I.
Tujuan Praktikum
1. Mahasiswa mengetahui prinsip dasar Analisis Ion
Nitrit dengan Spektrofotometer UV-VIS
2. Mahasiswa mampu menentukan kadar ion nitrit dalam
suatu sampel dengan Spektrofotometer UV-VIS
II.
Dasar Teori
Jika
sinar putih dilewatkan pada suatu media yang berwarna, maka sebagian warna dari
sinar akan terserap. Misalnya larutan yang mengandung ion tembaga (II)
tetrahidrat kelihatan berwarna biru pucat, karena larutan menyerap sinar dari
spectrum merah, panjang gelombang yang tersisa akan berkombinasi di dalam mata
dan otak untuk memunculkan warna biru pucat.
Beberapa
media yang tidak berwarna juga menyerap sinar tetapi dalam daerah UV. Karena
kita tidak mampu melihat sinar UV, maka kita tidak dapat mengamati
penyerapannya. Media yang berbeda akan menyerap sinar dengan panjang gelombang
yang berbeda, dan ini dapat dipakai untuk mengidentifikasi suatu senyawa,
misalnya keberadaan ion logam, gugus fungsi dalam senyawa organik, dll.
Besarnya
penyerapan tergantung pada konsentrasi materi. Hubungan It/Io sebagai
Transmitansi (T) dan ion Io/It sebagai Absorbansi, akan menghasilkan persamaan
A = 
.b.c yang dikenal sebagai Hukum
Lambert Beer.
.b.c yang dikenal sebagai Hukum
Lambert Beer.
Hukum
tersebut bekerja baik untuk larutan yang konsentrasinya rendah, akan menjadi
tidak linear pada konsentrasi tinggi. Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa
Persamaan Hukum Lambert Beer menyerupai persamaan garis lurus y = a + bx.
Dengan kata lain Absorbansi cahaya dari suatu larutan secara langsung
berbanding lurus dengan konsentrasi larutan.
Untuk
penentuan konsentrasi sampel dapat dipersiapkan satu seri larutan standart yang
memiliki substansi yang sama dengan sampel (matrik), jika dibuat grafik
terhadap harga Absorbansinya akan diperoleh Kurva Kalibrasi. Konsentrasi sampel
diperoleh dengan mengeplotkan harga Absorbansi sampel kedalam Kurva standart
tersebut.
Analisa
nitrogen dalam air yang umum dilakukan adalah dalam bentuk nitrat (NO3),
nitrit (NO2) dan amoniak (NH3).
Penentuan
unsur nitrogen di dalam air termasuk air limbah perlu dilakukan karena
berhubungan dengan kebutuhan nitrogen untuk kehidupan.
Keperluan
nitrogen oleh makhluk hidup adalah sebagai pembentuk sangat vital, protein.
Namun dalam keadaan tidak normal senyawa-senyawa dalam siklus nitrogen dapat
membahayakan kehidupan.
Siklus
nitrogen dikelompokkan menjadi 3, yaitu nitrogen bebas, nitrogen anorganik dan
nitrogen organik.
Nitrogen
bebas adalah senyawa nitrogen itu sendiri (N2).
Nitrogen
anorganik ada dalam bentuk nitrat (NO3), nitrit (NO2) dan
amoniak (NH3).
Nitrogen
organik adalah nitrogen yang terikat oleh senyawa organik dalam bentuk ion tri
negatif, misalnya protein, peptida, asam nukleat, urea dan termasuk banyak
bahan-bahan organik sintetik (jadi bukan seluruh nitrogen yang terdapat di
dalam bahan organik).
Nitrit
merupakan nitrogen teroksidasi sebagai hasil dari intermediate reaksi redoks
nitrogen, oksidasi dari ammonia ke nitrat dan sebaliknya reduksi dari nitrat ke
ammonia. Reaksi redok yang disebut sebagai reaksi amonitrat dapat terjadi pada tumbuhan pengelola limbah, sistem
distribusi air, dan di dalam air alam.
Nitrit
dalam suasana asam di dalam air dapat membentuk asam nitrit, yang dapat
bereaksi dengan amino sekonder (RR’NH) membentuk nitrosamin (RR’N-NO) yang
diantaranya dikenal menjadi carsinogen.
Nitrit
dalam suasana asam pada pH 2,0 – 2,5 akan bereaksi dengan asam sulfanilamid
(SA) dan N-(1-naphthyl) ethylene diamin dihidrochloride (NED dihidrochloride)
membentuk azo yang berwarna merah keunguan. Warna yang terbentuk diukur
absorbansinya secara spektrofotometri pada panjang gelombang maksimum 543 nm.
III.
Alat dan Bahan
Alat
1. Spektrofotometri sinar tampak dengan kuvet silica
2. Labu ukur 25 mL 2 buah
3. Labu ukur 100 mL 1 buah
4. Pipet ukur 5 mL 2 buah
5. Pipet ukur 10 mL 1 buah
6. Gelas piala 100 mL 2 buah
7. Erlenmeyer 25 mL 7 buah
8. Pipet tetes 2 buah
9. Drug ball 1 buah
Bahan
1. Air suling bebas nitrit
Buat
air suling bebas nitrit dengan salah satu cara di bawah ini:
a. Dengan cara ozonisasi terhadap air demineralisasi.
b. Ke dalam 1000 mL air suling tambahkan sedikit
kristal KmnO4 (+ 5 mg) dan Ba(OH)2 atau Ca(OH)2
(+ 5 mg). Destilasi dengan menggunakan borosilikat. Buang 50 mL destilat
pertama lalu tampung destilat. Destilat harus bebas permanganat (tes dengan
menambahkan larutan DPD (N,N-Dietil-p-Phenilendiamin),
warna merah menunjukkan adanya permanganat.
c. Ke dalam 1000 mL air suling tambahkan 1 mL H2SO4
p dan 0,2 mL larutan MnSO4 (36,4 g MnSO4.H2O /
100 mL air suling). Tambahkan 1-3 mL larutan KmnO4 (400 mg KmnO4
/ 1000 mL air suling). Destilat seperti no. b di atas.
2. Kertas saring bebas nitrit berukuran 0,45 µm.
3. Larutan sulfanilamida, H2NC6H4SO2NH2.
Larutkan 5 g sulfanilamida dalam campuran 300 mL air suling dan 50 mL HCl
pekat. Encerkan dengan air suling sampai 500 mL.
4. Larutan NED Dihidroklorida. Larutkan 500 mg
N-(1-naphthyl)-ethylene diaminedihidrochlorida (NED Dihidroklorida) dalam 500
mL air suling. Simpan dalam botol gelap dalam refrigerator. Ganti setiap bulan
atau bila berwarna coklat.
5. Larutan induk nitrit, 250 mg/L NO2-N.
Larutkan 1,232, g NaNO2 dalam air suling bebas nitrit dan tepatkan sampai 1000
mL. Awetkan dengan 1 mL CHCl3.
IV.
Prosedur Kerja
1.
Persiapan dan Pengawetan Contoh Uji
Persiapan Contoh Uji
a) Saring air suling dengan kertas saring bebas
nitrit yang berukuran pori 0,45 µm, tampung hasil saringan. Larutan ini
digunakan sebagai blanko penyaringan.
b) Saring contoh uji dengan kertas saring bebas
nitrit yang berukuran pori 0,45 µm.
c) Masukkan contoh uji ke dalam botol gelas berwarna
gelap bebas dari kontaminasi nitrit
Pengawetan Contoh Uji
Contoh uji disimpan pada pendingin 4oC
dengan waktu penyimpanan tidak lebih dari 48 jam.
2.
Persiapan Pengujian
Pembuat
Larutan Kerja Nitrit, NO2-N
a) Pipet 0,0 mL; 0,5 mL; 1,0 mL; 2,5 mL; 5,0 mL dan
10,0 mL larutan baku nitrit (0,5 mg/L) masing-masing ke dalam labu ukur 25 mL.
b) Tambahkan air suling sampai tepat tanda tera sehingga
diperoleh kadar nitrit, NO2-N:0,00 mg/L; 0,01 mg/L; 0,02 mg/L; 0,05 mg/L; 0,10
mg/L dan 0,20 mg/L.
3.
Pengukuran Panjang gelombang maksimum (λmaks)
a) Pilih salah satu larutan standart tersebut di atas
(mis 0,05 ppm) masukkan dalam cuvet, dan tentukan panjang gelombang yang
mempunyai absorbansi maks.
b) Gunakan panjang gelombang maks (hasil a) untuk
pengukuran semua larutan.
4.
Pembuatan Kurva Standar
a) Optimalkan spektrofotometer sesuai petunjuk
penggunaan alat.
b) Ke dalam masing-masing 25 mL larutan kerja tambahkan
0,5 mL larutan sulfanilamida, kocok dan biarkan 2 menit sampai dengan 8 menit.
c) Tambahkan 0,5 mL larutan NED dihidrochlorida,
kocok dan biarkan selama 10 menit dan segera lakukan pengukuran absorbansi
(pengukuran tidak boleh dilakukan lebih dari 2 jam).
d) Baca masing-masing absorbansinya pada panjang
gelombang langkah c,b).
e) Buat kurva kalibrasinya (Linieritas kurva
kalibrasi (r) harus > 0,99).
5.
Cara Uji Contoh Uji
a) Pipet 25 mL contoh uji, masukkan ke dalam
Erlenmeyer 50 mL.
b) Tambahkan 0,5 mL larutan sulfanilamida, kocok dan
biarkan 2 menit sampai dengan 8 menit.
c) Tambahkan 0,5 mL larutan NED dihidrochlorida,
kocok biarkan selama 10 menit dan segera lakukan pengukuran (pengukuran tidak
boleh dilakukan lebih dari 2 jam).
d) Baca absorbansinya pada panjang gelombang langkah
c,b).
6.
Perhitungan
a) Masukkan hasil pembacaan absorbansi contoh uji ke
dalam kurva kalibrasi.
b) Kadar nitrit adalah hasil pembacaan larutan
konsentrasi contoh uji dari kurva kalibrasi.
c) Bandingkan jika perhitungan konsentrasi nitrit
dalam sampel menggunakan persamaan garis lurus y = a + bx
V.
Data Percobaan dan Pembahasan
Data Percobaan
Data
Analisis dari Spektrofotometer UV-VIS Larutan Standar :
|
Larutan
|
Konsentrasi (X)
|
Absorbansi (Y)
|
|
1
|
0,20 ppm
|
0,613
|
|
2
|
0,10 ppm
|
0,333
|
|
3
|
0,05 ppm
|
0,122
|
|
4
|
0,02 ppm
|
0,072
|
|
5
|
0,01 ppm
|
0,039
|
Data Analisis dari Spektrofotometer
UV-VIS Larutan Sampel :
|
Stasiun
|
Absorban (y)
|
|
I
|
1,440
|
|
II
|
0,016
|
|
III
|
0,008
|
|
IV
|
0,039
|
Pembahasan :
Larutan Standar
a. Dengan metode grafik yang diolah dengan microsoft
excell :
Diperoleh persamaan :
y
= 3,0774x + 0,0019
di mana : m = 3,077
R2
= 0,9921
R
= 0,996
b. Dengan hukum Lambert Beer
R = 0,996
έ = A/b.c
Tabel larutan standar
|
Absorbansi (A)
|
Tebal kuvet (b)
|
Konsentrasi sampel (c)
|
Absortivity molar (έ)
|
|
0,613
|
1 cm
|
0,20 ppm
|
3,065
|
|
0,332
|
1 cm
|
0,10 ppm
|
3,332
|
|
0,122
|
1 cm
|
0,05 ppm
|
2,440
|
|
0,072
|
1 cm
|
0,02 ppm
|
3,600
|
|
0,039
|
1 cm
|
0,01 ppm
|
3,900
|
|
Rata-rata
|
|
3,2674
|
|
Dari 2 perhitungan
tersebut diperoleh
m = 3,0774
έ
= 3,2674
karena nilai m
mendekati nilai έ, berarti ada hubungan antara hukum Lambert Beer dengan metode
grafik.
Larutan Sampel
Perhitungan kadar ion nitrit masing-masing stasiun :
Dari persamaan y = 3,0774x + 0,0019
y
= mx +c
m = 3,0774
c = 0,0019
untuk mencari kadar ion nitrit masing-masing stasiun :
x = (y –
c)/m
Tabel larutan sampel
|
Stasiun
|
Absorban (y)
|
Slope (m)
|
Konstanta (c)
|
Kadar ion nitrit (x)
|
|
1
|
1,440
|
3,0774
|
0,0019
|
0,4673 mg/L
|
|
2
|
0,016
|
3,0774
|
0,0019
|
0,0046 mg/L
|
|
3
|
0,008
|
3,0774
|
0,0019
|
0,0019 mg/L
|
|
4
|
0,039
|
3,0774
|
0,0019
|
0,0121 mg/L
|
Baku mutu kadar nitrit sebagai N = 0,06 mg/L
Diagram batang antara
absorbansi dan kadar nitrit masing-masing stasiun yang diolah dengan microsoft
excell:
Dari keempat stasiun
yang memiliki kadar nitrit paling banyak pada stasiun I disusul stasiun IV,
lalu stasiun II dan stasiun III.
Stasiun I memiliki
kadar nitrit paling banyak karena masih berada di luar rawa dan berada di
aliran sungai yang masuk ke rawa (inlet). Di aliran sungai dimungkinkan ada
bahan-bahan yang larut dalam air sungai baik yang organik maupun anorganik yang
cukup banyak baik dari limbah rumah tangga atau lainnya. Sedangkan pada stasiun
II dan III yang berada di badan rawa memiliki kadar nitrit karena dimungkinkan
karena banyaknya tanaman enceng gondok dan vegetasi lain yang menyerap
bahan-bahan tercemar, sehingga tanaman-tanaman di sini berperan sebagai
fitoremediasi.
Sedangkan di stasiun
IV (outlet) agak bertambah kadar nitritnya dimungkinkan karena sebelum air
keluar ada penambahan bahan-bahan pencemar rumah tangga atau yang lain sebelum
keluar, meskipun sebagian besar terserap juga oleh tanaman enceng gondok
Meskipun demikian jika
dibandingkan dengan baku mutu N dalam lampiran PP No. 82 tahun 2001 sebesar
0,06 mg/L, maka dapat dikatakan air Rowo Jombor masih memilki kualitas air yang
baik, karena kadar N masih jauh di bawah batas dalam baku mutu N tersebut. .
Beban Pencemaran
Beban pencemaran ion nitrit untuk stasiun I dan IV :
Dari data debit air stasiun I dan IV
|
Titik
Sampel
|
Luas penampang (A)
|
Kecepatan aliran air (V)
|
Debit air (Q)
|
|
Inlet (I)
|
1,6110 m2
|
0,1818 m/s
|
0,2929 m3/s
|
|
Outlet (IV)
|
1,5255 m2
|
0,2262 m/s
|
0,3451 m/s
|
Dan konsentrasi nitrit di stasiun I dan IV :
0,4673 mg/L dan 0,0121 mg/L
Beban pencemaran =
Debit x konsentrasi nitrit
Inlet (I) Beban pencemaran = 0,2929 x 0,4673 =
0,1369 mg/detik
Outlet (IV) Beban
pencemaran = 0,3451 x 0,0121 = 0,0042 mg/detik
Diagram batang antara debit air dengan stasiun
I (inlet) dan stasiun IV (outlet) diolah dengan microsoft excell
Dari diagram
tersebut nampak pada stasiun I memiliki kandungan pencemaran nitrit yang agak
banyak daripada stasiun IV ada perbedaan yang jauh antara debit air dengan
beban pencemaran nitrit. Karena pada stasiun I
kemungkinan mendapat bahan-bahan pencemar dari rumah tangga atau
lainnya, tetapi akhirnya setelah keluar pada stasiun IV kadar nitrit sudah
berkurang banyak hanya tinggal sedikit karena sudah terserap oleh tanaman
enceng gondok atau vegetasi laina. dengan demikian air Rowo Jombor ditinjau
dari sini juga masih mempunyai kualitas yang baik.
VI.
Kesimpulan
1. Kandungan Nitrit stasiun I = 0,4673 mg/L, stasiun
II = 0,0046 mg/L, stasiun III = 0,0019 mg/L dan stasiun IV = 0,0131 mg/L masih
dibawah baku mutu nitrit sebagai N sebesar 0,06 mg/L. Sehingga kualitas air
Rowo Jombor masih tergolong baik.
2. Beban pencemaran di stasiun I (inlet) dan stasiun
IV (outlet) sebesar 0,1369 mg/detik dan 0,0042 mg/detik. Sehingga beban
pencemaran masih tergolong rendah, jadi kualitas air Rowo Jombor masih tergolong
baik
Daftar
Pustaka
Lambock V
Nahattans (Deputi Sek Kab Bidang Hukum dan Undang-undang). 2001. Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian
Pencemaran Air. Lampiran PP No. 82 Tahun 2001 Tanggal 14 Desember 2001,
Jakarta.
Susila
Kristaningrum. Handout Spektroskopi Ultra Violet dan Sinar Tampak (Spektroskopi
UV-VIS).
Tri Martini dan
Retno Hartati. 2015. Petunjuk Praktikum
IPA Terpadu. Sub Lab Kimia UPT Lab Pusat MIPA UNS Surakarta.
Yustina Ida HRP. 2009. Penentuan
Kadar Nitrit Pada Beberapa Air Sungai di Kota Medan Dengan Metode
Spektrofotometri (Visibel). FMIPA, USU:Medan
