Nitrogen Monoksida | Manfaat, Sifat Fisika, Sifat Kimia, Pembuatan, Bahaya

Nitrogen monoksida (nitric oxide) adalah senyawa anorganik yang memiliki rumus kimia NO dan massa molekul relatif (Mr) 30,006. 

Nitrogen monoksida merupakan oksida nitrogen paling stabil yang ditemukan oleh Van Helmont pada tahun 1620. 

Pada konsentrasi kecil, senyawa kimia ini ditemukan pada gas buangan mobil bersama dengan oksida nitrogen lainnya. 

Senyawa NO juga ditemukan dalam jumlah kecil di atmosfer bagian atas, yang dihasilkan dari oksidasi nitrogen dengan adanya radiasi pengion atau adanya sambaran petir.

1. Manfaat atau Penggunaan

Beberapa manfaat dari nitrogen monoksida sebagai berikut.

- sebagai perantara atau sebagai reaktan awal dalam produksi banyak senyawa nitrogen, termasuk nitrogen dioksida, asam nitrat, dan nitrosil klorida.

2. Sifat Fisik atau Sifat Fisika

Sifat fisika dari nitrogen monoksida sebagai berikut.

- gas tidak berwarna

- paramagnetik

- massa jenis atau kepadatan (density) 1,3402 g/L.

- sedikit lebih berat dari udara.

- mencair pada suhu –151,8 °C menjadi cairan berwarna biru.

- indeks bias cairan 1,330 pada suhu –90 °C.

- massa jenis atau kepadatan cairan 1,269 g/mL pada suhu –150,2 °C.

- mengeras pada suhu –163,6 °C, menjadi padatan seperti salju putih kebiruan.

- suhu kritis –94 °C.

- tekanan kritis 65 atm

- sedikit larut dalam air. Kelarutannya:

* 4,6 mL/100 mL air pada suhu 20 °C.

* 7,34 mL/mL air pada suhu 0 °C.

* 2,37 mL/mL air pada suhu 60 °C

- lebih larut dalam alkohol daripada air.

- larut dalam karbon disulfida

- larut dalam larutan besi sulfat (bereaksi).

3. Produksi atau Pembuatan

Cara 1

Nitrogen monoksida dihasilkan dari nitrogen dan oksigen dengan cara melewatkan percikan listrik melalui udara atau dengan cara mencampur oksigen dan nitrogen bersama-sama pada suhu tinggi. Dalam metode mana pun, hanya sejumlah kecil nitrogen monoksida yang dihasilkan.

Cara 2

Nitrogen monoksida juga dapat dibuat dengan cara mereaksikan asam nitrit, asam nitrat, atau garam nitrit dengan logam, oksida logam, atau sulfat. Beberapa logam bereaksi dengan asam nitrit membebaskan nitrogen monoksida. Misalnya, logam tembaga bereaksi dengan asam nitrat membentuk oksida nitrat.

Persamaan reaksinya:

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO↑

Metode di atas tidak menghasilkan nitrogen monoksida murni.

Cara 3

Di laboratorium, nitrogen monoksida murni dapat dibuat dengan cara memanaskan campuran garam nitrat dengan besi sulfat dan asam sulfat pekat. 

Reaksi keseluruhan dapat ditulis sebagai:

2NaNO3 + 5H2SO4 + 6FeSO4 → NaHSO4 + 3Fe2(SO4)3 + 4H2O + 2NO↑

Rute alternatif pembuatan nitrogen monoksida melibatkan reduksi asam nitrat dalam bentuk natrium nitrit atau kalium nitrit.

Persamaan reaksinya:

2NaNO2 + 2NaI + 2H2SO4 → I2 + 2Na2SO4 + 2H2O + 2NO

2NaNO2 + 2FeSO4 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 2NaHSO4 + 2H2O + 2NO

3KNO2 + KNO3 + Cr2O3 → 2K2CrO4 + 4NO

Cara 4

Metode lain untuk menyiapkan nitrogen monoksida murni adalah dengan memanaskan campuran nitrat-nitrit dengan oksida logam dalam bilangan oksidasi yang lebih rendah.

Contoh:

KNO3 + 3KNO2 + Cr2O3 → 2K2CrO4 + 4NO↑

4. Sifat Kimia atau Reaksi Kimia

a. Reaksi dengan oksigen

Meskipun nitrogen monoksida merupakan oksida nitrogen paling stabil, ia dapat bereaksi secara spontan dengan oksigen membentuk nitrogen dioksida.

Persamaan reaksinya:

2NO + O2 → 2NO2

Reaksi di atas bersifat eksotermik.

b. Reaksi dengan klorin atau bromin 

Reaksi dengan klorin atau bromin, berturut-turut akan membentuk nitrosil klorida dan nitrosil bromida.

Persamaan reaksinya:

2NO + Cl2 → 2NOCl

2NO + Br2 → 2NOBr

c. Reaksi dengan asam sulfat

Nitrogen monoksida direduksi menjadi dinitrogen oksida dengan asam sulfat.

Persamaan reaksinya:

2NO + H2SO3 → N2O + H2SO4

d. Reaksi reduksi

Selain direduksi oleh asam sulfat, nitrogen monoksida juga direduksi oleh beberapa zat pereduksi lainnya, membentuk berbagai macam produk.

Misalnya, ketika oksida nitrat melewati logam yang dipanaskan, seperti tembaga atau besi, NO direduksi menjadi gas nitrogen.

Persamaan reaksinya:

2NO + 2Cu → N2 + 2CuO

e. Reaksi dengan timah

Dengan adanya asam klorida, timah akan mereduksi nitrogen monoksida menjadi hidroksilamina. Persamaan molekuler keseluruhan mungkin sebagai berikut:

2NO + 3Sn + 6HCl → 2NH2OH + 3SnCl2

f. Reaksi dalam media asam

Garam kromium(II) dalam media asam dapat mereduksi nitrogen monoksida menjadi amonia.

Persamaan reaksinya:

NO + 5Cr²⁺ + 5H⁺ → NH₃ + 5Cr³⁺ + H₂O

g. Reaksi oksidasi

Nitrogen monoksida akan dioksidasi menjadi ion nitrat oleh ion permanganat. Dalam medium asam, produknya adalah asam nitrat dan mangan dioksida.

Persamaan reaksinya:

NO + MnO₄¯ → NO₃¯ + MnO₂

NO + MnO₄¯ + H⁺ → HNO₃ + MnO₂

h. Reaksi pergantian

Nitrogen monoksida akan membentuk cincin coklat dalam larutan sulfat besi dingin (uji cincin coklat untuk nitrat). Reaksi ini melibatkan penggantian molekul air dengan nitrogen monoksida dalam ion besi terhidrasi.

Persamaan reaksinya:

[Fe(H₂O)₆]²⁺ + NO → [Fe(H₂O)₅(NO)]²⁺ + H₂O

Reaksi penggantian (replacement reaction) serupa terjadi dengan ion sianida dalam kompleks heksa-sianoferrat(III). Persamaan reaksinya:

[Fe^III(CN)₆]^3– + NO → [Fe^III(CN)₅(NO)]^2– + CN¯

i. Reaksi dengan natrium

Nitrogen monoksida bereaksi dengan natrium dalam amonia cair membentuk natrium hiponitrat. Natrium hiponitrat yaitu senyawa ionik dengan komposisi Na₂²⁺(NO¯)₂. Persamaan reaksinya:

2NO + 2Na → Na2N2O2

j. Reaksi dengan NO2

nitrogen monoksid bereaksi dengan nitrogen dioksida membentuk dinitrogen trioksida yang berwarna sangat biru.

Persamaan reaksinya:

NO + NO2 ↔ ON–NO2

5. Toksisitas

Gas nitrogen monoksida cukup beracun. Paparan terhadap gas ini dapat menyebabkan iritasi parah pada mata, hidung, dan tenggorokan. Inhalasi kronis dapat menghasilkan edema paru, iritasi saluran pernapasan, dan korosi gigi.

Di Amerika Serikat, Occupational Safety and Health Administration (OSHA) telah menetapkan batas hukum (batas paparan yang diizinkan ) untuk paparan nitrogen monoksida di tempat kerja sebesar 25 ppm (30 mg/m3) selama 8 jam kerja perhari.

National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) telah menetapkan batas paparan direkomendasikan dari 25 ppm (30 mg/m3) selama 8 jam kerja perhari. Pada konsentrasi 100 ppm di udara, nitrogen monoksida berbahaya bagi semua kehidupan dan kesehatan.

SUMBER RUJUKAN

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