Asam nitrat (HNO₃) adalah asam kuat yang memiliki peran penting dalam berbagai industri, mulai dari pembuatan pupuk, bahan peledak, hingga pewarna. Sifatnya yang reaktif membuatnya sangat berguna namun juga membutuhkan penanganan yang hati-hati. Bagi Anda yang penasaran atau membutuhkan informasi mengenai cara mendapatkan asam nitrat, artikel ini akan membahas beberapa metode yang umum digunakan, baik dari perspektif industri maupun prinsip-prinsip laboratorium.
Metode paling umum dan efisien untuk memproduksi asam nitrat dalam skala industri adalah melalui Proses Ostwald. Proses ini merupakan inti dari produksi asam nitrat dunia dan melibatkan beberapa tahapan kunci.
Tahap pertama melibatkan oksidasi amonia (NH₃) menggunakan oksigen dari udara. Reaksi ini biasanya dilakukan pada suhu tinggi (sekitar 800-950°C) dan tekanan yang bervariasi, menggunakan katalis platina yang dilapisi dengan rodium. Katalis ini sangat penting untuk mempercepat reaksi dan meningkatkan efisiensi. Hasil dari reaksi ini adalah gas nitrogen monoksida (NO) dan uap air.
Reaksi kimianya adalah:
4NH₃(g) + 5O₂(g) → 4NO(g) + 6H₂O(g)
Gas nitrogen monoksida (NO) yang dihasilkan kemudian dioksidasi lebih lanjut dengan oksigen dari udara pada suhu yang lebih rendah untuk membentuk nitrogen dioksida (NO₂). Tahap ini biasanya dilakukan dalam menara pendingin.
Reaksi kimianya adalah:
2NO(g) + O₂(g) → 2NO₂(g)
Tahap terakhir adalah menyerap gas nitrogen dioksida (NO₂) ke dalam air. Proses ini menghasilkan asam nitrat (HNO₃) dan asam nitrit (HNO₂).
Reaksi kimianya adalah:
3NO₂(g) + H₂O(l) → 2HNO₃(aq) + HNO₂(aq)
Asam nitrit yang terbentuk kemudian dapat terurai lebih lanjut atau bereaksi kembali, namun sebagian besar akan membentuk asam nitrat. Konsentrasi asam nitrat yang dihasilkan dari proses ini biasanya berkisar antara 50-70%. Untuk mendapatkan konsentrasi yang lebih tinggi, asam nitrat dapat mengalami proses dehidrasi lebih lanjut.
Meskipun Proses Ostwald adalah metode industri, ada pula cara-cara lain yang bisa digunakan di skala laboratorium, meskipun seringkali kurang efisien atau melibatkan bahan yang lebih sulit didapat atau berbahaya. Penting untuk dicatat bahwa produksi asam nitrat di luar fasilitas yang terkontrol sangat tidak disarankan karena sifat asam nitrat yang korosif dan berpotensi berbahaya.
Salah satu metode laboratorium yang umum diajarkan adalah reaksi antara garam nitrat, seperti natrium nitrat (NaNO₃) atau kalium nitrat (KNO₃), dengan asam sulfat pekat (H₂SO₄). Reaksi ini biasanya dilakukan dengan pemanasan. Asam sulfat yang lebih kuat akan "mengusir" asam nitrat yang lebih lemah dari garamnya.
Reaksi kimianya adalah:
NaNO₃(s) + H₂SO₄(l) → HNO₃(g) + NaHSO₄(s)
Asam nitrat yang terbentuk akan menguap karena titik didihnya lebih rendah daripada asam sulfat. Uap ini kemudian dapat dikondensasikan untuk mendapatkan asam nitrat cair. Metode ini membutuhkan distilasi untuk memisahkan produk dan seringkali menghasilkan asam nitrat dengan kemurnian yang bervariasi.
Secara teoretis, asam nitrat juga bisa didapatkan dari oksidasi senyawa nitrogen lainnya, namun metode ini jarang digunakan untuk produksi praktis karena kompleksitas, biaya, atau efisiensi yang rendah.
Asam nitrat adalah zat yang sangat berbahaya. Sifatnya yang korosif dapat menyebabkan luka bakar yang parah pada kulit, mata, dan saluran pernapasan. Asam nitrat juga merupakan agen pengoksidasi kuat, yang berarti dapat bereaksi hebat dengan bahan-bahan organik, mudah terbakar, atau logam, berpotensi menyebabkan kebakaran atau ledakan.
Oleh karena itu, segala aktivitas yang melibatkan asam nitrat harus dilakukan dengan sangat hati-hati, di bawah pengawasan ahli, dan dengan menggunakan peralatan pelindung diri yang lengkap seperti sarung tangan tahan kimia, kacamata pelindung, dan jas laboratorium. Pastikan area kerja memiliki ventilasi yang baik. Jika Anda memerlukan asam nitrat untuk keperluan laboratorium atau industri, sangat disarankan untuk membelinya dari pemasok bahan kimia yang terpercaya daripada mencoba membuatnya sendiri.