laporan modul 10
DESCRIPTION
laporanTRANSCRIPT
Modul 10 – Nitrogen Page 1
LAPORAN MODUL 10
NITROGEN
A. TUJUAN
1. Memahami prinsip pengukuran Nitrogen Total Kjeldhal (NTK)
2. Memahami penggunaan data nitrogen dalam pengolahan air dan air limbah
B. PENDAHULUAN
Semua kehidupan butuh nitrogen (nutrien dan komponen dari protein) untuk
tumbuh dan bertahan hidup. Tetapi, semakin banyak nitrogen dapat menyebabkan
dampak kesehatan (dalam minuman) atau degradasi lingkungan (terutama di jalur
pesisir). Nitrogen di lingkungan mempunyai berbagai bentuk. Nitrogen terdapat
paling banyak di atmosfer, gas nitrogen (N2) mengisi 78% udara yang kita hirup.
Tetapi, banyak organisme tidak bisa memanfaatkan N2 secara langsung. N2
dikonversi menjadi bentuk yang dapat dimafaatkan dengan fiksasi. Tiga bentuk
utama nitrogen adalah organic N, ammonium (NH4+) dan nitrate (NO3
-). Ketiga
bentuk ini dapat dilihat di siklus nitrogen.
Kimia nitrogen di alam lebih kompleks dikarenakan tingkat oksidasinya yang
berbeda-beda, dari mulai NH3 (valensi -3) sampai gas N2O5 (valensi +5), sedangkan
yang di air mulai dari NH3 sampai NO3- (valensi +5). Sumber nitrogen di alam adalah
atmosfer dengan bantuan petir yang akan teroksidasi membentu N2O5 dan bereaksi
dengan air membentuk HNO3 dan terbawa oleh air hujan menuju permukaan bumi.
Modul 10 – Nitrogen Page 2
Nitrogen di atmosfer juga ditangkap oleh bakteri (nitrogen fixing bacteria) membentuk
protein. Kehadiran senyawa nitrogen di dalam air dapat berasal dari aktivitas
pertanian seperti pemberian pupuk urea atau dari air limbah domestik dan air limbah
industri, atau juga berasal dari tanah.
Berbagai jenis senyawa nitrogen yang berada di dalam air diantaranya:
Nitrogen orgaik (protein, asama amino, dll)
Ammonia (NH3)
Ammonium (NO4+)
Nitrit (NO2-)
Nitrat (NO3-)
Senyawa N-Organik di dalam air dapat berasal dari air limbah domestik atau air
limbah binatang yang terurai oleh mikroorganisme membentuk senyawa ammonia.
Senyawa ammonia di dalam air, dalam suasana asam (pH rendah) akan berubah
menjadi ammonium (NH4+) :
Apabila ada bakteri Nitrosomonas akan mengoksidasi ammonia membentuk
senyawa nitrit. Selanjutnya senyawa nitrit akan teroksidasi dengan adanya bakteri
nitrobacter membentuk senyawa nitrat.
Ammonia => Nitrit
Nitrit => Nitrat
Dalam kondisi anaerobik, nitrat dan nitrit dapat tereduksi dalam proses
denitrifikasi membentuk gas N2.
Modul 10 – Nitrogen Page 3
Beberapa kegunaan data nitrogen dalam air diantaranya:
Dalam bidang air minum, data nitrogen digunakan untuk proses disinfeksi
yaitu menghitung banyaknya klor yang harus ditambahkan
Adanya senyawa nitrit dalam air minum dapat menggangu kesehatan
Data nitrogen di dalam perairan dapat digunakan untuk program
pengendalian pencemaran dalam suatu perairan, karena adanya
nitrogen di dalam air akan menyuburkan algae, karena nitrogen adalaha
nutrient bagi algae.
C. PRINSIP PRAKTIKUM
Contoh air didestruksi dengan asam sulfat dalam suasana panas dan dikatalisis
dengan CuSo4 sehingga N-organik dalam air berubah menjadi ion ammonium
(NH4+). Selanjutnya dengan penambahan basa NaOH, maka ammonium akan
berubah menjadi NH3 yang kemudian didistilasi, maa gas ammoniak akan menguap
dan ditangkap dengan asam borat. Selanjutnya ammoniak tersebut ditentukan
dengan metode kalorimetri atau metode titrasi.
D. ALAT DAN BAHAN
Labu destruksi 250 ml
Gelas ukur 100 ml
Pipet ukur 5 ml
Modul 10 – Nitrogen Page 4
Pipet tetes
Kertas lakmus merah
Burrette + statif + clamb
Alat distilasi
Larutan H2SO4
Garam Kjedhal
Modul 10 – Nitrogen Page 5
NaOH 50%
Laruta Borat H3BO3
Indikator Tasiro
Larutan HCl 0,1 N
Sampel air
Aquadest
E. PROSEDUR KERJA
Pereaksi
1. Garam Kjeldal => campuran merata serbuk K2SO4 dengan serbuk CuSO4
dengan perbandingan 3 : 1
2. Larutan NaOH 50% => larutan 50 gram NaOH dalam 100 ml aquadest
3. H2SO4 pekat
4. Larutan asam borat => larutan 20 gram H3BO3 dalam 1 liter aquadest
5. Larutan indikator tasiro => larutan metil biru dengan cara melarutkan 0,05
gram meti blue dalam 50 ml aquadest dan dengan larutan merah dengan
melarutkan 0,075 gram metil merah dalam 50 ml aquadest. Indikator Tasiro
dibuat dengan mencampurkan metilen biru dan metilen merah dengan
perbandingan 5 : 1
6. Larutan HCl 0,1 N => diencerkan 8,3 ml HCl pekat dengan aquadest sampai
dengan volume 1 liter tepat dan distandarkan terhadap larutan natrium tetra
borat.
7. Larutan Natrium Tetra Borat => campuran dari 1,9071 gram Na2B4O7 degan
aquadest dalam labu ukur 100 ml, kemudian diencerkan dengan aquadest
sampai tanda batas
Modul 10 – Nitrogen Page 6
Prosedur
No Langkah kerja Gambar
1 Sampel air disaring dengan kertas
saring
2 250 ml contoh air dimasukkan ke
dalam labu dekstruksi, kemudian
ditambah 10 ml H2SO4 dan 5 gram
garam kjeldhal
2 Kemudian larutan dipanaskan
sampai cairan menjadi jernih dan
terbentuk asap putih
Modul 10 – Nitrogen Page 7
3 Setelah dingin larutan diencerkan
dengan 150 ml aquadest dan
ditambah 35 ml larutan NaOH 50%,
kemudian didistilasi
4 Distilasi dilakukan sampai
ammoniak terdistilasi (distilat dites
dengan kertas lakmus merah, kertas
lakmus tetap berwarna merah
berarti ammonia telah habis)
5 Distilat ditampung dalam 2 ml borat
dan ditambah indikator tasiro (1
tetes metil merah dan 5 tetes metil
biru)
Modul 10 – Nitrogen Page 8
6 Kemudian larutan asam borat
tersebut dititrasi dengan larutan HCl
0,1 N. Titik akhir titrasi ditandai
dengan perubahan warna ungu
menjadi biru muda
Modul 10 – Nitrogen Page 9
F. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
No Percobaan pada larutan Volume NaOH 0,05 N
yang digunakan
1 Pertama (konsentrasi sama) 0,2 ml
2 Kedua (Kosentrasi sama) 0,3 ml
Reaksi yang terjadi
1. Saat titrasi
H3BO3 + 3NaOH => Na3BO3 + H2O
1 : 3
2. Saat pencampuran asam borat dengan ammonia
3NH3 + H3BO3 => (NH4)3BO3
3 : 1
Maka perhitungannya adalah
Percobaan larutan pertama
1. Mol asam borat awal
2. Mol NaOH
3. Asam borat yang tersisa setelah proses distilasi
4. Mol ammonia
( )
5. NH3 => N + 3H
1 : 1 : 3
Sehingga mol ammonia = mol nitrogen
Maka berat nitrogen sebelum terdistilasi
Modul 10 – Nitrogen Page 10
Konsentrasi nitrogen di sampel air adalah
Percobaan larutan kedua
1. Mol asam borat awal
2. Mol NaOH
3. Asam borat yang tersisa setelah proses distilasi
4. Mol ammonia
( )
5. NH3 => N + 3H
1 : 1 : 3
Sehingga mol ammonia = mol nitrogen
Maka berat nitrogen sebelum terdistilasi
Konsentrasi nitrogen di sampel air adalah
Modul 10 – Nitrogen Page 11
Pembahasan
Hasil yang didapat dari kedua percobaan larutan tidak begitu jauh karena
perlakuan yang diberikan kepada kedua larutan tersebut hampir sama. Hanya
saja karena adany galat. Salah satunya galat dalam pengukuran garam kjeldhal
dengan menggunakan timbangan analitik, lalu pada saat pengukuran larutan
dengan gelas ukur. Galat yang lainnya adalah ketepatan dari sistem / alat yang
digunakan. Maksudnya adalah setiap alat memiliki error tersendiri sehingga tidak
ada alat yang benar-benar akurat. Oleh karena itu galat yang diakibatkan oleh
alat yang digunakan tidak bisa dihindari.
Titrasi yang awalnya menggunakan HCl berubah menjadi NaOH
dikarenakan belum semua ammonia yang terdestilasi sehingga ketika diuji
dengan kertas lakmus merah kertas lakmusnya berubah menjadi warna biru. Hal
ini juga ditandai ketika asam borat ditambahkan dengan indikator tasiro, warna
berubah menjadi biru tua. Padahal seharusnya warna larutan ketika ditambahkan
dengan indikator tasiro berubah warna menjadi warna hijau bukan warna biru
tua. Perbedaan hasil ini diduga dikarenakan saat proses distilasinya atau juga
bisa dikarenakan kurangnya HNO3=. Sehingga larutan yang harusnya bersifat
asam menjadi basa karena masih adanya ammonia di dalam larutan tersebut
dan titrasi yang awalnya menggunakan HCl (asam) berubah menjadi NaOH
(basa).
Data ini tentang larutan asam atau basa ini didapat dari kelompok
sebelumnya dikarenakan kelompok saya lupa menguji larutan dengan kertas
lakmus. Dan awalnya kami mengira titrasi dilakukan dengan HCl bukan dengan
NaOH.
Modul 10 – Nitrogen Page 12
G. KESIMPULAN
1. Pengukuran NTK dilakukan dengan menggunakan 3 prinsip yaitu dekstruksi,
distilasi dan titrasi. Dalam melakukan harus berhati-hati terutama saat
pemasukkan H2SO4 atau bisa dikatakan saat proses dekstruksi karena H2SO4
bersifat korosif. Penggunaan kertas lakmus juga sangat penting untuk
mengetahui apakah di dalam larutan tersebut masih terdapat amonia serta
pengujian kertas lakmus sangat penting untuk menentukan larutan yang akan
digunakan untuk mentitrasi asam borat.
2. Data NTK sangat berguna dalam pengolahan air limbah dengan adanya data
NTK kita dapat menentukan jumlah khlor yang akan dimasukkan di unit
pengolahan air limbah untuk membunuh mikroorganisme yang ada di dalam air
limbah. Kemudian data NTK juga dapat menggangu kesehatan apabila jumlah
dari nitrogen yang terdapat dalam air minum yang kita minum berlebihan. Jumlah
nitrogen yang banyak dapat menyuburkan algae dan dapat memancing
terjadinya algae blooming.
H. DAFTAR PUSTAKA
Addy, Kelly., et all. “Nitrogen and Water Quality”. The University Of Rhode Island.