Nomor atom: 7
Massa atom: 14,0067 g/mol
Elektronegativitas menurut Pauling: 3,0
Densitas: 1.25*10-3 g/cm3 pada 20 °C
Titik lebur: -210 °C
Titik didih: -195,8 °C
Radius Vanderwaals: 0,092 nm
Radius ionik: 0,171 nm (-3); 0,011 (+5); 0,016 (+3)
Isotop: 4
Energi ionisasi pertama: 1402 kJ/mol
Energi ionisasi kedua: 2856 kJ/mol
Energi ionisasi ketiga: 4578 kJ/mol
Ditemukan oleh: Rutherford pada tahun 1772
Sifat Kimia dan Fisika Nitrogen
Nitrogen merupakan gas tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, dan sebagian besar merupakan gas diatomik.
Nitrogen memiliki lima elektron di kulit terluarnya, sehingga merupakan trivalen dalam sebagian besar senyawanya.
Nitrogen menyumbang 78 persen atmosfer bumi dan merupakan konstituen dari semua jaringan hidup.
Nitrogen merupakan elemen penting bagi kehidupan karena merupakan salah satu penyusun DNA, dan dengan demikian merupakan bagian dari kode genetik.
Molekul nitrogen terjadi terutama di udara. Dalam air dan tanah, nitrogen ditemukan pada senyawa nitrat dan nitrit.
Semua zat ini adalah bagian dari siklus nitrogen sehingga semua saling berhubungan.
Manusia telah mengubah keseimbangan nitrat dan nitrit alami terutama karena penggunaan pupuk yang mengandung nitrat.
Nitrogen dihasilkan oleh berbagai industri sehingga meningkatkan kadar nitrat dan nitrit dalam tanah dan air.
Sejarah Nitrogen
Senyawa nitrogen memiliki sejarah yang sangat panjang. Amonium klorida diketahui telah dikenal oleh Herodotus sejak jaman Yunani kuno.
Nitrogen juga dikenal pada abad pertengahan. Alkemis sudah mengenal asam nitrat sebagai aqua fortis (air kuat), serta senyawa nitrogen lainnya seperti garam amonium dan garam nitrat.
Campuran asam nitrat dan asam klorida dikenal sebagai aqua regia (air kerajaan), terkenal karena kemampuannya untuk melarutkan emas, raja logam.
Penemuan nitrogen dikaitkan dengan dokter Skotlandia, Daniel Rutherford pada tahun 1772, yang menyebutnya udara berbahaya (noxious air).
Meskipun tidak mengenalinya sebagai zat kimia yang berbeda, dia dengan jelas membedakannya dari “udara tetap” Joseph Black, atau karbon dioksida.
Nitrogen juga dipelajari pada waktu yang hampir bersamaan oleh Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish, dan Joseph Priestley, yang menyebutnya sebagai udara bakar atau udara phlogisticated.
Ahli kimia Prancis Antoine Lavoisier menyebut gas nitrogen sebagai “udara mephitic” atau azote, dari kata Yunani (azoticos), “tidak ada kehidupan”, karena sebagian besar bersifat inert.
Dalam atmosfer nitrogen murni, hewan akan mati (begitu juga manusia) dan api juga akan padam.
Kata Inggris nitrogen mulai digunakan pada tahun 1794 dan berasal dari kata Prancis, nitrogène, yang diciptakan pada tahun 1790 oleh kimiawan Perancis Jean-Antoine Chaptal (1756-1832).
Nitrogène berasal dari kate nitre (kalium nitrat, juga disebut saltpeter) dan akhiran -gène, “menghasilkan”, dari bahasa Yunani -genes, “diperanakkan”.
Penggunaan Nitrogen
Penggunaan komersial terbesar nitrogen adalah sebagai komponen dalam pembuatan amonia yang kemudian digunakan sebagai pupuk dan untuk memproduksi asam nitrat.
Nitrogen cair (sering disebut sebagai LN2) digunakan sebagai refrigerant untuk pembekuan produk makanan, untuk mengawetkan sel reproduksi (sperma dan sel telur), dan untuk penyimpanan sampel biologis.
Garam asam nitrat mencakup beberapa senyawa penting, misalnya kalium nitrat, asam nitrat, dan amonium nitrat.
Senyawa organik nitrasi, seperti nitro-gliserin dan trinitrotoluene, lazim digunakan sebagai bahan peledak.
Efek Kesehatan Nitrogen
Nitrat dan nitrit diketahui menyebabkan beberapa masalah kesehatan. Berikut adalah beberapa efek yang paling umum:
– Reaksi dengan hemoglobin dalam darah menyebabkan daya dukung oksigen darah menurun (nitrit).
– Penurunan fungsi kelenjar tiroid (nitrat).
– Kekurangan vitamin A (nitrat).
– Membentuk nitro amina, yang dikenal sebagai salah satu penyebab paling umum kanker (nitrat dan nitrit).
Namun, dari sudut pandang metabolisme, oksida nitrat (NO) jauh lebih penting dibandingkan nitrogen saja.
Pada tahun 1987, Salvador Moncada menemukan bahwa oksida nitrat membuat otot menjadi rileks, merupakan bagian penting dalam sistem kardiovaskular, sistem kekebalan tubuh, sistem saraf pusat, dan sistem saraf perifer.
Enzim yang memproduksi oksida nitrat, yang disebut sintesis oksida nitrat, berlimpah di otak.
Pada tahun 1991, sebuah tim yang dipimpin oleh K.E. Anderson dari Lund University Hospital, Swedia, menunjukkan bahwa oksida nitrat juga bermanfaat bagi sistem reproduksi pria.
Dampak Lingkungan Nitrogen
Manusia telah secara radikal mengubah keseimbangan alami nitrat dan nitrit. Penyebab utama penambahan nitrat dan nitrit adalah dari penggunaan pupuk berlebih.
Proses pembakaran juga dapat meningkatkan nitrat dan nitrit akibat emisi nitrogen oksida yang dikonversi menjadi nitrat dan nitrit oleh lingkungan.
Penambahan senyawa nitrogen dalam lingkungan memiliki berbagai efek. Pertama, dapat mengubah komposisi spesies karena kerentanan organisme tertentu terhadap senyawa nitrogen.
Kedua, terutama nitrit dapat menyebabkan berbagai efek kesehatan pada manusia dan hewan.
Makanan yang mengandung terlalu banyak senyawa nitrogen membuat kemampuan darah dalam mengangkut oksigen menjadi menurun.
Serapan nitrogen tinggi juga bisa memicu masalah pada kelenjar tiroid dan menyebabkan kekurangan vitamin A.
Dalam lambung dan usus hewan, nitrat akan membentuk nitroamina, suatu senyawa karsinogenik berbahaya.
Fakta Menarik tentang Nitrogen
Berikut adalah fakta dan informasi menarik tentang nitrogen:
1. Nitrogen adalah gas yang tidak berbau, tidak berasa, dan tidak berwarna pada suhu dan tekanan ruangan. Berat atom nitrogen adalah 14.0067.
2. Gas nitrogen (N2) membentuk 78,1% dari volume udara bumi. Nitrogen diperkirakan menjadi unsur ke-5 atau ke-7 yang paling melimpah di tata surya dan Bima Sakti (hadir dalam jumlah yang jauh lebih rendah daripada hidrogen, helium, dan oksigen). Sementara merupakan gas umum di bumi, nitrogen tidak begitu melimpah di planet lain. Misalnya, gas nitrogen ditemukan di atmosfer Mars hanya pada tingkat sekitar 2,6 persen.
3. Nitrogen adalah non logam. Seperti unsur lain dalam kelompok ini, nitrogen adalah konduktor panas dan listrik yang buruk dan tidak memiliki kilau logam dalam bentuk padat.
4. Gas nitrogen relatif lembam, tetapi bakteri tanah dapat menangkap nitrogen menjadi bentuk yang dapat digunakan tumbuhan dan hewan untuk membuat asam amino dan protein.
5. Nitrogen kadang-kadang disebut sebagai udara yang “telah terbakar” atau “dephlogisticated” karena udara yang tidak lagi mengandung oksigen hampir semuanya adalah nitrogen. Gas-gas lain di udara hadir dalam konsentrasi yang jauh lebih rendah.
6. Senyawa nitrogen ditemukan dalam makanan, pupuk, racun, dan bahan peledak. Tubuh terdiri dari 3% nitrogen. Semua organisme hidup mengandung unsur ini.
7. Nitrogen bertanggung jawab atas warna oranye-merah, biru-hijau, biru-ungu, dan ungu tua dari aurora.
8. Salah satu cara untuk mendapatkan gas nitrogen adalah dengan pencairan dan distilasi fraksional dari atmosfer. Nitrogen cair mendidih pada suhu −196 °C. Nitrogen membeku pada suhu -210,01 °C.
9. Nitrogen cair adalah cairan kriogenik yang mampu membekukan kulit saat kontak dengannya. Sementara efek Leidenfrost melindungi kulit dari paparan yang sangat singkat (kurang dari satu detik), menelan nitrogen cair dapat menyebabkan cedera parah.
10. Nitrogen memiliki valensi 3 atau 5 dan membentuk ion bermuatan negatif (anion) yang mudah bereaksi dengan nonlogam lain untuk membentuk ikatan kovalen.
11. Bulan terbesar Saturnus, Titan, adalah satu-satunya bulan di tata surya dengan atmosfer yang padat. Atmosfernya terdiri lebih dari 98% nitrogen.
12. Gas nitrogen digunakan sebagai atmosfer pelindung yang tidak mudah terbakar. Bentuk cair dari unsur ini digunakan untuk menghilangkan kutil, sebagai pendingin komputer, dan untuk kriogenik. Nitrogen adalah bagian dari banyak senyawa penting, seperti nitrous oxide, nitrogliserin, asam nitrat, dan amonia.
13. Nitrogliserin, bahan peledak kuat yang digunakan dalam produksi dinamit, adalah cairan berminyak tidak berwarna yang mengandung nitrogen, oksigen, dan karbon.
14. Penyakit dekompresi (decompression sickness) umumnya dikenal sebagai “the bends”, terjadi ketika tekanan berkurang menyebabkan gelembung gas nitrogen terbentuk dalam aliran darah dan organ tubuh.[]