Sumber Aneka Karya Abadi - Your trusted partner for laboratory instrument

 

Beberapa referensi mengacu pada 3 metode yakni metode Kjeldahl, metode Dumas dan metode spektrofotometri. Metode Kjeldahl dan metode Dumas memiliki prinsip yang agak berbeda dimana metode Kjeldahl masih merujuk pada reaksi kimia secara bertahap, sedangkan metode Dumas berfokus pada proses pembakaran senyawa sehingga menghasilkan gas NOx. Di lain sisi, metode spektrofotometri juga membutuhkan tahap destruksi dalam menentukan kadar nitrogen total pada suatu sampel. Pada beberapa kasus, metode spektrofotometri juga kerap kali dikombinasikan dengan metode Kjeldahl. Penjelasan untuk ketiga metode ini dijabarkan sebagai berikut :

1. Metode Kjeldahl

Metode ini direkomendasikan oleh berbagai standar global maupun standar nasional, diantaranya AOAC, ASTM, ISO yang diadaptasikan dalam SNI. Metode referensi ini merekomendasikan metode Kjeldahl yang terdiri dari 3 tahapan. Tahapan tersebut yakni : digestion, destilasi (distillation), dan tahap penentuan kadar. Penjabaran dari setiap tahap dijelaskan sebagai berikut : 

A. Tahap Destruksi (Digestion)

Sejumlah sampel dimasukkan ke dalam tabung uji, kemudian ditambahkan dengan asam sulfat dan katalis. Katalis ini terdiri dari kalium sulfat yang ditambahkan dengan tembaga sulfat dan selenium. Sampel kemudian dipanaskan hingga fasa nya berubah menjadi larutan. Dalam tahap ini senyawa ataupun modelul nitrogen dalam sampel telah mengalami pemutusan ikatan dan berubah menjadi ion ammonium (NH₄⁺).

B. Tahap Destilasi (Distillation)

Pada tahap ini, ion ammonium (NH₄⁺) direaksikan dengan larutan natrium hidroksida (NaOH) yang distimulasi sehingga menghasilkan gas amonia (NH₃). Gas ini kemudian dikondensasikan dan ditangkap oleh cairan penangkap yang terbuat dari asam borat yang telah ditambahkan larutan indikator. Khusus untuk aplikasi ini, larutan indikator yang direkomendasikan adalah campuran larutan indikator dari metil merah (methyl red) dan metilen biru (methylene blue) atau metil merah dan bromkresol hijau (bromocresol green).

C. Tahap Penentuan Kadar

Umumnya, hasil destilat yang diperoleh kemudian ditentukan kadarnya dengan cara titrasi menggunakan larutan asam sulfat, sehingga dihasilkan warna merah yang merupakan titik akhir reaksi. Kadar kemudian dapat dihitung melalui rumus berikut : 

Cara titrasi ini dapat juga dilakukan dengan menggunakan instrumen otomatis seperti alat buret digital ataupun Alat Titrator otomatis (Automatic titrator). Selain cara titrasi, teknik spektrofotometri juga dapat digunakan yakni dengan menggunakan reagen Nessler yang dilanjutkan dengan pembacaan nilai absorbansi atau kadar konsentrasi analit pada Alat Spektrofotometer. 

 

2. Metode Dumas

Metode ini tidak membutuhkan reaksi kimia selain reaksi oksidasi pembakaran sampel. Secara prinsip, sampel perlu dibungkus dengan alumunium foil, lalu diletakkan pada sample compartment suatu alat analyzer dan dibakar dalam furnace yang tersedia di dalam Alat analyzer. Setelah pembakaran selesai, hasil total nitrogen akan tampil langsung pada display. Sebagai catatan, instrumen analyzer ini biasanya tidak memiliki display, diperlukan komunikasi antara alat dengan perangkat lain seperti komputer atau laptop yang disertai dengan bekal software tertentu.

Secara prinsip kerja, alat dibekali dengan beberapa bagian, yakni furnace, CO₂ trapper, water trap, tabung selubung (kolom). Dalam hal ini, sampel yang dibakar pada furnace akan menghasilkan beberapa molekul seperti CO₂ (carbon dioxide), H₂O dan NO_x. Ketiganya akan dialirkan dalam suatu sirkuit sehingga difilter secara berurut. Molekul CO₂ kemudian akan diserap oleh CO₂ trapper, sehingga tersisa molekul NO_x dan molekul air pada jalur. Lalu molekul air akan diserap oleh water trapper yang terbuat dari tembaga (II) sulfat yang terdapat dalam Alat, sehingga hanya tersisa gas NO_x pada jalur. Gas ini kemudian akan ditangkap oleh detektor. Tidak ada rumus perhitungan yang diperlukan jika menggunakan metode Dumas, karena hasil akan tampil langsung dalam bentuk total mg nitrogen

 

3. Metode Spektrofotometri Destruksi Persulfat

Metode Spektrofotometri dapat diperuntukkan untuk penentuan total nitrogen disandingkan dengan adanya perlakuan awal (pre-treatment). Perlakuan awal ini dapat dilakukan melalui metode Kjeldahl ataupun metode lainnya seperti metode destruksi persulfat. Metode ini didasarkan pada pengubahan seluruh molekul nitrogen yang terkandung dalam sampel menjadi nitrat dengan adanya reaksi alkali persulfat dan panas yang diaplikasikan. Pemanasan memungkinkan menghasilkan reaksi lainnya sehingga zat - zat yang berpotensi mengganggu reaksi seperti oksida halogen dieliminasi dengan penambahan natrium metabisulfit. 

Nitrat yang dihasilkan dari proses destruksi kemudian bereaksi dengan asam kromatropat (chromotropic acid) dalam keadaan yang sangat asam dan membentuk kompleks berwarna kuning. Kompleks ini kemudian dibaca nilai absorbansinya pada panjang gelombang berkisar 410 - 420 nm, tergantung instrumen analisis yang digunakan.

Instrumen Pengujian Nitrogen Total