PENETAPAN KADAR AMONIUM A. Tujuan Untuk menentukan kadar ammonium secara spektrofotometer dengan menggunakan metode Nessler. B. Dasar Teori Amonia terdapat secara alami di perairan dan air limbah. Konsentrasi amonia pada air tanah umumnya kecil karena adanya adsorbsi oleh partikel tanah dan tanah liat serta tidak mudah mengalami pencucian (leaching) didalam tanah. Amonia banyak dihasilkan dari proses deaminasi senyawa nitrogen organik atau dari hidrolisis urea. Di beberapa tempat pengolahan
air, amonia sengaja ditambahkan agar bereaksi dengan klorin membentuk
residual klorin. Konsentrasi amonia di perairan sangat beragam. Pada air alam, air permukaan, dan air tanah konsentrasi amonia < 10 mg NH 3 – N/L, N/L, sedangkan pada air limbah > 30 mg NH3-N/L Kandungan ammonium (NH 4+) dalam persyaratan kualitas
air minum tidak
diperbolehkan ada. Ammonium dalam air menyebabkan timbulnya bau yang tidak sedap. Kadar ammonia yang tinggi pada air sungai selalu menunjukkan adanya pencemaran. Pada air minum kadarnya harus nol dan pada air sungai harus dibawah 0,5 mg/l N (syarat mutu air sungai di Indonesia). Air yang mempunyai kandungan ammonium yang melebihi batas persyaratan biasanya menunjukan pencemaran oleh buangan rumah tangga. Hal ini disebabkan karena kerja mikroba dan adanya siklus nitrogen didalam air. Pemilihan metode untuk analisis amonia, didasarkan kepada konsentrasi amonia dalam sampel dan keberadaan senyawa pengganggu. Pada sampel dengan konsentrasi amonia rendah, air minum, air permukaan permukaan bersih, air tanah, dan air limbah dengan konsentrasi nitrit kecil, pengukuran secara langsung dapat memberikan hasil yang akurat. Di luar itu, sampel perlu didestilasi terlebih dahulu, untuk menghilangkan menghilangkan senyawa-senyawa pengganggu. Amonia dapat dianalisis menggunakan metode fenat dan spektrofotometer. Keberadaan senyawa pengganggu dapat dihilangkan dengan penambahan H 2SO4 atau destilasi. Metode uji ini dapat diaplikasikan pada sampel yang didestilasi atau tidak. Metode uji ini baik digunakan untuk penentuan kadar amonia dalam air tawar, air limbah, dan air laut. Metode uji ini linier sampai konsentrasi 0,6 mg NH 3-N/L atau mengikuti hasil validasi yang telah dilakukan. Diantara berbagai cara yang digunakan dalam menentukan ammonia, yang paling sederhana adalah cara Nessler langsung. Cara ini umum digunakan terhadap sampel yang diharapkan memiliki kandungan ammonia yang tinggi. Cara yang lebih teliti melibatkan
destilasi ammonia dan penggunaan spektrofotometer. Penentuan ammonia bergantung pada kenyataan bahwa ion ammonia memberikan warna coklat kekuningan dengan pereaksi Nessler, dan bahwa intensitas warna berbanding langsung dengan jumlah ammonia yang ada. Dalam kegiatan praktikum ini yaitu penentuan kadar ammonium dalam sampel air akan dilakukan dengan menggunakan metode spektrofotometer
C. Alat dan Bahan Alat 1. Spektronik-20 2. Neraca Analitik 3. Labu ukur 50 mL 4. Gelas Kimia 250 mL 5. Pipet tetes 6. Gelas Ukur 100 mL 7. Pipet ukur 10 mL 8. Pipet Takar 10 mL 9. Kaca Arloji 10. Corong Bahan 1. Natrium Hidroksida, NaOH 2. Amonium Klorida, NH 4OH 3. Larutan Kalium Natrium Tartrat 4. Merkuri (II) Klorida, HgCl 2 5. Kalium Iodida, KI
D. Cara Kerja 1. Pembuatan Reagen a. Pereaksi Nessler 1)
Timbang 25 gram KI, kemudian masukkan ke dalam beaker glas lalu
tambahkan akuades sekitar 100 mL 2)
Kemudian tambahkan larutan jenuh HgCl 2 sampai terjadi endapan
3)
Tambahkan larutan NaOH 9 N sebanyak 200 mL
4)
Encerkan larutan tersebut dengan akuades sampai tanda batas, sehingga
volumenya menjadi 500 mL
5)
Biarkan endapannya mengendap
b. Reagen Kalium Natrium Tartrat Pekat 1)
Larutkan 250 gram Kalium Natrium Tartrat Kristal dalam beaker glas,
kemudian tambahkan 500 mL akuades yang telah dipanaskan, lalu dinginkan c. Reagen Campuran 1)
Ke dalam 500 mL larutan kalium natrium tartrat jenuh tambahkan 25 mL
pereaksi Nessler, kemudian biarkan selama dua hari 2)
Setelah dua hari saring endapan tersebut
3)
Reagen pereaksi amonium siap digunakan
d. Larutan Standar 100 ppm Amonium 1)
Timbang 0,297 gram NH 4Cl, kemudian masukkan kedalam beaker glass 250
mL 2)
Kedalam beaker glas tersebut tambahkan 200 mL akuades dan aduk hingga
semuanya larut 3)
Pindahkan larutan tersebut ke dalam labu takar 1000 mL, kemudian encerkan
dengan akuades sampai tanda batas, sehingga diperoleh volume larutan menjadi 1000 mL 2. Pembuatan Kurva Kalibrasi a. Siapkan 8 buah labu takar 50 mL dan isi masing-masing dengan larutan baku NH 4+ 100 ppm sebanyak 0 mL; 0,5 mL; 1 mL; 2 mL; 3 mL; 4 mL; 5 mL; 6 mL b. Kemudian dalam masing-masing labu takar tersebut tambahkan sebanyak 0,5 mL reagen Kalium Natrium Tartrat, kemudian kocok hingga homogen c. Setelah ke dalam masing-masing labu takar tambahkan pula sebanyak 2 mL pereaksi Nessler dan kocok hingga homogen d. Kemudian encerkan larutan tersebut dengan akuades hingga tanda batas. e. Biarkan selama lebih kurang 10 menit sebelum diukur f. Setelah 10 menit, ukur absorbansi larutan standar tersebut pada panjang gelombang 420 nm g. Catat pembacaan setiap labu ukur dan kemudian plotkan pada grafik konsentrasi NH4+ dengan absorbannya 3. Penetapan Sampel a. Masukka lebih kurang 25 mL sampel kedalam labu takar 50 mL b. Kedalam labu takar tersebut tambahkan 0,5 mL reagen Kna-Tartrat, kocok hingga homogen
c. Kemudian tambahkan pula sebanyak 2 mL pereaksi Nessler dan kocok hingga homogen d. Kemudian encerkan larutan tersebut dengan akuades hingga tanda batas. e. Biarkan selama lebih kurang 10 menit sebelum diukur f. Setelah 10 menit, ukur absorbansi larutan standar tersebut pada panjang gelombang 420 nm g. Catat pembacaan setiap labu ukur dan kemudian plotkan pada grafik konsentrasi NH4+ dengan absorbannya
E. Data pengamatan 1. Pembuatan Kurva Kalibrasi NO
Konsentrasi NH4+ (ppm)
Absorbansi (A)
1
0
0
2
0,1
0,029
3
0,2
0,190
4
0,3
0,254
5
0,4
0,289
6
0,5
0,244
2. Pengukuran Sampel Air Kelompok
Sampel
Absorbansi (A)
1
Air waduk (di bawah gulma)
0,051
2
Air Waduk (di sekitar gulma)
0,144
3
Air Waduk (non gulma)
0,104
F. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN Percobaan ini bertujuan untuk menentukan kadar amonium dalam sampel air Waduk melalui pembentukan kompleks berwarna dengan pereaksi nessler dengan menggunakan spektrofotometri sinar tampak. Prinsip penetapan amonium menggunakan metode ini adalah ammonium NH4 diubah menjadi NH3 yang akan membentuk warna kuning hingga kuning kecoklatan saat bereaksi dengan pereaksi nessler. Pada percobaan ini, larutan standar dibuat dari larutan induk amonium 100 ppm dengan cara pengenceran. Kemudian semua larutan ditambah 1 hingga 2 tetes reagen Kalium Natrium Tartrat yang berfungsi untuk membentuk
garam kompleks dalam ammonia serta mengstabilkan ammonia. Kemudian ditambahkan 0,5 ml pereaksi Nessler yang berguna untuk mengidentifikasi warna dan untuk mengetahui adanya amonium. Setelah ditambah pereaksi ini larutan dikocok dan dibiarkan selama 10 menit, agar terbentuk kompleks yang berwarna (iod). Persamaan reaksi : NH4+ + OH- NH3 + H2O NH3 + 2K 2HgI4 + 3NaOH
NH2-Hg-O-Hg-I + 3NaI +4KI +2H 2O
Dengan terbentuknya senyawa berwarna kuning/ orange dari re aksi amonium dengan pereaksi Nessler, maka keberadaan amonium secara kuantitatif dapat dihitung dengan metode spektrometri pada panjang gelombang yang telah ditetapkan. Selanjutnya dilakukan hal sama terhadap sampel air waduk. Absorbansi yang dihasilkan berbanding lurus dengan konsentrasi larutan standar yaitu semakin besar konsentrasi amonium dalam larutan standar, maka absorbansi yang dihasilkan juga samakin besar. Namun, dari kelima data larutan standar tersebut terdapat satu data yang tidak sesuai yaitu pada konsentrasi 0,5 ppm seharusnya absorbansi yang dihasilkan lebih besar dari absorbansi larutan standar 0,4 ppm tetapi data yang diperoleh tidak demikian sehingga data tersebut tidak dapat digunakan untuk membuat grafik karena nilai regresi yang dihasilkan hanya 0,8. Dengan demikian, data dengan konsentrasi 0,5 ppm tersebut harus dibuang dan diperoleh grafik sebagai berikut.
kurva kalibrasi standar Amonium 0.35 y = 0.803x - 0.0082 R² = 0.9366
0.3 0.25
i s n a 0.2 b r o s 0.15 b A
Series1 Linear (Series1)
0.1
0.05 0 0
0.1
0.2
0.3
konsentrasi NH4+ (ppm)
0.4
0.5
Dari kurva kalibrasi tersebut diperoleh persamaan garis y= 0,803x – 0,0082. Sehingga kadar amonium dari masing-masing sampel dapat diketahui sebagai berikut.
Kadar amonium pada sampel air waduk (dibawah gulma) y= 0,803x – 0,0082 0,051= 0,803x – 0,0082 0,0592 = 0,803x x = 0,0737
Kadar amonium pada sampel air waduk (disekitar gulma) y= 0,803x – 0,0082 0,144 = 0,803x – 0,0082 0,1522 = 0,803x x = 0,1895
Kabar amonium pada sampel air waduk (non-gulma) y= 0,803x – 0,0082 0,104= 0,803x – 0,0082 0,1122 = 0,803x x = 0,1397
Kadar ammonia pada perairan alami biasanya kurang dari 0,1 ppm. Kadar ammonia bebas yang tidak terionisasi pada perairan tawar sebaiknya tidak lebih dari 0,2 ppm. Jika kadar ammonium bebas lebih dari 0,2 ppm, perairan bersifat toksik bagi beberapa jenis ikan. Kadar amonia yang tinggi dapat merupakan indikasi adanya pencemaran bahan organik yang berasal dari limbah domestik, industri, dan limpasan pupuk pertanian. Dari perhitungan diatas, dapat dilihat bahwa kadar ammonium dalam saampel air waduk Selorejo, tidak melebihi ambang batas (< 0,2 ppm) sehingga masih aman untuk ekosistem di perairan tersebut kadar amonium dalam air waduk paling banyak terdapat di lokasi sekitar gulma, hal ini dapat disebabkan pada lokasi se kitar gulma terdapat banyak limbah hasil perternakan (kotoran sapi). Amonium dalam air cenderung mengikat oksigen dan membentuk ion-ion nitrit dan nitrat, sehingga dapat menaikkan kadar nitrit dan nitrat dalam air. Kadar ammonia dalam jumlah tertentu secara tidak langsung sangat dibutuhkan oleh pertumbuhan ikan ataupun udang, karena ammonia dalam bentuk ammonium dimanfaatkan oleh tumbuhan air dengan proses asimilasi, yang nantinya tumbuhan air tersebut akan menyumbangkan oksigen dalam proses fotosintesis. Kandungan ammonium juga menjadi sumber energi bagi mikroorganisme
untuk melakukan proses perombakan ammonia menjadi nitrit dan merombak menjadi nitrat. Kandungan nitrat tersebut dibutuhkan untuk menumbuhkan pakan alami, yang akan dimanfaatkan oleh ikan atau udang untuk pertumbuhannya. 2 NH4+ + 3 O2
Nitrosomonas
2 NO2- + O2
Nitrobacter
2 NO2- + 2 H2O + energi
2 NO3- + energi
Hal ini dapat dihubungkan dengan hasil pengujian nitrit dalam masing-masing air sampel, dimana kandungan nitrit paling besar berada pada titik non-gulma. Hal tersebut disebabkan keberadaan gulma dapat menurunkan kandungan nitrogen dalam a ir.
G. Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut. 1. Kadar amonium dalam sampel air waduk disekitar gulma > kadar amonium dalam sampel air waduk non gulma> kadar amonium dalam sampel air waduk dibawah gulma. 2. Keberadaan gulma dapat mengindikasikan kadar amonium dalam sampel air.
H. Daftar Pustaka Diana. Fatur.2008. AMONIUM. (online) (AMONIUM.http://blogspot.com/2008/05/ html) diakses pada tanggal 14 April 2017 Tim Pengajar Praktikum Kimia Lingkungan.2017. Petunjuk Praktikum Kimia Lingkungan. Jurusan Kimia : FMIPA UM
