Ammonium Karbamat (Ammonium Carbamate) ǀ Sifat, Pembuatan, Reaksi, Kegunaan, Bahaya

Ammonium karbamat (ammonium carbamate) yaitu senyawa dengan rumus kimia NH₂COONH₄. Senyawa ini disebut juga sebagai amonium aminoformat (ammonium aminoformate) atau amonium karbonat anhidrat (ammonium carbonate anhydride).

Struktur ion ammonium karbamat sebagai berikut.

 

Berdasarkan konfirmasi menggunakan kristalografi sinar-X (X-ray crystallography) terhadap amonium karbamat padat diketahui bahwa pusat oksigen membentuk ikatan hidrogen dengan kation amonium.

1. Sifat Fisika atau Fisik Amoniun Karbamat

Beberapa sifat fisika amonium karbamat sebagai berikut.

- Kristal tak berwarna

- aroma seperti amonia

- menyublim pada suhu 60 °C

- sangat mudah larut dalam air dingin

- terurai dalam air panas

- sedikit larut dalam alkohol

- tidak larut dalam aseton

2. Pembuatan Amonium Karbamat

Amonium karbamat diproduksi dengan cara mereaksikan es kering dengan amonia cair, pada suhu tinggi (450–500 K) dan tekanan tinggi (150–250 bar).

Persamaan reaksinya :

CO₂ + 2NH₃ → NH₂COONH₄

Amonium karbamat juga dapat diperoleh dengan cara menggelembungkan gas CO₂ dan NH₃ di etanol anhidrat, 1-propanol, atau DMF pada suhu 0 °C di bawah tekanan. DMF (Dimethylformamide) merupakan senyawa organik yang mempunyai rumus kimia (CH₃)₂NC(O)H.

Karbamat yang terbentuk akan mengendap sehingga dapat dipisahkan dengan penyaringan sederhana. Cairan yang mengandung amonia yang tidak bereaksi dapat dikembalikan ke dalam reaktor. Ketiadaan air akan mencegah pembentukan bikarbonat dan karbonat, dan tidak ada amonia yang hilang.

3. Sifat Kimia atau Reaksi Kimia Amonium Karbamat

Dalam wadah tertutup, amonium karbamat padat berada dalam kesetimbangan dengan gas karbon dioksida dan amonia.

Persamaan reaksi setimbangnya :

NH₂CO₂NH₄ ↔ 2NH₃ + CO₂

Pada temperatur yang lebih rendah, kesetimbangan akan bergeser ke arah kiri, yakni ke arah pembentukan amonium karbamat. Sedangkan pada suhu yang lebih tinggi, amonium karbamat akan mengembun menjadi urea.

Persamaan reaksinya :

NH₂CO₂NH₄ → (H₂N)₂C=O + H₂O

Reaksi ini pertama kali ditemukan oleh Bassarov pada tahun 1870, dengan memanaskan amonium karbamat dalam tabung kaca tertutup pada suhu berkisar antara 130 hingga 140 °C.

Ketika terjadi kontak langsung dengan udara pada suhu kamar ammonium karbamat akan kehilangan amonia, sehingga terbentuk amonium karbonat. 

Persamaan reaksinya :

NH₂COONH₄ → NH₃ + (NH₄)₂CO₃

Dalam larutan, sebagian ammonium karbamat akan mengalami reaksi hidrolisis membentuk amonium karbonat.

Persaamaan reaksinya :

NH₂COONH₄ + H₂O → (NH₄)₂CO₃

4. Kegunaan Amonium karbamat

a. Sintesis Urea

Amonium karbamat adalah perantara dalam produksi urea. Pabrik urea bisa menghasilkan hingga 1500 ton sehari. Dalam reaktor, amonium karbamat dapat didehidrasi menjadi urea sesuai persamaan reaksi berikut:

NH₂CO₂NH₄ → NH₂CONH₂ + H₂O

b. Formulasi pestisida

Amonium karbamat telah disetujui oleh Badan Perlindungan Lingkungan (Environmental Protection Agency) sebagai bahan inert dalam formulasi pestisida aluminium fosfida. 

Pestisida ini biasanya digunakan untuk mengendalikan berbagai serangga dan hewan pengerat di area penyimpanan hasil pertanian. Alasan menggunakan amonium karbamat adalah agar fosfin tidak mudah terbakar.

c. Laboratorium

Amonium karbamat dapat digunakan sebagai agen amoniasi yang baik, meskipun tidak sekuat amonia. Misalnya, ammonium karbamat merupakan reagen yang efektif dalam pembuatan berbagai ester β-amino-α, β-tak jenuh (β-amino-α,β-unsaturated esters) tersubstitusi. 

Reaksi ini dapat dilakukan dalam cairan metanol pada suhu kamar dan dapat diisolasi jika tidak ada air. Hasil yang diperoleh dengan cara ini memiliki kemurnian tinggi.

d. Persiapan karbamat logam

Amonium karbamat dapat digunakan sebagai reagen awal untuk produksi garam kation lain. Misalnya, dengan mereaksika ammonium karbamat dengan kalium klorida (KCl) padat dalam amonia cair, seseorang dapat memperoleh kalium karbamat K⁺(NH₂)COO⁻. 

Karbamat dari logam lain, seperti kalsium, dapat diproduksi dengan mereaksikan amonium karbamat dengan garam yang kationnya sesuai dengan yang diinginkan, dalam pelarut anhidrat seperti metanol, etanol, atau formamida (formamide). Kelebihannya hal ini bisa dilakukan pada suhu kamar.

Formamida yang sering disebut sebagai methanamide, merupakan amida yang berasal dari asam format. Formamida berupa cairan bening yang larut dalam air dan memiliki bau seperti amonia. Zat ini digunakan sebagai pelarut untuk banyak senyawa ionik, sebagai pelarut untuk resin dan plasticizer. 

Formamida juga telah digunakan sebagai pelembut kertas dan serat. 

Selain sebagai pelarut dan pelembut, formamida juga digunakan sebagai bahan baku kimia untuk pembuatan obat sulfa, obat-obatan lain, herbisida, pestisida, dan pembuatan asam hidrosianat. 

SUMBER TULISAN

• Pradyot Patnaik, Ph.D. 2001. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill. ISBN 0-07-049439-8.

• Wikipedia. Amonium Carbamate. Diakses pada Minggu, 28 Maret 2021.