Cara Menganalisa AMMONIA

Cara menganalisa AMMONIA (NH3)AMMONIA (NH3)

A. pendahuluan

1. seleksi metode

2 metode utama yang mempengaruhi untuk menentukan ammonia adalah konsentrasi dan adanya

interferensi (pengganggu). Secara umum penentuan secara manual langsung dari konsentrasi

rendah ammonia terbatas pada air minum, permukaan air bersih, dan kualitas baik air limbah

buangan. Dalam kasus lain, di mana gangguan yang hadir, lebih tepat diperlukan langkah awal

distilasi atau preliminary distillation (sub Bab B). Untuk konsentrasi ammonia yang tinggi,

teknik distilasi dan teknik titrasi lebih disukai.

2 teknik kolorimetri manual yaitu metode nesslerization (sub Bab C) dan metode fenat (sub Bab

D), juga metode titrasi (sub Bab E) disertakan. Metode ammonia-selective electrode (sub Bab F)

yang dapat digunakan dengan baik atau tanpa sampel yang sudah didistilasi sebelumnya, metode

ammonia-selective electrode yang diketahui penambahannya atau known addition (sub Bab G)

dan metode automated phenate (sub Bab H) juga disertakan. Sedangkan rentang konsentrasi

dinyatakan maksimum selama metode manual tidak terbatas. Metode titrasi lebih disukai pada

konsentrasi yang lebih tinggi dari pada tingkat maksimum yang dinyatakan pada prosedur

fotometric.

Metode nesslerization peka terhadap 20 µg normalitas NH3 per volume pada kondisi optimal dan

dapat digunakan hingga 5 mg normalitas NH3 per volume. Kekeruhan, warna, dan zat dipicu oleh

ion hidroksil. Seperti Mg dan Ca yang mengganggu dapat dihilangkan dengan distilasi atau kalau

kurang memuaskan dapat dilakukan pengendapan dengan senyawa seng sulfat dan alkali.

Metode fenat peka terhadap 10 µg normalitas NH3 per volume dan dapat digunakan hingga 500

mg normalitas NH3 per volume. Distilasi awal sangat diperlukan jika alkalinitas melebihi 500 mg

CaCO3/L, ada warna, ada kekeruhan, atau jika sampel telah diawetkan dengan asam.

Metode distilasi dan titrasi yang digunakan terutama untuk normalitas NH3 lebih besar dari 5

mg/L.

Distilasi ke dalam absorben asam sulfat (H2SO4) adalah wajib bagi metode fenat ketika gangguan

hadir. Asam borat harus menjadi absorben yang akan melakukan proses distilasi dan wajib bagi

yang akan melakukan metode nesslerization atau titrasi.

Metode ammonia-selective electrode berlaku pada range 0.03 sampai 1400 mg normalitas per

volume NH3.

2. Interferensi (gangguan)

Glisin, urea, asam glutamate, sianat dan asetamida dapat menghidrolisis sangat lambat dalam

larutan, tetapi hanya urea dan sianat yang akan menghidrolisis saat distilasi pada pH 9.5. Jumlah

hidrolisis mencapai sekitar 7% pada ph ini untuk urea dan sekitar 5% untuk sianat. Glisin,

hidrazin, dan beberapa amina akan bereaksi dengan reagen Nessler untuk memberikan warna

karakteristik kuning dalam waktu yang dibutuhkan untuk pengujian. Demikian pula, senyawa

basa volatil seperti hydrazine dan amina akan mempengaruhi hasil titrimetri. Beberapa senyawa

organik seperti keton, aldehid, alkohol, dan beberapa amina dapat menyebabkan warna

kekuningan atau kehijauan atau kekeruhan pada distilasi metode nesslerization. Beberapa di

antaranya, seperti formaldehida, dapat dihilangkan dengan merebus pada pH rendah sebelum

metode nesslerization. Hilangkan sisa khlor dengan perlakuan pada sampel.

3. Penyimpanan sampel

Hasil yang paling dapat diandalkan diperoleh pada sampel segar. Hilangkan sisa khlor segera

setelah pengambilan sampel untuk mencegah reaksi dengan amonia. Jika analisis cepat tidak

mungkin, awetkan sampel dengan 0.8 ml H2SO4 pekat per liter dan simpan pada suhu 40 C. pH

dari sampel diawetkan dengan diberi asam berada di antara 1.5 dan 2. Beberapa air limbah

mungkin memerlukan lebih H2SO4 pekat untuk mencapai pH ini. Jika pengawetan asam

digunakan, maka netralisir sampel dengan NaOH atau KOH dengan segera sebelum membuat

penentuan.

Tabel 1 Ketepatan dan Penyimpangan Data untuk Ammonia Methods

Numbe

r of

Labora

tories

Ammon

ia

Nitroge

n

Concen

tration

µg/L

Relative standard deviation Relative error

Direct

Nessleri

zation

%

Dire

ct

Man

ual

Phe

nate

Met

hod

%

Distillation plus

Direct

Nessleri

zation

%

Dire

ct

Man

ual

Phe

nate

Met

hod

%

Distillation plus

Nes

sler

Met

hod

%

Man

ual

Phe

nate

Met

hod

%

Titri

metri

c

Meth

od %

Nes

sler

Met

hod

%

Man

ual

Phe

nate

Met

hod

%

Titri

metri

c

Meth

od %

20 200 38.1 - - - - 0 - - - -

44 200 - - 46.3 - - - - 10 - -

21 200 - - - - 69.8 - - - - 20

20 800 11.2 - - - - 0 - - - -

42 800 - - 21.2 - - - - 8.7 - -

20 800 - - - - 28.6 - - - - 5

21 1500 11.6 - - - - 0.6 - - - -

42 1500 - - 18 - - - - 4 - -

21 1500 - - - - 21.6 - - - - 2.6

70 200 - 39.2 - - - - 2.4 - - -

3 200 - - - 15.1 - - - - 16.7 -

9 200 22 - - - - 8.3 - - - -

5 200 - - 15.7 - - - - 2 - -

66 800 - 15.8 - - - - - - - -

3 800 - - - - - - 1.5 - 1.7 -

9 800 16.1 - - 16.6 - - - - - -

6 800 - - 16.3 - - 0.3 - 3.1 - -

71 1500 - 26 - - - - 10 - - -

3 1500 - - - 7.3 - - - - 0.4 -

8 1500 5.3 - - - - 1.2 - - - -

6 1500 - - 7.5 - - - - 3.6 - -

Tabel 2 Ketepatan dan Penyimpangan ammonia-selective electrode

Level mg/L Matrix Mean Recovery %PrecisionOverall, ST Operator, SO

0.04 Distilled water 2008 0.05 0.01Effluent water 100 0.03 0

0.1 Distilled water 180 0.05 0.01Effluent water 470 0.61 0.01

0.8 Distilled water 105 0.11 0.04Effluent water 105 0.3 0.06

20 Distilled water 95 2 1Effluent water 95 3 2

100 Distilled water 98 5 2Effluent water 97 - -

750 Distilled water 97 7 12Effluent water 99 106 10

4. Daftar Pustaka

Thayer, G.W. 1970. Comparison of two storage methods for the analysis of Nitrogen and Phosphorus

fraction in estuarine water. Chesapeake Sci. 11:155.

Salley, B.A., J.G. Bradshaw & B.J. Nelson. 1986. Results of comparative studies of reservation

techniquest for nutrient analysis on water samples. Virginia Institut of Marine Science:

Gloucester Point.

B. Langkah metode distilasi awal

1. pembahasan secara umum

Sampel buffer pada ph 9.5 dengan bufer borat untuk mengurangi hidrolisis sianida dan

senyawa nitrogen organik. Kemudian disuling menjadi larutan asam

borat ketika proses nesslerization atau titrasi yang digunakan, atau menjadi H2SO4 ketika

metode fenat digunakan. Amonia dalam distilat dapat ditentukan

oleh colorimetrically nesslerization atau metode fenat atau metode

titrasi dengan larutan standar H2SO4 dan pH

meter. Pemilihan antara metode kolorimetri dan metode acidimetri tergantung

pada konsentrasi amonia. Amonia dalam distilat juga dapat ditentukan dengan metode ammonia-

selective electrode dengan menggunakan 0.04 N H2SO4 untuk menjebak distilat.

2. alat

a. Peralatan distilasi: Susunlah botol gelas borosilikat yang berkapasitas 800 - 2000 ml yang

terikat pada kondensor vertikal sehingga ujung otlet dapat terendam di bawah permukaan larutan

asam. Gunakan semua peralatan gelas borosilikat atau

satu unit kondensasi yang dibangun dari blok tabung timah atau aluminium.

b. pH meter

3. reagen

a. air bebas ammonia: siapkan dengan penukar ion atau dengan metode distilasi

1) Penukar ion: siapkan air bebas ammonia yang melewati air distilat melalui kolom penukar

ion yang mengandung resin penukar kation asam kuat dicampur dengan resin penukar

anion basa kuat. Pilih resin yang akan menghilangkan senyawa organik yang mengganggu dalam

penentuan amonia. Beberapa resin penukar anion\ cenderung melepaskan amonia. Jika hal ini

terjadi, maka siapkan air bebas ammonia dengan resin penukar ion asam

kuat. Memperbarui kolom sesuai dengan instruksi dari

pabriknya. Periksa air bebas amonia untuk kemungkinan adanya harga blanko yang tinggi.

2) Distilasi: hilangkan jejak ammonia dalam air distilasi dengan menambahkan 0.1 ml H2SO4 pekat

sampai 1 L air distilat lalu distilasi lagi. Alternativenya, perlakukan air distilat dengan air

bromine atau klorin yang cukup untuk menghasilkan sisa halogen bebas 2 sampai 5 mg/L dan

distilasi lagi setelah di diamkan selama kurang lebih 1

jam. Buanglah distilat 100 ml pertama. Periksa air yang didistilasi ulang untuk kemungkinan

adanya suatu blanko yang tinggi.

Sangat sulit untuk menyimpan air bebas ammonia dalam laboratorium tanpa terkontaminasi dari

gas ammonia. Namun, jika penyimpanan ini diperlukan, simpanlah dalam wadah kaca yang

tertutup erat yang ditambahkan sekitar 10 g resin penukar ion (lebih

disukai resin penukar kation asam kuat)/L air bebas amonia. Untuk

penggunaan, biarkan resin mengendap dan simpan air bebas amonia di tempat yang

khusus. jika harga blanko mahal diproduksi, ganti resin atau siapkan air bebas amonia yang baru.

Gunakan air distilat bebas ammonia untuk menyiapkan semua bahan reaksi (reagen), pembilasan

dan pengenceran sampel.

b. Larutan asam borat: tambahkan 88 ml larutan NaOH 0.1 N ke 500 ml sodium tetraborate

(Na2B4O7) solution (9.5 g Na2B4O7.10H2O/L) atau larutan sodium tetraborat dan encerkan sampai

1 L.

c. Sodium Hidroxida, 6 N

d. Dechlorinating agent: gunakan 1 ml salah satu reagen berikut untuk menghilangkan 1 mg/L sisa

chlorine dalam 500 ml sampel

1) Sodium thiosulfat: larutkan 3.5 g Na2S2O3.5H2O dalam air dan encerkan sampai 1 L

2) Sodium sulfit: larutkan 0.9 g Na2SO3 dalam air dan encerkan sampai 1 L.

e. Neutralization agent: siapkan dengan air bebas ammonia

1) Sodium hidroksida, NaOH, 1N

2) Asam sulfur, H2SO4, 1N

f. Larutan absorben, asam borat: larutkan 20 g H3BO3 dalam air dan encerkan sampai 1 L.

g. Indicating boric acid solution: lihat sub Bab E.3a dan b

h. Asam sulfur, 0.04 N: encerkan 1 ml H2SO4 pekat sampai 1 L

4. Prosedur

a. Penyiapan peralatan: tambahkan 500 ml air dan 20 ml buffer borat ke labu distilasi dan atur pH

sampai 9.5 dengan larutan NaOH 6 N. Tambahkan beberapa glass beads atau boiling chip dan

gunakan campuran ini untuk mensteam out alat distilasi sampai distilat tidak

menunjukkan jejak amonia.

b. Penyiapan sampel: gunakan 500 ml dechlorinated sampel atau sebagian diencerkan sampai 500

ml dengan air. Ketika konsentrasi ammonia kurang dari 100 µg/L, gunakan volume sampel 1000

mL. Hilangkan sisa khlor dengan penambahan, pada saat

pengumpulan, dechlorinating agen setara dengan sisa khlor. Jika perlu,

netralkan pH sekitar 7 dengan penambahan asam atau basa encer, menggunakan pH meter.

Tambahkan 25 ml larutan buffer borat dan sesuaikan pH 9.5 dengan 6 N NaOH menggunakan

pH meter.

c. Distilasi: untuk meminimalkan adanya kontaminasi, biarkan peralatan

distilasi dirakit setelah di steam out (diuapkan) dan tepat sebelum

memulai distilasi sampel. Lepaskan alat steam out dan segera pasang ke alat distilasi. Laju

distilat bisa mencapai 6-10 ml/menit dengan ujung tabung pengirim di bawah permukaan larutan

asam penerima. Kumpulkan distilat dalam

labu erlenmeyer 500 ml yang berisi 50 ml larutan asam borat untuk metode nesslerization. Guna

kan 50 ml larutan indicating boric acid untuk metode titrimetri. Distilasi amonia

ke dalam 50 ml H2SO4 0.04 N untuk metode fenat dan untuk metode ammonia-

selective electrode, kumpulkan setidaknya 200 ml destilat. Penerima distilasi yang

rendah sehingga ujung tabung bebas dari kontak dengan cairan dan terus distilasi selama menit-

menit terakhir untuk membersihkan kondensor dan tabung. Encerkan sampai 500 ml dengan air.

Ketika metode fenat digunakan untuk menentukan konsentrasi NH3, netralisasikan distilat

dengan larutan NaOH 1 N.

d. Penentuan ammonia: penentuan ammonia bisa dilakukan dengan metode nesslerization(sub Bab

C), metode fenat(sub Bab D), metode titrimetri(sub Bab E) atau metode ammonia-selective

electrode(sub Bab F)

5. Bibliography

Nichols, M.S. & M.E. Foote. 1931. Distillation of free ammonia from buffered solutions. Ind. Eng.

Chem., Anal. Ed. 3:311

Padin, A.T. 1950. Syposium on the sterilization of water. Chemical accepts of chlorination. J. Inst.

Water eng. 4:565.

Faras, M.J. 1953. Effect of free residual chlorination of nitrogen compounds in water. J. Amer. Water

Works Assoc. 45:47.

C. Metode Nesslerization (Direct and Following Distillation)

1. Pembahasan secara umum

penggunaan direct nesslerization hanya untuk pemurnian air minum, air alam, dan air limbah,

yang semuanya harus rendah dalam warna dan memiliki normalitas NH3 dengan konsentrasi

melebihi 20 µg/L. Penerapan metode direct nesslerization ke air limbah domestik hanya ketika

kesalahan dari 1 sampai 2 mg/L masih dapat diterima. Penggunaan metode ini ditetapkan bahwa

metode ini menghasilkan hasil yang sebanding dengan yang diperoleh setelah distilasi. Periksa

validitas pengukuran direct nesslerization secara berkala.

Pengolahan awal sebelum direct nesslerization dengan seng sulfat dan alkali dapat

mengendapkan kalsium, zat besi, magnesium dan sulfida, yang membentuk kekeruhan ketika

diberi reagen nessler. Flok juga menghilangkan padatan tersuspensi dan kadang-kadang juga

warna. Penambahan EDTA atau larutan garam Rochelle menghambat pengendapan sisa kalsium

dan ion magnesium dalam reagen Nessler yang bersifat basa. Namun, penggunaan EDTA

menuntut jumlah tambahan reagen Nessler untuk memastikan kelebihan pereaksi Nessler yang

cukup untuk bereaksi dengan amonia.

Perubahan warna kuning ke warna coklat yang dihasilkan oleh reaksi Nessler dengan amonia

menyerap kuat pada rentang panjang gelombang yang luas. Karakteristik warna kuning nitrogen

pada amonia konsentrasi rendah (0.4 sampai 5 mg/L) dapat diukur dengan sensitivitas dan dapat

diterima di daerah panjang gelombang 400-425 nm ketika 1 cm jalur cahaya yang tersedia.

Sebuah jalan cahaya dari 5 cm meluas pengukuran ke kisaran konsentrasi nitrogen dari 5 sampai

60 mg/L. Warna coklat kemerahan khas tingkat nitrogen amonia mendekati 10 mg/L dapat

diukur di daerah panjang gelombang 450-500 nm.

Penyimpangan dari hukum Beer jelas ketika fotometer dilengkapi dengan filter warna broadband

yang digunakan. Untuk alasan ini, siapkan kurva kalibrasi dibawah kondisi yang sama dengan

sampel.

Dengan hati-hati siapkan reagen Nessler yang bisa merespon dalam kondisi optimal untuk 1 mg

normalitas NH3/50 mL. Dalam direct nesslerization didapatkan 20 µg/L. Namun, reproduktifitas

dibawah 100 µg/L tidak menentu.

2. Alat

a. Peralatan Kolorimetri:

1) Spektrofotometer, untuk penggunaan pada panjang gelombang 400 sampai 500 nm.

2) Filter fotometer, lebih dilengkapi dengan filter violet memiliki transmitansi maksimum 400-425

nm. Sebuah filter biru dapat digunakan untuk konsentrasi NH3 yang lebih tinggi.

b. pH meter, dilengkapi dengan high-pH electrode.

3. Reagen

Gunakan air bebas ammonia untuk mempersiapkan semua reagen, untuk pembilasan, dan untuk

membuat pengenceran. Semua reagen tercantum dalam sub Bab B, kecuali bufer borat dan

larutan absorben, juga diperlukan tambahan-tambahan sebagai berikut:

a. Larutan zinc sulfat: Larutkan 100 g ZnSO4.7H2O dan encerkan sampai 1 L dengan air

b. Reagen stabilisator (penyeimbang): Gunakan EDTA atau garam Rochelle untuk mencegah

terjadinya presipitasi (pengendapan) kalsium atau magnesium dalam sampel-sampel yang tidak

terdistilasi setelah penambahan reagen Nessler yang bersifat basa.

1) Reagen EDTA: Larutkan 50 g disodium etilendiamin tetraacetate dihidrat dalam 60 ml air yang

mengandung 10 g NaOH. Jika perlu, gunakan panas yang sedang untuk menyelesaikan proses

pelarutan. Dinginkan sampai suhu kamar dan encerkan sampai 100 mL

2) Larutan garam Rochelle: Larutkan 50 g potassium sodium tartrat tetrahidrat, KNaC4H4O6.4H2O,

dalam 100 ml air. Hilangkan ammonia yang biasanya ada dalam garam dengan merebus 30 ml

larutan. Setelah itu dinginkan dan encerkan sampai 100 ml

c. Reagen Nessler: Larutkan 100 g HgI2 dan 70 g KI dalam jumlah air yang cukup dan tambahkan

campuran tersebut perlahan-lahan, lalu lakukan pengadukan, pada larutan NaOH sebanyak 160 g

larutkan dalam 500 mL air. Encerkan sampai 1 L. Tutup gelas borosilikat dengan karet tutup dan

hindarkan dari sinar matahari untuk menjaga stabilitas reagen sampai satu tahun di bawah

kondisi normal laboratorium. Periksa reagen untuk meyakinkan bahwa reagen menghasilkan

karakteristik warna dengan 0.1 mg normalitas NH3 per volume dalam waktu 10 menit setelah

penambahan dan tidak menghasilkan endapan dengan jumlah ammonia yang sedikit dalam

waktu 2 jam

d. Stock ammonium solution: Larutkan 3.819 g anhidrat NH4Cl, lalu dikeringkan pada 100o C

dalam air, dan encerkan sampai 1000 mL; 1 ml = 1 mg N = 1,22 mg NH3

e. Larutan standar ammonia: Encerkan 10 ml stock ammonium solution untuk 1000 ml dengan air;

1 ml = 10 µg N = 12,2 µg NH3

4. Prosedur

a. Perlakuan sampel yang tidak didistilasi: Jika perlu, hilangkan sisa klorin dari sampel yang baru

dikumpulkan dengan menambah jumlah yang setara dengan dechlorinating agent (Jangan simpan

chlorinated sampel tanpa dideklorinasi sebelumnya). Tambahkan 1 ml larutan ZnSO4 untuk 100

ml sampel dan aduklah sampai rata. Tambahkan 0.4-0.5 ml larutan NaOH 6 N untuk

memperoleh pH 10.5, bisa ditentukan dengan pH meter dan high-pH glass electrode, dan aduk

dengan lembut. Diamkan sampel selama beberapa menit, lalu pengendapan flocculent yang berat

jatuh, dan meninggalkan supernate yang jelas dan tidak berwarna. Bisa diperjelas dengan

penyaringan. Uji cobalah semua kertas filter yang digunakan untuk memastikan tidak ada

amonia sebagai kontaminan. Lakukan penyaringan dengan menjalankan air melalui filter dan

mengetes filtrat dengan metode nessler. Saring sample, lalu buang 25 ml filtrat pertama.

(Perhatian: Sampel yang mengandung lebih dari sekitar 10 mg normalitas NH3 per volume

mungkin kehilangan amonia selama perlakuan ini dari sampel yang belum didistilasi karena pH

yang terlalu tinggi. Encerkan sampel tersebut untuk rentang sensitive metode nessler sebelum

melakukan perlakuan.)

b. Color development:

1) Undistilled samples (sampel yang belum disuling): Gunakan 50 ml sampel atau sebagian

diencerkan sampai 50 ml dengan air. Jika bagian yang belum disuling mengandung konsentrasi

dari kalsium, magnesium, atau ion-ion lain yang mengakibatkan kekeruhan atau endapan dengan

reagen Nessler, tambahkan 1 tetes (0,05 ml) reagen EDTA atau 1 sampai 2 tetes (0,05 sampai

0,1) larutan garam Rochelle. Aduklah sampai merata. Tambahkan 2 ml reagen Nessler jika

reagen EDTA digunakan atau 1 ml reagen Nessler jika garam Rochelle digunakan.

2) Distilled sample (sampel yang sudah disuling): Netralisirkan asam borat yang digunakan untuk

menyerap distilat amonia dengan menambahkan 2 ml reagen Nessler, dan kelebihannya dapat

meningkatkan pH ke tingkat yang diinginkan, atau dengan menetralisir asam borat dengan

NaOH sebelum menambahkan 1 ml reagen Nessler.

3) Campurkan sampel secara menyeluruh. Jaga kondisi seperti suhu dan waktu reaksi yang sama

dalam larutan blanko, larutan sampel, dan larutan standar. Biarkan reaksi berlanjut kurang lebih

selama 10 menit setelah menambahkan reagen Nessler. Ukur warna dalam larutan sampel dan

larutan standar. Jika konsentrasi NH3 sangat rendah, gunakan waktu kontak selama 30 menit

untuk larutan sampel, larutan standar, dan larutan blanko. Ukur warna dengan fotometric seperti

petunjuk di bawah ini.

c. Pengukuran Fotometrik: Ukur absorbansi atau transmitansi dengan spektrofotometer, baca

sampel pada panjang gelombang 400-425 nm untuk jalur cahaya 1 cm dan pada panjang

gelombang 450-500 nm untuk jalan cahaya 5 cm. Siapkan kurva kalibrasi pada suhu dan waktu

reaksi yang sama yang digunakan untuk sampel. Ukur absorbansi atau transmitansi terhadap

reagen larutan blanko dan periksa berulang kali larutan standar dalam range nitrogen dari

sampel. Tentukan kembali kurva kalibrasi lengkap untuk setiap batch yang baru dari reagen

Nessler.

Untuk sampel suling, siapkan kurva larutan standar di bawah kondisi yang sama seperti sampel.

Distilasi (suling) reagen larutan blanko dan sesuaikan dengan larutan standar, masing-masing

diencerkan sampai 500 ml, dengan cara yang sama seperti sampel. Encerkan 300 ml destilat

ditambah dengan 50 ml absorben asam borat sampai 500 ml dengan air dan ambil 50 ml untuk

metode nessler.

5. Perhitungan

a. Kurangi jumlah normalitas NH3 dalam air yang digunakan untuk mengencerkan sampel asli

sebelum menghitung nilai akhir nitrogen

b. Kurangi juga reagen larutan blanko untuk volume bufer borat dan volume larutan NaOH 6 N

yang digunakanuntuk sampel.

c. Hitung jumlah normalitas NH3 dengan persamaan sebagai berikut:

mg normalitas NH3 per volum (51 ml volume akhir) = (A/ml sampel) x (B/C)

di mana:

A = µg normalitas NH3 (51 ml volume akhir)

B = volume total distilat yang dikumpulkan, ml, termasuk absorbent asam

C = volume distilat yang diambil untuk metode nesslerization, ml

Rasio B/C hanya berlaku untuk sampel yang sudah didistilasi(suling)

6. Daftar Pustaka

Sawyer. C.N. 1953. pH adjustment for determination of ammonia nitrogen. Anal. Chem. 25:816

Jenkins, D. 1967. The differentiation, analysis and preservation of nitrogen and phosphorus forms in

natural waters. In trace inorganics in water. American social soc., Washington, DC.

D. Metode fenat


a. Prinsip dasar: secara kuat senyawa biru indophenol, dibentuk

oleh reaksi amonia, hipoklorit, dan fenol yang dikatalisis oleh garam mangan.

b. Pengganngu: alkalinitas yang lebih dari 500 mg dalam satuan CaCO3/L, asiditas yang lebih dari

100 mg dalam satuan CaCO3/L, dan kekeruhan termasuk pengganggu. Cara

menghilangkan gangguan tersebut adalah dengan cara distilasi awal (B).

2. Alat

a. alat kolorimetri:

1) Spektofotometer, untuk penggunaan pada 630 nm.

2) Filter fotometer, dilengkapi dengan filter merah-oranye yang memiliki transmitansi maksimum

mendekati 630 nm.

b. Magnetic Stirrer

3. Reagen

a. Air bebas ammoniac: Siapkan sesuai petunjuk dalam sub Bab B.3a. Gunakanlah untuk membuat

semua reagen.

b. Reagen asam hipoklorit: ke dalam 40 mL air tambahkan 10 mL larutan NaOCl 5-6% yang dibuat

dari pemutih komersial. Sesuaikan pH pada 6.5-7.0 dengan ditambahkan HCl.

c. Larutan mangan sulfat, 0.003 M: larutkan 50 mg MnSO4.H2O dalam 100 mL air.

d. Reagen fenat: larutkan 2.5 g NaOH dan 10 g fenol (C6H5OH) dalam 100 mL air. Karena reagen

ini semakin lama semakin keruh, maka harus diperbaharui tiap

minggu (peringatan: tangani fenol dengan hati-hati).

e. Stock ammonium solution: larutkan 381,9 mg anhidrat NH4Cl dalam

air lalu dikeringkan pada suhu 1000 C dan encerkan sampai

1000 mL; 1 mL = 100 µg N = 122 µg NH3.

f. Larutan standar ammonia: encerkan 5 mL stock ammonium solution sampai 1000 mL dengan

air; 1 mL = 0.5 µg N = 0.607 µg NH3.

4. Prosedur

a. Perlakuan sampel: sampel 10 ml dimasukkan dalam gelas beaker 50 ml, tambahkan 1

tetes (0.05 ml) larutan MnSO4. Tempatkan pada magnetic

stirrer dan tambahkan 0.5 ml reagen asam hipoklorit. Segera

tambahkan 0.6 ml reagen fenat. Tambahkan reagen menggunakan pipet bohlam atau buret agar

tepat. Tandai pipet untuk asam hipoklorit di tingkat 0.5 ml dan

berikan reagen fenat dari pipet atau buret yang telah dikalibrasi dengan

menghitung jumlah tetes yang sebelumnya ditemukan setara dengan 0.6 ml. Aduklah dengan

kuat selama penambahan reagen. Karena intensitas warna dipengaruhi oleh umur reagen,

bawalah larutan blanko dan larutan standar melalui prosedur dengan setiap kelompok sampel.

Hitunglah absorbansi menggunakan reagen larutan blanko ke nol pada

spektrofotometer. Pembentukan warna selesai dalam 10 menit dan stabil selama

minimal 24 jam. Meskipun warna biru memiliki serapan maksimum

pada 630 nm, pengukuran yang baik dapat dibuat pada daerah 600-660 nm.

b. Persiapan larutan standard: menyiapkan kurva kalibrasi dalam konsentrasi NH3 pada range 0.1

sampai 5 µg, perlakukan larutan standard secara tepat seperti sampel. Hokum beer.

5. Perhitungan

Menghitung konsentrasi ammonia sebagai berikut:

mg NH3= (A x B x D)/C x S x E

Dimana:

A= absorbansi sampel

B= Normalitas NH3 dalam larutan standar, µg.

C= absorbansi larutan standard

S= volume sampel yang digunakan, ml

D= volume distilat yang dikumpulkan, mL

E= volume distilat yang digunakan untuk pengembangan warna, mL

Rasio D / E hanya berlaku untuk sampel yang sudah didistilasi.

6. Daftar Pustaka

Rossum, J.R. & P.A. Villaruz. 1963. Determination of ammonia by the indhophenol method. J. Amer.

Water Works Assoc. 55:657.

Weatherburn, W.M. 1967. Phenolthypochlorite reaction for determination of ammonia. Anal. Chem.

39:971.

E. Metode Titrimetri


Metode titrimetri hanya digunakan pada sampel yang telah dilakukan melalui distilasi awal (B).

Tabel 3 digunakan dalam memilih volume sampel untuk proses distilasi dan metode titrasi.

Ammonia nitrogen dalam sampel (mg/L) Volume sampel (mL)5-10 25010-20 10020-50 5050-100 25

2. Alat

Alat-alat distilasi lihat sub Bab B.2a dan b.

3. Reagen

Menggunakan air bebas amonia dalam membuat semua reagen dan pengenceran.

a. Larutan indicator campuran: Larutkan 200 mg indikator metil merah

dalam 100 ml etil atau isopropil alcohol 95%. Larutkan 100 mg metil biru dalam 50 ml etil

atau isopropil alcohol 95%. Gabungkan kedua larutan.

b. Indicating boric acid solution: Larutkan 20 g H3BO3 dalam air suling (distilasi) yang bebas

ammonia, tambahkan 10 ml larutan indicator campuran, dan encerkan sampai 1 L.

c. Titran asam sulfat standar, 0.02 N: Siapkan dan standarisasikan sebagaimana petunjuk

dalam Bab alkalinitas. Untuk meningkatkat

akurasi, standarisasikan titran terhadap sejumlah Na2CO3 yang telah dimasukkan dalam larutan

asam borat untuk menghasilkan kondisi aktual titrasi sampel; 1 ml = 280 µg N.

4. Prosedur

a. Prosedur sudah dijelaskan pada sub Bab B menggunakan indicating boric acid

solution sebagai absorbent untuk distilat.

b. Sampel lumpur atau sedimen: berat ± 1% dari sampel basah setara dengan

sekitar 1 g berat kering dalam botol atau mangkok. Cuci sampel ke dalam labu kjeldahl yang

berkapasitas 500 mL dengan air dan encerkan sampai 250 mL. Prosedur

seperti pada sub Bab E.4a tetapi dengan menambahkan sepotong lilin parafin ke labu

distilasi dan kumpulkan sampai 100 mL distilat.

c. Titrasi amonia dalam destilat dengan titran larutan standar 0.02 N H2SO4 sampai warna indicator

berubah menjadi warna ungu lavender pucat.

d. Blanko: Bawalah larutan blanko melalui semua tahapan proses dan terapkan perbaikan yang

diperlukan untuk hasilnya.

5. Perhitungan

a. Sampel cair: mg normalitas NH3 per liter = (A-B)x280/mL sampel

b. Sampel lumpur atau endapan: mg normalitas NH3 per kg = (A-B)x280/g sampel basah atau

kering

Dimana:

A= volume H2SO4 yang dititrasi untuk sampel, mL.

B= volume H2SO4 yang dititrasi untuk blanko, mL.

6. Daftar Pustaka

Meeker, E.W. & E.C. Wagner. 1933. Titration of ammonia in the presence of boric acid. Ind. Eng.

Chem., anal. Ed.5:396.

Wagner, E.C. 1940. Titration of ammonia in the presence of boric acid. Ind. Eng. Chem., anal.

Ed.12:711.

F. Ammonia-selective electrode method


a. Prinsip dasar: ammonia-selective electrode menggunakan membran permeabel gas yang bersifat

hidrofobik untuk memisahkan larutan sampel dari larutan amonium klorida yang ada dalam

elektrode. Amonia terlarut (NH3(aq) dan NH4+) dikonversi menjadi NH3(aq) dengan

menaikkan pH di atas 11 dengan basa kuat. NH3(aq) menyebar(difusi) melalui membran

dan merubah pH larutan yang ada di dalam electrode(internal solution). Level yang

ditetapkan pada klorida dalam internal solution yang terdeteksi oleh elektroda klorida ion-

selective yang berfungsi sebagai elektroda acuan. Pengukuran potensiometrik dibuat dengan pH

meter atau dengan ion meter.

b. Jangkauan dan aplikasi: Metode ini berlaku untuk pengukuran 0.03-1400 mg normalitas NH3 per

liter di perairan air minum, air permukaan, limbah domestik dan limbah industry. Konsentrasi

tinggi ion terlarut mempengaruhi pengukuran, namun warna dan kekeruhan tidak.

Distilasi sampel tidak diperlukan. Gunakan larutan standar dan sampel yang

memiliki temperatur sama dan mengandung tingkat jumlah yang

sama dari jenis terlarut. Ammonia-selective electrode reaksinya begitu lamban di bawah 1 mg

normalitas NH3 per liter, maka gunakan perendaman elektroda yang lebih lama (5 sampai

10 menit) untuk mendapatkan pembacaan yang stabil.

c. Gangguan: Amina merupakan gangguan positif. Amina dapat ditingkatkan

dengan pengasaman. Sedangkan gangguan merkuri dan perak dapat di atasi

dengan pengkompleksan dengan amonia.

d. Pengawetan sampel: Tidak menggunakan HgCl2 sebagai pengawet sampel tapi dengan

pendinginan sampai 4o C untuk sampel yang dianalisis dalam waktu 24 jam,

awetkan sampel dalam bahan organik dan mengandung nitrogen. Untuk sampel lainnya dalam

jangka waktu lama bisa diawetkan dengan cara menurunkan pH sampai 2 atau kurang dengan

ditambahkan H2SO4 pekat.

2. Alat

a. Electrometer: pH meter dengan skala millivolt yang diperluas mampu untuk resolusi

0.1 mV antara -700 mV dan +700 mV atau dengan alat ion meter.

b. Ammonia-selective electrode

c. Magnetic stirrer, isolasi panas, dengan batang pengaduk yang dilapisi TFE

3. Reagen

a. Air bebas ammonia: lihat sub Bab B.3a. Gunakan untuk membuat semua reagen.

b. Sodium hidroksida, 10 N: larutkan 400 g NaOH dalam 800 mL air. Dinginkan dan encerkan

sampai 1000 ml dengan air.

c. Stock ammonium chloride solution: lihat sub Bab C.3d.

d. Larutan standar ammonium klorida: lihat sub Bab F.4a.

4. Prosedur

a. Persiapan larutan standar: Siapkan

serangkaian larutan standar yang meliputi konsentrasi 1000, 100, 10, 1, dan 0.1 mg NH3 oleh pen

genceran dari stock NH4Cl solution dengan air.

b. Kalibrasi electrometer: Tempatkan 100 ml masing-masing larutan standar dalam gelas

beaker 150 ml. Celupkan elektroda dalam larutan standar dengan

konsentrasi terendah dan aduk dengan pengaduk magnetik. Jangan aduk begitu cepat

sehingga gelembung udara tersedot ke dalam larutan karena

mereka akan terjebak pada membran elektroda. Pertahankan tingkat pengadukan yang sama

dan suhu sekitar 250 C selama prosedur kalibrasi dan pengujian. Tambahkan volume yang

cukup dari larutan NaOH 10 N (1 ml biasanya sudah cukup) untuk meningkatkan pH di

atas 11. Jagalah elektroda dalam larutan sampai diperoleh pembacaan millivolt yang stabil. Hati-

hati: cek kinerja elemen sensor elektroda sesuai dengan petunjuk produsen untuk memastikan

bahwa elektroda beroperasi dengan benar. Jangan tambahkan

larutan NaOH sebelum merendam elektroda, karena amonia dapat hilang dari larutan

dasar. Ulangi prosedur dengan larutan standar yang tersisa, lanjutkan dari konsentrasi terendah

ke konsentrasi tertinggi. Tunggu setidaknya 5 menit sebelum pencatatan milivolt untuk larutan

standar dan sampel yang mengandung ≤1 mg normalitas NH3 per liter.

c. Persiapan kurva larutan standar: dengan menggunakan kertas grafik semilog,

plot konsentrasi amonia dalam mg normalitas NH3 per liter pada

sumbu log vs potensial milivolt pada sumbu linier dimulai dengan konsentrasi terendah di bagian

bawah skala. Jika elektroda berfungsi dengan baik maka setiap sepuluh kali

lipat perubahan normalitas NH3 akan menghasilkan perubahan potensial sebesar 59 mV.

d. Kalibrasi ion meter: merujuk pada instruksi dan proses manufaktur seperti di sub Bab

F.4a dan b.

e. Pengukuran sampel: encerkan jika perlu untuk membawa normalitas NH3 dalam

rentang kurva kalibrasi. Tempatkan 100 ml sampel dalam 150 mL gelas beaker dan

ikuti prosedur dalam sub Bab F.4b. Catat volume 10 N NaOH yang ditambahkan lebih

dari 1 mL. Bacalah normalitas NH3 dari kurva larutan standar.

5. Perhitungan

mg normalitas NH3 per liter= A x B x [101 + C]/101

di mana:

A = factor pengenceran

B = konsentrasi dari normalitas NH3 per liter , mg/L, dari kurva kalibrasi

C = volume penambahan 10 N NaOH lebih dari 1 mL, mL

6. Daftar Pustaka

Banwart, W.L., J.M. Bremner & M.A. Tabatabai. 1972. Determination of ammonium in soil

extracts and water samples by an ammonia electrode. Comm.. soil Sci. Plant anal.3:449.

G. Ammonia-selective electrode method menggunakan penambahan yang diketahui (known

addition)


a. Prinsip dasar: ketika hubungan linear berada diantara konsentrasi dan

reaksi, selain dikenal mudah untuk mengukur sampel terkadang kalibrasi tidak

diperlukan. Karena pengukuran akurat yang mensyaratkan bahwa besar konsentrasi sekitar dua

kali lipat sebagai hasil dari penambahan, konsentrasi sampel harus diketahui dalam factor of

three. Konsentrasi total ammonia dapat diukur sampai adanya 0.8 mg normalitas NH3 per

liter atau adanya kelebihan besar (50 sampai 100 kali) dari zat pengompleks. Known

addition adalah cara pengecekan yang mudah digunaka pada hasil pengukuran langsung

b. Lihat sub Bab F.1

2. Alat

Gunakan alat seperti dalam sub Bab F.2.

3. Reagen

Gunakan alat seperti dalam sub Bab F.3. Tambahkan larutan standar amonia klorida sekitar

10 kali lipat lebih terkonsentrasi sebagai sampel yang diukur.

4. Prosedur

a. Encerkan 1000 mg/L stock solution untuk membuat larutan standar sekitar

10 kali lipat lebih terkonsentrasi sebagai konsentrat sampel.

b. Tambahkan 1 ml NaOH 10 N untuk setiap 100 ml sampel dan secara

langsung elektroda tenggelam. Ketika mengecek pengukuran secara

langsung, biarkan elektroda bearada di dalam 100 ml larutan

sampel. Gunakan pengaduk magnetik secara menyeluruh. Hitunglah mV dan dibaca E1.

c. Pipet 10 ml larutan standar ke dalam sampel. Secara menyeluruh, aduk dan

langsung catat mV baru dan dibaca E2.

5. Perhitungan

a. ΔE = E1 - E2

b. Untuk menentukan konsentrasi sampel total semula, kalikan Q dengan konsentrasi larutan

standard yang ditambahkan:

Ct=Q.Ca

Ct = konsentrasi total sampel, mg/L

Q = bacaan dari tabel yang diketahui penambahannya

Ca = konsentrasi dari larutan standar yang ditambahkan, mg/L

c. Untuk memeriksa perhitungan secara langsung, bandingkan hasil dari 2 metode. Jika

menyampai ±4%, maka perhitungan kemungkinan besar cocok. Jika hasil yang diketahui

penambahannya lebih besar dari pada perhitungan secara langsung, maka sampel mungkin berisi

agen-agen complex.

Tabel 3 Nilai Q vs ΔE (8.9 mv slope) Untuk 10% Perubahan Volume

ΔE Q55.15.25.35.45.55.65.75.85.966.16.26.36.46.56.66.76.86.977.17.27.37.47.57.67.77.87.988.18.28.38.4

0.2970.2930.2880.2840.280.2760.2720.2680.2640.260.2570.2530.250.2470.2430.240.2370.2340.2310.2280.2250.2220.2190.2170.2140.2120.2090.2070.2040.2020.1990.1970.1950.1930.19

8.58.68.78.88.9

0.1880.1860.1840.1820.18

Orion Research Inc. Instruction Manual, Ammonia Electrode, Mode 95-10, Cambridge, Mass.

H. Metode Automated phenate


a. Prinsip dasar: basa fenol dan hipoklorit bereaksi dengan ammonia untuk membentuk biru

indophenol yang sebanding dengan konsentrasi ammonia. Warna biru terbentuk diperkuat

dengan sodium nitroprusside.

b. Gangguan: air laut berisi ion-ion kalsium dan magnesium dalam konsentrasi yang cukup untuk

menyebabkan pengendapan selama analisis. Penambahan EDTA dan sodium potassium tartrat

menurunkan permasalahan gangguan tersebut. Sisihkan banyak variasi yang tertanda dalam

asiditas dan alkalinitas di antara sampel-sampel karena intensitas warna yang terukur adalah

bergantung pada pH. Bahwa pH air cucian dan larutan ammonia standar mendekati dari sampel.

Contohnya, jika sampel telah diawetkan dengan 0.8 ml H2SO4 pekat per liter, maka termasuk 0.8

ml H2SO4 pekat per liter dalam air cucian dan larutan standar. Cara menghilangkan gangguan

dengan cara filtrasi (penyaringan). Warna sampel yang menyerap dalam range fotometrik yang

digunakan untuk menganalisis gangguan.

c. Aplikasi: ammonia nitrogen bisa di pastikan ada dalam air minum, air permukaan dan air garam

serta limbah domestic dan limbah industry melebihi range 0.02 sampai 2 mg/L, saat pengukuran

fotometri dibuat pada panjang gelombang 630-660 nm dalam 15 atau 50 mm pipa flow cell.

Pastikan konsentrasi yang lebih tinggi harus mengencerkan sampel dahulu.

2. Alat

Peralatan analisa secara otomatis: alat yang diperlukan untuk menganalisa aliran kontinu terdiri

dari komponen yang dapat diganti yang ditampilkan dalam gambar 1. 50 mm flow cell dan

sebuah filter untuk digunakan pada 630 nm dapat digunakan.

3. Reagen

a. Air distilat ammonia bebas: lihat pada sub Bab B.3a. Gunakan untuk menyiapkan semua reagen

dan pengenceran.

b. Asam sulfat, H2SO4, 5 N, larutan pembersih udara. Hati-

hati tambahkan 139 ml H2SO4 pekat dalam sekitar 500 ml air, dingin suhu kamar, dan encerkan

sampai 1 L.

c. Larutan sodium fenat: dalam labu Erlenmeyer ukuran 1 L, larutkan 83 g phenol dengan 500 ml

air. Sedikit demi sedikit dan dengan pengadukan, hati-hati tambahkan 32 gram NaOH. Botol

dingin di bawah air mengalir dan di encerkan sampai 1 L.

d. Larutan sodium hipoklorit: encerkan 250 ml larutan pemutih yang berisi 5.25% NaOCl sampai

500 ml dengan air.

e. Reagen EDTA: larutkan 50 g disodium etilendiamin tetra acid dan sekitar 6 butir NaOH dalam 1

L air. Untuk sampel air garam dimana reagen EDTA tidak menghalangi pengendapan kation,

gunakan larutan sodium potassium tartrat disiapkan sebagai berikut: larutan sodium potassium

tartrat: dalam 900 ml air tambahkan 100 g NaKC4H4O6.H2O, 2 butir NaOH, dan beberapa boiling

chip, dan didihkan dengan hati-hati selama 45 menit. Tutup, dinginkan dan encerkan sampai 1 L.

atur pH 5.2 ± 0.05 dengan H2SO4. Biarkan mengendap semalaman dalam tempat yang dingin dan

saring untuk menghilangkan pengendapan. Tambahkan 0.5 ml polioksietilen 23 lauril larutan

eter dan simpan dalam botol tertutup.

f. Larutan sodium nitroprussida: larutkan 0.5 g Na2(NO)Fe(CN)5.2H2O dalam 1 L air.

g. Larutan ammonia standar: lihat D.3e dan 3f. Gunakan larutan ammonia standard an air untuk

menyiapkan kurva kalibrasi dalam range konsentrasi ammonia yang sesuai.

Tabel 4 digunakan untuk menganalisa air garam pengganti air laut sesuai komposisi untuk

menyiapkan kalibrasi larutan standar:

Komponen Konsentrasi g/LNaCl 24.53MgCl2 5.2CaCl2 1.16KCl 0.7SrCl2 0.03Na2SO4 4.09NaHCO3 0.2KBr 0.1H3BO3 0.03NaF 0.003

4. Procedure

a. Hilangkan variasi tanda dalam keasaman

atau alkalinitas diantara sampel. Sesuaikan pH air cucian dan larutan amonia standar dari sampel.

b. Mengatur sistem yang lengkap dan bermacam-macam seperti yang ditunjukkan pada gambar 1

c. Dapatkan garis landasan yang stabil dengan semua reagen, memberi makan air

melalui garis sampel.

d. Gunakan 60 / h, 6:1 cam dengan pencuci yang sama.

Gambar Proportioning Pump

5. Perhitungan

Siapkan kurva larutan standar dengan membuat grafik larutan standar diproses lewat bermacam-

macam terhadap konsentrasi NH3 dalam larutan standar. Hitunglah sampel konsentrasi

NH3 dengan membandingkan sampel kurva larutan standar.

6. Daftar Pustaka

Hiller, A. & D. Van Slyke. 1933. Determination of ammonia blood. J. Biol. Chem. 102:499

Fiore, J. & J.E. O’Brien. 1962. Ammonia determination by automatic analyisis, wastes eng. 33: 352.

Documents

Cara Menganalisa AMMONIA