpulan

1. kecepatan reaksi ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri maka, reaksi dikatakan dalam keadaan setimbang

2. Senyawa kimia asam nitrat (H N O₃) adalah sejenis cairan korosif yang tak berwarna, dan merupakan asam beracun yang dapat menyebabkan luka bakar.