Mobil balap menggunakan mesin besar yang diisi dengan bahan bakar ekstra kuat yang disebut nitrometana, yang sering disingkat menjadi "nitro," yang membakar 8 kali lebih cepat daripada bensin biasa, dan mendorong mobil balap hingga kecepatan lebih dari 480 km/jam.
Nitrogen dan Fosfor sangat penting bagi semua kehidupan di bumi. Dalam tubuh manusia  terdapat 3% Nitrogen dan 1% Fosfor, lihat artikel saya: 6 Unsur Utama Tubuh Manusia.
Kedua unsur ini merupakan bahan penting dalam pupuk. Nitrogen adalah bahan penentu dalam semua protein dan DNA (asam deoksiribonukleat), Fosfor juga merupakan bagian penting dari DNA, dan juga dari sistem "aliran" energi kehidupan, yaitu 2 molekul, ATP (adenosin trifosfat) dan ADP (adenosin difosfat).
Unsur-unsur golongan 15 kadang-kadang disebut sebagai pniktogen. Nama ini berasal dari bahasa Yunani pnigein, yang berarti "membuat tersedak" atau "mencekik."
Unsur Nitrogen bersifat inert, dan karena itu bisa mematikan nyala api. Nitrogen murni, gas pada temperatur kamar, terdapat sebagai molekul 2 atom (diatomik), N2. Kulit setengah terisi dari Nitrogen membuatnya siap untuk membentuk ikatan dengan atom sesama Nitrogen dari atau dengan atom unsur lain. Kekuatan ikatan ini membuat sebagian besar Nitrogen sangat stabil.
Dalam bentuk unsurnya, pada temperatur normal, Nitrogen adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau. Setiap molekul Nitrogen terdiri dari 2 atom Nitrogen; tiga orbital p yang terisi setengah dari setiap atom yang tumpang tindih, membentuk ikatan rangkap 3 yang sangat stabil yang membuat gas Nitrogen sangat tidak reaktif, atau inert.
Itulah sebabnya mengapa gas Nitrogen digunakan sebagai atmosfer inert, seringkali disertai dengan Karbon dioksida, dalam situasi di mana keberadaan Oksigen tidak diinginkan, seperti dalam kemasan makanan untuk beberapa salad dan daging segar.
Nitrogen merupakan unsur yang paling melimpah di atmosfer Bumi, tetapi hanya yang paling melimpah ke-31 dalam kerak bumi. Perbedaan kelimpahan ini karena sifat inert Nitrogen. Jika Nitrogen lebih reaktif, tentu ia akan bergabung dengan unsur-unsur lain dalam kerak bumi dan membentuk mineral (bandingkan dengan Oksigen).
Terlepas dari sifatnya yang inert, Nitrogen ditemukan relatif awal dalam kimia modern, oleh para ilmuwan yang mempelajari "udara" (gas). Para kimiawan perintis telah menyadari bahwa udara biasa terdiri dari setidaknya 2 gas, yang satu bisa membuat benda terbakar dan hewan bisa bernapas, dan yang satu lagi tidak bisa.
Sekitar 1770, ilmuwan Inggris Henry Cavendish mempelajari "udara yang terbakar," yang sebagian besar terdiri dari Karbon dioksida dan Nitrogen. Dia menghilangkan karbon dioksida dan memperoleh residu berupa gas yang dia sadari merupakan hampir 80% dari udara normal. Cavendish tidak mempublikasikan hasil penelitiannya, dan selama beberapa tahun berikutnya, beberapa ilmuwan lain juga mengisolasi gas yang sama.
Yang pertama menerbitkan hasil penelitian tentang Nitrogen adalah kimiawan Inggris, Daniel Rutherford, pada 1772.
Kimiawan Prancis Antoine Lavoisier menyadari bahwa "udara" baru ini pastilah sebuah unsur. Pada 1789, ia mengusulkan nama "azote," awalan "a-" yang berarti "tanpa" dan "zote" dari kata Yunani "zoo," yang bemakana "kehidupan," karena tidak ada makhluk hidup yang bisa bertahan hidup dalam Nitrogen murni.
Beberapa senyawa nitrogen masih memiliki "az-" sebagai bagian dari namanya hingga hari ini. Misalnya, "pewarna azo" adalah pigmen sintetis yang digunakan dalam berbagai tekstil dan produk lainnya, sedangkan Natrium azida (NaN3) adalah senyawa eksplosif yang dengan cepat menghasilkan gas Nitrogen dalam jumlah besar untuk mengembangkan kantung udara pembawa.
Ketika para ilmuwan mempelajari gas baru itu, mereka menyadari bahwa gas tersebut bisa membuat asam nitrat (HNO3), yang pada gilirannya bisa membuat "nitre," yaitu senyawa Kalium nitrat (KNO3) yang digunakan untuk membuat bubuk mesiu.
Akhirnya, nama Nitrogene, yang bermakna "pembangkit nitre" disarankan oleh kimiawan Prancis Jean Antoine Chaptal pada 1790.
Sejak 1830-an, para ilmuwan mereaksikan asam nitrat dengan selulosa, bagian berserat dari tanaman. Nitroselulosa yang dihasilkan pun digunakan secara meluas, utamanya untuk membuat eksplosif tanpa asap (kapas pistol).
Pada 1850-an, plastik sintetis pertama, Parkesine, ditemukan oleh penemu Inggris Alexander Parkes. Parkesine berkembang menjadi seluloid, bahan pilihan untuk film fotografi selama lebih dari 50 tahun. Sebuah cabang dari produksi nitroselulosa adalah nitrogliserin yang sangat eksplosif.
Pada 1867, kimiawan Swedia Alfred Nobel menemukan dinamit, dengan memasukkan nitrogliserin ke dalam tanah liat, membuatnya lebih aman untuk diangkut dan lebih mudah digunakan.
Nitrogliserin juga digunakan dalam pengobatan, untuk meredakan gejala angina pektoris, nyeri dada yang disebabkan oleh berkurangnya aliran darah ke jantung. Diminum dalam bentuk tablet, kapsul atau semprotan mulut, nitrogliserin dipecah satu kali di dalam tubuh untuk membentuk Nitrogen monoksida (NO) yang bertindak memperlebar arteri yang menyempit dan meningkatkan aliran darah.
Selain permintaan Nitrogen dalam bahan peledak dan plastik, ada kebutuhan baru akan Nitrogen, yaitu pupuk, setelah para ilmuwan abad ke-19 menyadari bahwa Nitrogen itu penting untuk kehidupan.
Kita sekarang tahu bahwa nitrogen hadir dalam berbagai molekul penting dalam semua proses kehidupan, khususnya DNA dan semua protein. Meskipun Nitrogen berlimpah di atmosfer, akan tetapi, sifatnya yang inert membuat makhluk hidup sulit bertahan hidup. Faktanya, tidak banyak jenis organisme yang bisa "merombak" nitrogen dari udara, kecuali beberapa jenis bakteri.
Namun, bakteri perombak Nitrogen (diazotrof) ditemukan berlimpah di lautan, sungai, danau dan tanah, bahkan terdapat koloni di dalam akar tanaman tertentu. Organisme ini memutuskan ikatan rangkap 3 molekul Nitrogen, memungkinkan Nitrogen bereaksi dengan Hidrogen.
Senyawa yang dihasilkan, amonia (NH3), adalah kendaraan utama nitrogen ke dunia kehidupan. Semua bakteri diazotrof berkerjasama merombak sekitar 200 juta ton Nitrogen di seluruh dunia setiap tahun.
Per tahun, petir hanya menghasilkan 9 juta ton Nitrogen yang tidak signifikan, namun petir menyebabkan Nitrogen bereaksi dengan Oksigen, dan Nitrogen monoksida (NO) yang dihasilkan diserap ke dalam tanah sebagai asam nitrat (HNO3), yang juga bisa dimanfaatkan oleh tanaman.
Pupuk dan eksplosif yang kaya Nitrogen sebagian besar dibuat dari endapan kotoran burung yang disebut guano, tetapi persediaannya terbatas, dan para ilmuwan khawatir bahwa pertanian tidak akan dapat mengatasi kebutuhan pangan untuk populasi dunia yang terus meningkat.
Pada 1908, kimiawan Jerman Fritz Haber mengembangkan proses untuk memproduksi amonia dengan menggunakan Nitrogen atmosfer. Terobosan utama Haber adalah penggunaan bejana reaksi bertekanan tinggi.
Kimiawan Jerman lainnya, Karl Bosch, mengatasi kesulitan dalam meningkatkan proses, dan amonia pertama kali diproduksi dalam skala industri pada 1913.
Sekarang, proses Haber-Bosch merombak sekitar 100 juta ton Nitrogen setiap tahun, sebagian besar digunakan untuk menghasilkan pupuk buatan. Dalam pupuk buatan, amonia yang dihasilkan oleh proses Haber-Bosch biasanya berakhir sebagai Amonium nitrat (NH4NO3) atau Urea (CO(NH2)2).
Tanpa pupuk buatan, para petani dunia akan memiliki sedikit harapan untuk mendukung populasi manusia yang sangat besar di Bumi. Amonia yang dihasilkan dari proses ini juga digunakan untuk membuat plastik, obat-obatan dan eksplosif.
Beberapa amonia yang dihasilkan oleh proses Haber-Bosch digunakan untuk membuat asam nitrat, yang merupakan senyawa lain yang digunakan dalam berbagai reaksi industri penting.
Nitrogen sendiri jelas tidak toksik, jika tidak, setiap napas yang kita hirup akan berbahaya. Namun, kelas senyawa yang disebut sianida adalah salah sebuah racun yang paling terkenal dan bekerja paling cepat. Molekul sianida termasuk atom Karbon yang bergabung dengan atom Nitrogen dengan ikatan rangkap 3. Di dalam tubuh, ion sianida (CN-) mengganggu respirasi sel yang penting untuk semua fungsi sel.
Kepustakaan:
1. How It Works - Book of the Elements, ed. 5, Imagine Publishing Ltd., United Kingdom, 2016.
2. Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia, Dorling Kindersley Limited (Penguin Random House), Great Britain, 2017.
3. Diary Johan Japardi.
4. Berbagai sumber daring.
Jonggol, 24 Juni 2021
Johan Japardi
Baca konten-konten menarik Kompasiana langsung dari smartphone kamu. Follow channel WhatsApp Kompasiana sekarang di sini: https://whatsapp.com/channel/0029VaYjYaL4Spk7WflFYJ2H
