METODE ELEKTRODA SELEKTIF ION NITRAT UNTUK PENGUJIAN NITRAT DALAM AIR

ISSN 0216 - 3128

Purwanto A., dkk.

123

METODE ELEKTRODA SELEKTIF ION NITRAT UNTUK PENGUJIAN NITRAT DALAM AIR Purwanto A, dan Samin P Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan – BATAN, Yogyakarta

ABSTRAK METODE ELEKTRODA SELEKTIF ION NITRAT UNTUK PENGUJIAN NITRAT DALAM AIR. Telah dilakukan penelitian pengujian nitrat-nitrogen (NO3--N) dengan metode potensiometri elektroda selektif ion (ESI) menggunakan potensiometer Metrohm dengan elektroda selektif ion nitrat dan pembanding Ag/AgCl. Kurva standar dibuat dengan kisaran konsentrasi 1-50 ppm dalam larutan pengatur kuat ion (NH4)2SO4, asam borat, asam sulfamat. Dari kurva standar diperoleh hubungan linier antara Log [NO3--N] terhadap potensial (mV) pada kisaran konsentrasi 2-50 ppm, faktor Nernst antara 49 – 52 mV perdekade, waktu tanggap elektroda 5 menit. Validasi metode dilakukan dengan menentukan akurasi, presisi dan batas deteksi. Presisi ditentukan dari koefisien variansi terhadap larutan NO3--N konsentrasi 2, 3, 4 dan 5 ppm dengan 7 pengulangan, diperoleh koefisien variansi antara 0,37% - 1,6%. Uji perolehan kembali (recovery) terhadap 2, 4, 6 dan 8 ppm standar nitrat yang ditambahkan ke dalam cuplikan diperoleh antara 99,88 – 106,89%. Batas deteksi ditentukan dari kurva standar diperoleh 0,60 ppm. Metode ini diterapkan untuk menganalisis nitrogen-nitrat dalam air limbah industri mineral A/KL-P2 diperoleh konsentrasi rerata 48,259 + 1,030 ppm, dalam air sungai TBB/H-2 diperoleh 1,972 + 0,045 ppm. Kata Kunci : elektroda selektif ion nitrat

ABSTRACT NITRATE ION SELECTIVE ELECTRODE METHOD FOR THE DETER-MINATION OF NITRATE ION IN WATERS SAMPLE. The determination of nitrate ion in industrial water and river water with nitrate ion selective electrode Metrohm and reference electrode Ag/AgCl double jounction has been carried out. Calibration curve was made from the concentration range of nitrate ion is 1.0 and 50 ppm in ionic strength adjustment (ISA) solution of 0.04 M (NH4)2SO4, boric acid and sulfamic acid. From standard calibration curve between potential (mV) versus nitrate concentration, it was found that the NO3- electrode calibration gave Nernst factor of 49 – 52 mV at NO3- ion concentration ranges of 2 to 50 ppm, response time of 5 minutes. The accuracy determined with recovery test by addition of 2, 4, 6 and 8 ppm nitrate standard to the sample solution, gave values between 99.88 – 106.89%., precision from coeficient of variation (CV) is 0.37% - 1.6%, and detection limit is 0.6 ppm respectively. The application of this methode for the determination of nitrogen-nitrate in industrial water and river water. The NO3--N concentration results in mineral industries water A/KL-P2 is 48.259 + 1.030 ppm, and river water TBB/H-2 is 1.972 + 0.045 ppm. Keyword : nitrate ion selective electrode

PENDAHULUAN

V

alidasi merupakan konfirmasi melalui pengujian dan pengadaan bukti yang obyektif bahwa persyaratan tertentu untuk tujuan khusus dipenuhi. Menurut SNI 19-17025-2008, salah satu klausulnya menyebutkan bahwa laboratorium harus memvalidasi metode tidak baku, metode yang dikembangkan, dan metode baku yang digunakan di luar lingkup yang dimaksudkan(1). Hasil uji yang absah apabila hasil validasinya diperoleh akurasi (ketepatan) dan presisi (kecermatan) yang baik. Akurasi dinyatakan dengan nilai recovery yang dihitung dari kadar terukur dibagi dengan kadar diketahui dikalikan 100

%, jika nilainya berada pada rentang 90-110% maka metode ini dikatakan baik. Presisi metode analisis dihitung berdasarkan Coefficient of Variation (CV) yang dihitung dari simpangan baku dibagi nilai ratarata dikalikan 100%, jika nilainya kurang dari 2 % maka metode ini presisinya baik.(2) Metode uji memegang peranan yang sangat penting dalam memperoleh hasil uji dengan akurasi dan presisi tinggi. Salah satu alat uji yang mendukung laboratorium penguji di PTAPB BATAN adalah Potensiometer dengan Elektroda Selektif Ion (ESI) nitrat buatan Metrohm Switzerland dan ruang lingkup pengujian antara lain contoh uji air, air limbah dan cuplikan lingkungan. Sehingga tujuan penelilian ini adalah melakukan validasi metode

Prosiding PPI - PDIPTN 2010 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 20 Juli 2010

124

ISSN 0216 - 3128

elektroda selektif ion (ESI) nitrat untuk pengujian nitrogen-nitrat dalam air. Telah diketahui bahwa ion NO3- merupakan bahan kimia kontaminan akut yang dilepaskan ke penyedia air melalui limbah manusia dan ternak dan pupuk.. Air hujan atau irigasi dapat membawa nitrat turun melalui tanah ke air tanah sehingga air minum dapat terkontaminasi nitrat bila diambil dari sumber ini. Ion nitrat ditemukan dalam air alam berasal dari berbagai sumber alami dan buatan manusia. Nitrat merupakan sumber utama nitrogen yang dibutuhkan oleh tumbuh-tumbuhan dan binatang untuk sintesis asam amino dan protein. Kebanyakan nitrogen di bumi terdapat di atmosfer dalam bentuk gas nitrogen, N2. Melalui proses yang disebut siklus nitrogen(3), gas nitrogen dirubah ke dalam bentuk yang siap pakai oleh tumbuh-tumbuhan dan binatang. Konversi ini meliputi produk industri dari pupuk, proses alam seperti fiksasi nitrogen tumbuhan, peruraian tanaman dan binatang dan berbagai limbah. Dalam air alam konsentrasi nitrat biasanya kurang dari 1 mg/L, sumber buatan manusia menjadi naik di atas 3 mg/L. Sumber ini bisa berasal dari kotoran binatang, runoff dari pemberian pupuk, atau perlakuan dari berbagai air limbah. Dalam air minum dengan tingkat konsentrasi diatas 10 mg/L potensial menyebabkan penyakit fatal bagi bayi yang disebut methemoglobinemia, atau BlueBaby Syndrome.(3) Dalam penyakit ini haemoglobin dikonversi oleh nitrat kedalam bentuk senyawa yang menghambat transport oksigen. Pencemaran nitrat dalam air permukaan dan air alam menjadi masalah besar ekologi dalam beberapa area pertanian. Suplai air minum perlu diuji kadar nitrogen-nitrat pada setiap kurang dari 2-3 tahun untuk mengetahui ada tidaknya kenaikan senyawa nitrogen nitrat, nitrit dan amonia(8). Metoda elektroda selektif ion nitrat merupakan salah satu metode analisis elektrokimia yang dapat digunakan untuk analisis kuantitatif, penentuan kandungan nitrat dalam air. Penggunaan elektroda selektif ion (ESI) dalam analisis kimia sangat luas karena selektivitasnya tinggi, relatif murah, cepat, tidak memerlukan perlakuan awal yang rumit dan dapat digunakan untuk pengujian anion maupun kation. Dalam beberapa aplikasinya metode ESI menjadi alternatif pengganti metode analisis yang telah ada dengan nilai kelebihan dalam hal efisiensi dan kesederhanaan dalam pengukurannya, akan tetapi kelemahan metode ESI ini kestabilannya rendah.(4) Elektroda selektif ion berdasarkan jenis ion sensitif membran yang digunakan dalam konstruksinya digolongkan menjadi 3, yaitu : elektroda membran padat (solid-state) membran cair

Purwanto A., dkk.

(liquid) dan membran gelas. Elektroda ion selektip nitrat termasuk dalam elektroda membran cair (liquid) ion-exchange berisi plastik inert porous substrat yang dijenuhkan dengan air tidak bercampur (immisible) dengan pelarut organik yang mengandung garam anorganik dari ion yang diukur.

DASAR TEORI Respon dari suatu elektroda selektif ion adalah potensial sebagai fungsi dari aktivitas ion atau konsentrasi dalam larutan. Bila aktivitas naik maka potensial elektroda menjadi lebih positip bila elektrodanya adalah sensor kation, menjadi lebih negatif jika elektroda sensor untuk anion. Bila potensial elektroda dari suatu elektroda diukur terhadap elektroda pembanding, diperoleh harga potensial sebanding dengan logaritma aktivitas atau konsentrasi ion. Hubungan antara potensial elektroda dengan aktivitas ion ditunjukkan dengan persamaan Nernst sebagai berikut :

E = E a + 2,303

RT log a nF

Dimana : E

:

Ea

:

R

:

T F a

: : :

adalah total potensial dari sistem yang diukur adalah bagian dari total potensial terhadap elektroda pembanding dalam larutan adalah konstante gas umum (8,314 J.K1 .mol-1) adalah derajat Kelvin, n muatan ion adalah bilangan Faraday (96,485 C.mol-1) adalah aktivitas ion dalam larutan cuplikan

Untuk sepuluh kali perubahan dalam aktivitas ion, potensial elektroda (pada 25 0C) berubah dengan 59,2 mV jika ion yang diukur adalah monovalen dan 29,6 mV jika yang diukur adalah divalen. Akan tetapi dalam prakteknya sering diperoleh slope elektroda yang lebih kecil atau kurang dari teori dan hal ini menyebabkan kesalahan pengukuran jika kompensasi tidak dipenuhi.(4).

BAHAN DAN TATAKERJA Bahan Larutan standar ion NO3- dari KNO3 , larutan ISA (Ionic Strength Adjustor) campuran dari (NH4)2 SO4 0,04M, asam sulfamat H2NSO3H, asam borat kloroform H3BO3, perak asetat AgCH3COO, CHCl3, asam sulfat H2SO4, semua bahan buatan Merck berkualitas p.a., akuabides.


ISSN 0216 - 3128

Purwanto A., dkk.

125

3. Verifikasi elektroda selektif ion NO3-

Peralatan Alat uji yang digunakan adalah Potensiometer 654 pH buatan Metrohm dilengkapi dengan elektroda selektif ion NO3-, elektroda pembanding Ag/AgCl double junction, motor pengaduk magnet. Alat–alat pendukung adalah neraca analitik Sartorius, oven, eksikator, mikro pipet, labu takar, beker polietilen, stop watch, serta alat–alat laboratorium lainnya. Tata kerja : 1. Pembuatan larutan − Larutan standar NO3- -N, konsentrasi 100 ppm KNO3 dikeringkan dalam oven pada suhu 105 0C selama 24 jam, kemudian ditimbang 0,7218 g KNO3 dilarutkan dalam akuabides hingga volume 1 L dengan adanya 2 mL kloroform (CHCl3) sebagai pengawet, larutan ini stabil untuk 6 bulan.(5) − Larutan pengatur kuat ion (ionic strength adjuster, ISA) Ditimbang kristal ammonium sulfat, (NH4)2SO4 13,2140 gram, asam sulfamat, H2NSO3H 3,1554 gram, asam borat, H3BO3 1,5458 gram, dilarutkan dalam akuabides hingga volume 100 mL, pH ditepatkan 3,0 dengan H2SO4 encer. − Larutan AgCH3COO 0,06 M Ditimbang 1,0015 gram AgCH3COO dilarutkan dalam akuabides sambil diaduk dan dipanaskan, setelah dingin volume ditepatkan 100 mL. 2. Pengkondisian elektroda − Sebelum sel elektrokimia digunakan untuk pengujian ion nitrat perlu dilakukan pengkondisian dengan cara elektroda dicelupkan sambil diaduk ke dalam larutan KNO3 0,01 M atau dengan larutan standar NO3- -N, konsentrasi terendah dalam kisaran konsentrasi kurva standar yaitu 1 atau 2 ppm, selama 1 hingga 2 jam, laman perendaman tergantung elektroda itu baru digunakan atau periode lama tidak digunakan. Kemudian sel dicuci dengan akuabides berulangkali, potensial akuabides diukur potensialnya demikian pula untuk larutan blanko. Untuk pengukuran berikutnya diusahakan agar potensial larutan blanko mirip dengan potensial blanko pada pengukuranpengukuran sebelumnya.

− Uji verifikasi ditentukan berdasarkan harga potensial elektroda selektif ion relatif terhadap elektroda pembanding Ag/AgCl. Penentuan linieritas kurva, nilai faktor Nernst, waktu tanggap elektroda, sehingga dalam pelaksanaannya disiapkan larutan mengandung nitrat sebagai berikut : − Dibuat satu deret larutan standar NO3--N dalam larutan ISA : (NH4)2SO4 0,04 M, asam borat, asam sulfamat, pH 3,0. dengan variasi konsentrasi adalah : 1,0 ; 2,0 ; 3,0 ; 4,0 ; 5,0 ; 10,0 ; 20,0 dan 50,0 ppm. Larutan dituangkan ke dalam beker plastik (polipropylen) 50 mL, diaduk dengan motor pengaduk magnit dan dilakukan pengamatan potensial masing–masing larutan untuk selang waktu 1 hingga 10 menit. Dibuat kurva kalibrasi antara potensial (mV) terhadap logaritma konsentrasi ion NO3--N (ppm) dan harga slope dari persamaan garis kurva kalibrasi merupakan harga faktor Nernst (2,303 RT/nF). Harga faktor Nernst memenuhi persyaratan apabila pada suhu 25 0 C berada dalam kisaran 54 + 5 mV atau 57,1 + 5 mV perdekade.(6,7) 4. Penentuan akurasi, uji perolehan kembali (recovery) − Untuk menentukan uji recovery dilakukan pembuatan kurva kalibrasi standar ion nitrat (NO3- ) konsentrasi 1,0 – 20 ppm dalam larutan ISA (ionic strength adjustor) amonium sulfat 0,04 M pH 3,0. Kurva kalibrasi ini digunakan untuk menentukan kadar ion NO3- dalam contoh air limbah A/KL-P2 Tailing. Selanjutnya ke dalam larutan contoh tersebut di spike dengan larutan standar ion nitrat (NO3- ) konsentrasi 2, 4, 6, dan 8 ppm dan dihitung harga konsentrasi ion NO3- nya. Prosen recovery dihitung dari selisih konsentrasi ion NO3standar hasil analisis dan harga sesungguhnya dikalikan 100. Sedangkan presisi ditentukan dengan menghitung simpangan baku (Sd) dari tujuh pengujian larutan, dan koefisien variasi (CV) dihitung sebagai berikut : % CV

=

S d X

x 100

5. Penentuan batas deteksi metode − Dilakukan dengan cara uji statistika terhadap kurva kalibrasi standar antara potensial (mV) terhadap log konsentrasi ion NO3- (ppm)


ISSN 0216 - 3128

126

dengan menghitung harga limit of detection (Lod) dengan rumus :

∑ (y

SB =

i

) 2 − y)

i

n − 2

simpangan baku blanko dihitung dari kurva kalibrasi standar, kemudian ditentukan harga Y, Y = YB + 3SB, YB adalah harga ordinat kurva kalibrasi yang tidak melalui titik nol (potensial blanko). Setelah harga Y diperoleh kemudian diplotkan ke dalam kurva kalibrasi akan diperoleh harga X yaitu limit/batas deteksi metode 6. Penentuan konsentrasi ion NO3--N dalam contoh uji a. Dengan cara kurva standar (langsung) Larutan contoh masing–masing dipipet sejumlah 25 mL dimasukkan ke dalam beker gelas, pH diatur antara 3-4 dengan ditambah asam sulfat encer bertetes-tetes, kemudian ditambah 5 mL larutan AgCH3COO, bila terjadi endapan disaring. Filtrat ditampung dalam labu takar 50 mL ditambah 2 mL larutan ISA (NH4)2SO4 0,2 M. Larutan diencerkan hingga batas sehingga larutan ISA mempunyai konsentrasi 0,04M. Larutan yang terjadi diukur potensialnya pada waktu tanggap 5 menit. Konsentrasi ion NO3ditentukan menggunakan kurva kalibrasi standar dikalikan dengan faktor pengenceran. b. Dengan cara standar adisi (metode selisih kenaikan standar ) Larutan contoh masing–masing dipipet sejumlah 25 mL dimasukkan ke dalam beker gelas, pH diatur antara 3-4 dengan ditambah asam sulfat encer bertetes-tetes, kemudian ditambah 5 mL larutan Ag-CH3COO, bila terjadi endapan disaring. Filtrat ditampung dalam labu takar 50 mL ditambah 2 mL larutan ISA NH4- sulfat 0,2M. Larutan yang terjadi diukur potensialnya pada waktu tanggap 5 menit. Selanjutnya ke dalam larutan contoh tersebut di adisi dengan larutan standar ion nitrat (NO3- ) 1000 ppm, volume tertentu (µL) sehingga konsentrasi nitrat yang ditambahkan (∆C) : 2, 4, 6, dan 8 ppm, setiap penambahan standar diukur potensialnya, konsentrasi ion NO3- dalam contoh uji (Cs) dihitung dengan persamaan(4): ⎡ Cs = ∆C ⎢ ⎣ 10

Cs

:

1 ∆E / S

⎤ − 1 ⎥⎦

konsentrasi spesies yang diukur

Purwanto A., dkk.

∆C

:

S ∆E

: :

perubahan konsentrasi disebabkan kenaikan atau penurunan konsentrasi disebabkan ion analit faktor Nernst atau slope elektroda perubahan potensial olek karena perubah-an konsentrasi

HASIL DAN PEMBAHASAN Metode elektroda selektif ion telah banyak digunakan dalam berbagai analisis kuantitatif untuk menentukan kandungan kation maupun anion. Elektroda selektif ion merupakan sensor elektrokimia potensiometri yang berfungsi sebagai indikator keberadaan dan kuantitas analit. Elektroda selektif ion nitrat dalam konstruksinya sebagai sensor menggunakan jenis membran cair (liquid) ion-exchange berisi plastik inert porous. Sebelum digunakan untuk pengujian, dilakukan uji verifikasi dengan penentuan linieritas kurva, kisaran konsentrasi yang memenuhi pers. Nernst, waktu tanggap elektroda dan faktor Nernst. Kurva standar ion NO3--N dibuat dengan kisaran konsentrasi 1,0 ppm hingga 50 ppm dalam larutan pengatur kuat ion terdiri dari campuran ammonium sulfat, asam borat, asam sulfamat pH 3,0. Diperoleh hubungan linier antara Log [NO3- -N] terhadap potensial, pada kisaran konsentrasi 2-50 ppm dengan koef, korelasi (r) = 0,995, sedangkan waktu tanggap adalah 5 menit. Salah satu contoh data pengamatan potensial (mV) terhadap konsentrasi NO3- -N, yang diamati dari menit pertama hingga 10 menit ditunjukkan pada Tabel 1. Dari beberapa kali pembuatan kurva kalibrasi standar dengan rentang konsentrasi 2,0 – 50 ppm, diperoleh harga faktor Nernst berkisar antara 52 mV–49 mV, sedangkan untuk kisaran konsentrasi 1,0 – 50 ppm diperoleh harga yang lebih rendah (Tabel 1) di bawah. Disamping itu turunnya harga faktor Nernst disebabkan oleh faktor usia pemakaian elektroda, dalam instruction manual Metrohm (5) disebutkan bahwa rata-rata durasi pada pemakaian ½ tahun, hal ini disebabkan oleh sifat kimia bahan sensor membran polimer dibatasi oleh lamanya penyimpanan. Usia pemakaian elektroda selektif ion nitrat ditentukan oleh bahan aktif dan plasticizer yang digunakan. Dengan bertambahnya waktu, sensitivitas respon elektroda menunjukkan penurunan. Kurva standar antara logaritma konsentrasi NO3- - N terhadap potensial (mV) ditunjukkan pada Gambar 1di bawah. Batas deteksi ditentukan secara perhitungan statistik dari persamaan regresi kurva standar ditunjukkan pada Tabel 2 di bawah. Dari kurva standar diperoleh persamaan regresi : Y = -52,5306 X + 203,7306 r = 0,991


ISSN 0216 - 3128

Purwanto A., dkk.

127

Tabel 1. Potensial (mV) yang diamati dari menit ke 1 hingga 10 menit untuk konsentrasi ion NO3 - - N : 1 – 50 ppm Konsentrasi

Potensial Elektroda (mV) diamati pada menit ke

(ppm)

Log C

1'

1'

3'

4'

5'

5'

10'

10'

1

0,000

209,4

-

-

-

208,4

-

208,0

-

2

0,301

196,2

196,2

196,5

196,6

196,8

196,8

197,4

197,4

5

0,699

179,5

179,5

179,9

180,0

180,2

180,2

180,8

180,8

10

1,000

165,1

165,1

164,9

165,0

165,0

165,0

165,3

165,3

20

1,301

148,9

148,9

149,0

149,2

149,3

149,3

149,8

149,8

50

1,699

125,0

125,0

123,0

123,8

123,7

123,7

123,2

123,2

F.Nernst (B)

-50,915

-49,051

-52,381

-51,933

-49,320

-52,140

-49,428

-52,830

Intercpt (A)

213,855

211,559

215,041

214,853

211,667

215,140

211,940

216,130

Korelasi (R)

0,9969

0,9970

0,9955

0,9960

0,9951

0,9960

0,9936

0,9953

Y = Yb + 3 Sb = 215,4816

Potensial (mV) 225,0

Batas deteksi (LOD) dihitung dengan memasukkan harga Y ke persamaan regresi, dan diperoleh log X = - 0,2237 sehingga X = 0,597 ppm Jadi pada kisaran konsentrasi : 2-50 ppm, batas penentuan terendah adalah 0,6 ppm.

200,0 175,0 150,0 125,0 100,0 75,0 50,0 0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

Log [nitrat], ppm

Gambar 1. Kurva log konsentrasi NO3 -N, 2–50 ppm terhadap potensial (mV) yang diamati menit ke 5

Penentuan konsentrasi ion NO3--N dalam contoh uji a. Dengan cara kurva standar (langsung) Dengan menggunakan kurva kalibrasi standar untuk rentang konsentrasi NO3- -N 2,0 -20 ppm untuk menghitungan konsentrasi NO3- -N dalam contoh air limbah industri mineral ditunjukkan tabel 3 di bawah.

Standar deviasi blanko, Sb = SY / X =

∑ (Y

i

^

− Y) 2

n−2

=

61,37 = 3,9170 3

Tabel 2. Batas deteksi dihitung dari persamaan kurva standar Kons.NO3--N (ppm)

Log [NO3--N] (Xi)

Potensial (Yi)

Y

( Yi − Y ) 2

2 5 10 20 50

0,301 0,699 1,000 1,301 1,699

187,0 171,9 148,6 130,9 117,6

187,92 167,01 151,20 135,39 114,48

0,84 23,90 6,76 20,14 9,73

∧

∧

∧

Σ ( Yi − Y ) 2


= 61,37

ISSN 0216 - 3128

128

Purwanto A., dkk.

Tabel 3. Kadar NO3- -N dalam cuplikan air limbah industri mineral/ A/KLP2 Tailing, ditentukan dengan cara kurva standar (langsung) Sampel No

E (mV)

log C (regresi)

C (ppm)

CxP (ppm)

C rerata

Sd

CV (%)

1 2 3 4

209,4 208,5 209,1 209,2

0,3806 0,3980 0,3864 0,3845

2,405 2,500 2,435 2,420

48,100 50,000 48,700 48,400

48,800

0,837

1,714

1 2 3

212,2 209,2 209,4

0,3476 0,4086 0,4045

2,230 2,565 2,540

44,600 51,300 50,800

48,900

3,732

7,633

b. Dengan cara standar adisi (metode selisih kenaikan standar) Larutan contoh A/KL-P2 tailing di adisi dengan larutan standar ion nitrat (NO3- ) 1000 ppm, volume tertentu (mL) sehingga konsentrasi nitrat yang ditambahkan (∆C) : 2, 4, 6, dan 8 ppm, setiap penambahan standar diukur potensialnya, konsentrasi ion NO3- dalam contoh uji (Cs) dihitung dengan persamaan (4):

⎡ Cs = ∆C ⎢ ⎣ 10

1 ∆E / S

⎤ ; − 1 ⎥⎦

data percobaan dan perhitungan ditunjukkan pada Tabel 4. Contoh uji yang ditentukan dengan cara kurva standar langsung (Tabel 3.) dan yang ditentukan dengan cara standar adisi (Tabel 4.) diperoleh konsentrasi, standar deviasi dan koefisien korelasi yang hampir sama.

Tabel 4. Kadar NO3--N dalam cuplikan air limbah industri A/KL-P2 Tailing, ditentukan dengan cara adisi standar. NO3- -N 1000 ppm (mL) 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200

∆C (ppb)

E (mV)

∆E (mV)

10∆E/S-1

Cs (ppm)

Cs x P P=20

CsRerata (ppm)

Sd (ppm)

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00

209,4 194,9 186,9 181,1 176,4

-14,5 -22,5 -28,3 -33

0,9043 1,7168 2,5152 3,3313

2,212 2,330 2,385 2,401

44,323 46,784 47,900 48,221

46,807

1,767

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00

208,5 194,5 186,5 180,6 176

-14 -22 -27,9 -32,5

0,8624 1,6571 2,4533 3,2362

2,319 2,414 2,446 2,472

46,473 48,469 49,109 49,638

48,422

1,385

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00

209,1 195,2 187,3 181,5 177

-13,9 -21,8 -27,6 -32,1

0,8542 1,6336 2,4076 3,1616

2,341 2,449 2,492 2,530

46,922 49,166 50,042 50,810

49,235

1,682

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00

209,2 195,2 187,2 181,4 176,8

-14 -22 -27,8 -32,4

0,8624 1,6571 2,4380 3,2174

2,319 2,414 2,461 2,486

46,473 48,469 49,417 49,928

48,572

1,524

Uji validitas metode dengan menentukan presisi berdasarkan perhitungan koefisien variansi terhadap larutan NO3- -N konsentrasi 2, 3, 4 dan 5 ppm masing-masing 7 pengulangan, diperoleh harga presisi yang baik dengan koefisien variansi

antara 0,37 % - 1,6 % sedangkan menurut acuan < 2% (2). Uji perolehan kembali (recovery) terhadap 2, 4, 6, 8 ppm larutan standar nitrat yang ditambahkan ke dalam cuplikan diperoleh recovery berkisar antara 99,88 – 106,89 %, nilai ini berada pada


Purwanto A., dkk.

ISSN 0216 - 3128

rentang 90-110 %(2), sehingga dapat dikatakan bahwa alat dan metode uji mempunyai presisi dan akurasi yang baik. Larutan pengatur kuat ion, ISA pH 3 yang dibuat dari ammonium sulfat 0,04 M, asam sulfamat dan asam borat masing-masing 0,01 M berfungsi sebagai pengatur kuat ion sekaligus sebagai bufer dan untuk mengurangi gangguan matriks larutan cuplikan yang diuji. Ammonium sulfat sebagai pengatur kuat ion, asam sulfamat untuk mencegah gangguan dari ion nitrit, asam borat untuk mengatur pH 3 mengurangi gangguan dari bikarbonat(5).

KESIMPULAN 1. Dari hasil percobaan yang dilakukan diperoleh kesimpulan bahwa unjuk kerja elektroda selektif ion NO3- linier pada kisaran konsentrasi 2-50 ppm, dengan waktu tanggap 5 menit, diperoleh harga faktor Nernst di bawah acuan yaitu antara 49–52 mV perdekade konsentrasi. 2. Presisi yang ditentukan dari koef. variasi terhadap larutan NO3- -N konsentrasi 2, 3, 4 dan 5 ppm masing-masing 7 pengulangan, diperoleh presisi yang baik dengan koefisien variasi antara 0,37 % - 1,6 %, nilai ini memenuhi acuan < 2% (2) . Uji perolehan kembali (recovery) terhadap 2, 4, 6, 8 ppm larutan standar nitrat yang ditambahkan ke dalam cuplikan diperoleh recovery berkisar antara 99,88 – 106,89 %, sehingga dapat dikatakan alat dan metode uji mempunyai presisi dan akurasi yang baik. Batas deteksi metode ESI nitrat yang ditentukan dari kurva standar diperoleh sebesar 0,6 ppm. Hasil uji kadar ion NO3- dalam air limbah industri mineral A/KL-P2 diperoleh konsentrasi rerata 48,259 + 1,030 ppm, dalam air sungai TBB/H-2 diperoleh 1,972 + 0,045 ppm.

129

University of Adelaide, Australia, http://www.chemistry.adelaide.edu.au 5.

ANONIM., Standard Methods For The Examination of Water and Wastewater, 18 th Edition, American Public Health Association, Washington, 1992, (4500-NO3- D. Nitrate Electrode Method).

6.

ANONIM., Ion Selective Electrodes (ISE)., Metrohm Ion Analysis, Instruction for Use CH9100 Herisau (Switzerland)

7.

RUNDLE CHRIS C., Operating Instructions for ELIT Ion-Selective Electrodes, http://www.nico2000.net/analytical/nitrate.htm

8.

ANONIM., Nitrate Nitrite Nitrogen in Drinking Water, http://www.water research. net/nitrate.

9.

SAWYER DONALD T., Chemistry Experiments for Instrumental Methods, John Wiley & Sons Inc., Canada 1984.

10. ATIKAH., Fenomena Transport Ion Nitrat Pada Elektroda Selektif Ion Tipe Kawat Terlapis Membran Polivinilklorida Dengan Aliquat 336Nitrat., Kumpulan Abstrak Tesis A-Disertasi Doktor 2005, ITB Central Library A’s CD Collection. 11. YOKY EDY SAPUTRA., ”Verifikasi dan Validasi Metoda di Laboratorium”, Juli 2009, http//en, wikipedia.org/wiki/accuracy and precision.

TANYA JAWAB Wisjachudin Faisal

DAFTAR PUSTAKA

− Pengaruh unsur-unsur apa saja yang mengganggu jalannya analisis dengan ion selektif nitrat ?

1.

Purwanto

ANONIM., Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Pengujian dan Laboratorium Kalibrasi, SNI 19-17025-2005, Badan Standardisasi Nasional, Jakarta (2005)

2.

MULJA, M., dan HANWAR, D., PrinsipPrinsip Cara Berlaboratorium yang Baik (Good Laboratory Practice), Majalah Farmasi Airlangga, Vol. III, No.2, 2003.

3.

ANONIM., Determining The Amount of Nitrate in Water, Westminster College-SIM

4.

ANONIM., Determination of Nitrate Ion Levels in Water Samples by Use Of Ion Selective Electrode, Department of Chemistry The

• Unsur-unsur pengganggu adalah ion klorida dengan bikarbonat bila konsentrasinya 5-10 kalinya NO3--N. Ion-ion lainnya yang mengganggu, tetapi biasanya dalam air konsentrasinya kecil, yaitu NO2-, CN-, S2-, Br-, I-. • Untuk meminimalkan gangguan-gangguan ini dengan cara menggunakan larutan buffer mengandung Ag2SO4, untuk menghilangkan Cl-,Br-, I-, S2- dan CN-, asam sulfamat, untuk menghilangkan NO2-, dan larutan buffer pH 3 untuk mencegah gangguan HCO3- dan menjaga agar pH konstan.


130

ISSN 0216 - 3128


Purwanto A., dkk.

METODE ELEKTRODA SELEKTIF ION NITRAT UNTUK PENGUJIAN NITRAT DALAM AIR

Recommend Documents