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

Nitrogen trifluorida (nitrogen trifluoride) adalah senyawa anorganik yang mempunyai rumus kimia NF3 dan massa molekul relatif (Mr) 71,002.

Senyawa ini sering pula disebut sebagai nitrogen fluorida (nitrogen fluoride).

1. Sifat Fisik atau Sifat Fisika

Sifat fisika nitrogen trifluorida sebagai berikut.

- gas tidak berwarna.

- aroma atau baunya seperti jamur.

- mencair pada suhu –128,75 °C

- massa jenis atau kepadatan cairan 3,116 g/mL.

- tekanan uap pada suhu –158 °C  adalah 96 torr.

- titik beku atau membeku pada suhu –206,8 °C.

- suhu kritis –39,15 °C.

- tekanan kritis 44,02 atm.

- volume kritis 126 cm3/mol.

- sangat sedikit larut dalam air.

2. Produksi atau Persiapan

Nitrogen trifluoride dapat dihasilkan dengan beberapa cara berikut ini.

Cara 1

Nitrogen trifluorida dibuat dengan cara elektrolisis amonium fluorida cair (NH4F) atau lelehan asam amonium fluorida (NH4HF2) atau amonium fluorida dalam HF anhidrat. 

Dari berbagai pilihan di atas, elektrolisis NH4F lebih disukai karena hasil elektrolisis hanya terbentuk nitrogen trifluorida sebagai satu-satunya produk. Sedangkan elektrolisis lelehan asam amonium fluorida menghasilkan sejumlah kecil dinitrogen difluorida (N2F2) dan nitrogen trifluorida (NF3).

Cara 2

Nitrogen trifluorida juga dapat dibuat melalui reaksi antara amonia dengan fluor yang diencerkan dengan nitrogen dalam reaktor yang dikemas dengan tembaga. 

Dalam proses ini, nitrogen fluorida lainnya, seperti N2F2, N2F4, dan NHF2 juga dapat terbentuk. Hasil dari produk utama bergantung pada rasio perbandingan fluor / amonia dan kondisi lainnya.

3. Sifat Kimia atau Reaksi Kimia

Nitrogen trifluorida sangat stabil pada suhu kamar. Ini jauh kurang reaktif dibandingkan nitrogen trihalida lainnya. Molekul tersebut memiliki momen dipol yang sangat rendah dan pasangan elektron bebas pada atom nitrogen biasanya tidak membentuk kompleks. 

a. Reaksi dengan aluminium klorida

Nitrogen trifluorida bereaksi dengan aluminium klorida pada suhu 70 °C membentuk N2, Cl2, dan AlF3.

Persamaan reaksinya:

2NF3 + 2AlCl3 → 2AlF3 + 3Cl2 + N2

b. Reaksi dengan fluor dan asam Lewis

Nitrogen trifluorida juga bereaksi dengan fluor dan asam Lewis kuat, seperti BF3, AsF5, dan SbF5 di bawah tekanan, membentuk garam tetrafluoroamonium. Reaksi ini dapat terjadi pada suhu rendah dan dengan adanya radiasi UV.

Persamaan reaksinya:

NF3 + F2 + BF3 → NF4BF4   (800 °C)

NF3 + F2 + SbF3 → NF4SbF4  (UV cahaya matahari)

c. Reaksi dengan logam

Nitrogen trifluorida bereaksi dengan beberapa logam pada suhu tinggi. Ketika dipanaskan dengan tembaga, ia menghasilkan tembaga (II) fluorida dan dinitrogen tetrafluorida.

Persamaan reaksinya:

2NF3 + Cu → CuF2 + N2F4

Pemanasan dengan bubuk logam titanium, zirkonium, timah, dan logam lainnya pada 250 °C menghasilkan titanium fluorida, zikonium fluorida, timah fluorida dan fluorida logam lainnya.

d. Reaksi dengan zat pereduksi

Pada tekanan dan suhu tinggi, reaksi yang hebat dapat terjadi, ketika nitrogen trifluorida bereaksi dengan zat pereduksi seperti H2, H2S, NH3, CO, karbon, dan diboran.

4. Toksisitas

Nitrogen trifluorida sedikit beracun. Kontak yang terlalu lama dapat menyebabkan bintik-bintik pada gigi dan perubahan kerangka. LC50 inhalasi (mouse): 2.000 ppm/4 jam.

SUMBER RUJUKAN

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