KIMIA
AIR
ANALISIS SENYAWA
NITROGEN
Bentuk persenyawaaan nitrogen dalam air
Gas nitrogen (N2)
N I T R O G E N
NH4+ Ammoniak (NH3) NH4+ dalam pH rendah NH4+- Protein Nitrit (NO2-) Nitrat (NO3-)
Keberadaan Gas Nitrogen (N 2) Dalam Air • Gas N2 dalam air berasal dari udara, digunakan oleh ganggang dan beberapa jenis bakteri untuk pertumbuhannya • Gas N2 tidak reaktif • N2 mudah keluar dalam air tingkat kejenuhannya rendah
Keberadaan dalam air tidak berbahaya
Keberadaan Amoniak (NH 3) Dalam Air pH • Ammoniak, pada pH rendah NH4+ (amonium), tinggi NH3 (amoniak) • Dalam air permukaan berasal dari : - Kotoran manusia (air seni seni dan tinja) - Dekomposisi zat organik secara secara mikrobiologi C,H,O,N,S + O2 CO2 + H2O + NH3 - Pencemaran dari penggunaan pupuk dalam pertanian • Kandungan ammoniak dalam air permukaan (30 mg/L) lebih besar dibanding air tanah • Kandungan ammoniak yang tinggi dalam air menunjukkan pencemaran yang tinggi (bau dan rasa) • Syarat air minum NH3 harus 0 ppm, dalam air sungai yang baik 0,5 ppm • Penghilangan melalui proses aerasi dan klorinasi
Penentuan Konsentrasi Amoniak (NH3) Dalam Air • Ditetapkan sebagai : - NH4+ (amonium), yang terlarut dalam air - NH4+-Protein, senyawa nitrogen dalam bentuk protein • Metode penentuan kolorimetri ketinggian tetap, menggunakan tabung nessler dan comparator Gangguan Pada proses analisis : 1. Su Sulf lfid idaa yang yang tin tingg ggii tambahkan Zn(CH3COO)2, filtrat dilanjutkan 2. Ca2+ dan Mg2+ yang tinggi tambahka tambahkan n larutan caustic soda, filtrat dilanjut 3. Kek eker eru uhan tambahkan n koagulan (tawas Al), filtrat dilanjut tambahka
Penentuan Konsentrasi Amonium (NH4+) Dalam Air • Metode penentuan kolorimetri ketinggian tetap, menggu menggunakan nakan tabung nessler dan comparator • Pereaksi pembentuk warna pereaksi Nessler Prinsip : NH4+ dalam air dengan pereaksi nessler membentuk senyawa yang berwarna kuning-coklat, warna yang terbentuk kemudian dibandingkan dengan warna larutan standar Reaksi : Pereaksi Nessler : HgI2, KI, NaOH (K2HgI4) NH4+ + 2[HgI4]2- + 4OH- HgO.Hg(HH2)I(s) + 7I- + 3H2O
Tahapan Penentuan Konsentrasi NH4+ Dalam Air Pembuatan larutan induk NH 4+ 100 ppm dari NH 4Cl Pembuatan standar pengukuran 0,1 – 0,1 – 0,5 0,5 ppm dalam tabung nessler Preparasi sampel : Masukkan 100 mL sampel (dengan gelas ukur) kedalam tabung nessler (Jika ada gangguan harus dihilangkan sebelum diukur) Tambahkan 1 mL larutan Siegnette kocok dan 1 mL Pereaksi Nessler, kocok ke dalam sampel dan standar Biarkan 15 menit, dan bandingkan warna yang terjadi
Perhitungan NH4+ dalam mg/L
• Metode kolorimetri ketinggian tetap (Metode Nessler) Intensitas warna yang sama menunjukkan konsentrasi yang sama • Menurut Hukum LambertBeer A1 = A 2 .b .c = .b .c 1 1 1 2 2 2 b1= b2 ; 1 = 2 c1 = c2
Perhitungan NH4+ dalam mg/L • Metode kolorimetri ketinggian berubah Intensitas warna yang sama menunjukkan konsentrasi yang sama • Menurut Hukum Lambert-Beer A1 = A2 .b .c = .b .c 1 1 1 2 2 2 = , maka : 1 2 b1.c1 = b2.c2 Jika : 1 standar, 2 sampel, maka : b1.c1 c2 =
b2
Penentuan Amonium-Protein (NH4+-Protein) Dalam Air • Metode penentuan kolorimetri ketinggian tetap • Pereaksi pembentuk warna pereaksi Nessler Prinsip : Protein dalam sampel dioksidasi oleh K 2S2O8 dalam suasana asam menjadi garam NH 4+, NH4+ dengan pereaksi nessler membentuk senyawa yang berwarna kuning-coklat, kuning-cok lat, warna yang terbentuk kemudian dibandingkan dibandingk an dengan warna larutan standar Reaksi : Pereaksi Nessler : HgI2, KI, NaOH (K2HgI4) R-NH2 + H+ + S2O82-
CO2 + H2O + (NH4)2SO4
NH4+(*) + 2[HgI4]2- + 4OH- HgO.Hg(HH2)I(s) + 7I- + 3H2O
Tahapan Penentuan Konsentrasi NH4+ Dalam Air Pembuatan standar pengukuran 0,1 – 0,1 – 0,5 0,5 ppm dalam tabung nessler dari larutan induk 100 ppm Preparasi sampel : Masukkan 100 mL sampel kedalam labu erlenmeyer Tambahkan H2SO4 4 N (kertas kongo merah) Tambahkan 0,1g K 2S2O8, panaskan 15’ di penangas air Dinginkan lalu masukkan ke tabung nessler tambahkan1 mL larutan Siegnette kocok dan 1 mL pereaksi Nessler, kocok ke dalam sampel dan standar Biarkan 15 menit, dan bandingkan warna yang terjadi
Perhitungan NH4+-Protein dalam mg/L • Metode kolorimetri ketinggian berubah Intensitas warna yang sama menunjukkan konsentrasi yang sama • Menurut Hukum Lambert-Beer A1 = A2 .b .c = .b .c 1 1 1 2 2 2 = , maka : 1 2 b1.c1 = b2.c2 Jika : 1 standar, 2 sampel, maka : b1.c1 c2 =
b2
Perhitungan NH4+-Protein dalam mg/L
• Saat oksidasi, nitrogen dalam protein diubah menjadi garam NH4+ maka NH4+ yang larut bertambah dari hasil oksidasi ini. • Jadi untuk menghitung konsentrasi NH 4+-Protein dalam air harus dikoreksi terhadap NH 4+ bebas yang larut dalam air.
NH4+-Protein = ppm NH4+(jumlah) - ppm NH4+(bebas)
Keberadaan Nitrit (NO 2-) Dalam Air • Nitrit bersifat tidak stabil (tidak bertahan lama) keadaan sementara dari proses oksidasi NH4+ menjadi NO3(nitrifikasi) 2NH4+ + 3 O2 2NO2- + 4H+ +2H2O + energi 2NO2- + O2 2 NO3- + energi • Nitrit dalam air berasal dari bahan inhibitor korosi yang banyak dipakai di pabrik • Senyawa nitrogen dalam bentuk nitrit inilah yang berbahaya bagi tubuh manusia : 1. Bereaksi dengan hemoglobin dalam darah, sehingga darah tidak dapat mengangkut oksigen 2. membentuk nitrosin (RR’N-NO) karsinogenik
Penentuan Nitrit (NO2-) Dalam Air • Metode penentuan kolorimetri ketinggian tetap • Pereaksi pembentuk warna Griez-Romyn Prinsip : Nitrit dalam sampel dengan pereaksi Griez-Romyn Griez -Romyn membentuk senyawa yang berwarna merah, warna yang terbentuk kemudian dibandingkan dengan warna larutan standar Reaksi : Reaksi diazotisasi asam sulfonil oleh asam nitrit, yang diikuti oleh reaksi kopling dengan -naftilamina membentuk suatu zat pewarna azo yang merah
Tahapan Penentuan Nitrit (NO2-) Dalam Air Pembuatan standar pengukuran 0,01 – 0,01 – 0,05 0,05 ppm dalam tabung nessler dari larutan induk 50 ppm Preparasi sampel : Masukkan 100 mL sampel kedalam tabung nessler
Tambahkan 100 mg Pereaksi nitrit (Griez-Romyn), kocok Biarkan selama 10’ dilakukan bersamaan antara sampel dan standar Bandingkan warna yang terjadi, sebelum 30 menit
Perhitungan Nitrit dalam mg/L • Metode kolorimetri ketinggian berubah Intensitas warna yang sama menunjukkan konsentrasi yang sama • Menurut Hukum Lambert-Beer A1 = A2 .b .c = .b .c 1 1 1 2 2 2 = , maka : 1 2 b1.c1 = b2.c2 Jika : 1 standar, 2 sampel, maka : b1.c1 c2 =
b2
Keberadaan Nitrat (NO3-) Dalam Air • Nitrat senyawa nitrogen yang bersifat stabil • Dalam air berasal dari : - Buangan industri bahan peledak, pupuk, cat, dll - Penggunaan pupuk dalam pertanian • Kadar nitrat dalam air tidak boleh melebihi 10 ppm • Tingginya kandungan nitrat bisa menyebabkan : - stimulasi pertumbuhan ganggang dan tanaman air yang tak terbatas DO level rendah hewan air mati - Penyakit metamoglobinemia (cynose/pe (cynose/penyakit nyakit biru pada bayi). Nitrat direduksi oleh bakteri asam susu dalam ASI menjadi nitrit. Nitrit berikatan dengan hemoglobin dalam darah
Penentuan Nitrat (NO3-) Dalam Air • Metode penentuan kolorimetri ketinggian tetap • Pereaksi pembentuk warna Nessler
Prinsip : Nitrat dan Nitrit dalam sampel direduksi oleh H 2 dari Al dan larutan NaOH menjadi NH 4+, NH4+ dengan pereaksi nessler membentuk senyawa yang berwarna kuning-coklat, warna yang terbentuk kemudian dibandingkan dibandingkan dengan warna larutan standar
Penentuan Nitrat (NO3-) Dalam Air
Reaksi : 6NaOH + 2Al
3H2 + 2Na3AlO3
NO2- + 3H2 NH3 +OH- + H2O NO3- + 4H2 NH3 + OH- + 2H2O NH4+ + 2[HgI4]2- + 4OH- HgO.Hg(HH2)I(s) + 7I- + 3H2O
Tahapan Penentuan NO3- (Nitrat) Dalam Air – 0,5 Pembuatan standar pengukuran NH 4+ 0,1 0,1 – 0,5 ppm dalam tabung nessler dari larutan induk 100 ppm Preparasi sampel : Masukkan 100 mL sampel kedalam labu erlenmeyer Tambahkan lar. NaOH 25% dan logam Al, biarkan 1 malam Saring dan filtratnya dilanjutkan Masukkan ke tabung nessler tambahkan1 mL larutan Siegnette kocok dan 1 mL pereaksi Nessler, kocok ke dalam sampel dan standar Biarkan 15 menit, dan bandingkan warna yang terjadi
Perhitungan Nitrat dalam mg/L • Metode kolorimetri ketinggian berubah Intensitas warna yang sama menunjukkan konsentrasi yang sama • Menurut Hukum Lambert-Beer A1 = A2 .b .c = .b .c 1 1 1 2 2 2 = , maka : 1 2 b1.c1 = b2.c2 Jika : 1 standar, 2 sampel, maka : b1.c1 c2 =
b2
Perhitungan Nitrat dalam mg/L • Saat reduksi terjadi nitrat dan nitrit dalam sampel diubah menjadi NH4+ maka NH4+ yang terukur merupakan amonium total dari nitrit, nitrat dan amonium bebas. • Jadi untuk menghitung konsentrasi Nitrat dalam air harus dikoreksi terhadap NH4+ bebas dan nitrit. NH4+ dari NO3- = NH4+(total) - NH4+dari NO2- - NH4+(bebas) Mr. NH4+ ppm NH4+dari NO2- = x ppm NO2Mr. NO2Mr. NO3Ppm NO3- =
x ppm NH4+ dari NO3Mr. NH4+
