Sampling, Penyimpanan, Penentuan : Potensial Redoks, Kapasitas Tukar Cation (CEC),

Kadar C-Organik, dan Kadar Fosfat dalam Fraksi (ELFE, AR, OO, Refractory) pada

Sampel Sedimen

PROPOSAL PRAKTIKUM

ANALISIS BAHAN PERTANIAN DAN LINGKUNGAN

Disusun Oleh:

1. Algafari Bakti Manggara 116090200111009

2. Candra Irawan 116090200111007

3. Pauzan

4. Layta Dinira

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2012

I. Sampling dan Penyimpanan Sampel Sedimen

Sampel sedimen diambil dengan menggunakan grab sampler yang kemudian dimasukkan

ke dalam plastik klip sebanyak 250 gram untuk masing-masing titik pengambilan sampel.

Sampel sedimen diambil pada tiap stasiun dengan menggunakan alat Ekman grab. Sampel

sedimen yang diambil merupakan sedimen pada bagian permukaan dasar perairan yang memiliki

ketebalan kurang dari 20 cm. Contoh sedimen kemudian ditampung dalam botol polyetylen.

Selanjutnya tempat sampel dibungkus dengan kantong plastik dan selanjutnya dimasukkan ke

dalam Cool box untuk diangkut menuju laboratorium.

Sampel sedimen kemudian dianalisa di laboratorium Fakultas MIPA Universitas

Brawijaya untuk diukur parameter fisika dan kimianya. Pengambilan data sedimen dimaksudkan

sebagai data dasar dalam mengumpulkan dan menganalisis kondisi eksisting kualitas perairan

serta sebagai indikator pencemaran lingkungan di lokasi kajian.

II. Penentuan Potensial Redoks

1. Latar Belakang

Salah satu dinamika ion yang paling menonjol dalam penggenangan sedimen adalah

kelarutan besi dari ion Fe+3 menjadi Fe+2 yang berpotensi menyebabkan keracunan. Perubahan

bentuk Fe+3 menjadi Fe+2 terjadi karena adanya perubahan suasana oksidatif menjadi reduktif.

Reaksi tersebut melibatkan aktivitas mikroba tanah menstimulasi proses reduksi Fe+3 menjadi

Fe+2, meningkatkan pH, menurunkan Eh, dan terjadi peningkatan ketersediaan P. Reaksi reduksi

besi dapat digambarkan berikut ini (Yoshida, 1981).

Tingginya aktivitas ion Fe2+ sebagai pemicu terjadinya fiksasi hara P sehingga

ketersediaannya berbanding terbalik dengan tingkat aktivitas ion Fe2+ tetapi berbanding lurus

dengan perubahan nilai Eh. Ponnamperuma, Castro dan Valencia (1969) menyatakan umumnya

potensial redoks mengalami penurunan dari 700 mV sampai –300 mV, sedangkan pH sedimen

berubah dari 4,5 menjadi 6,5 – 7,0. Patrick dan Redy (1978) menjelaskan adanya perubahan pada

sedimen tergenang yang disertai dengan perubahan elektrokimia yang dapat merugikan tanaman.

Potensial redoks merupakan sifat elektrokimia yang dapat dipakai sebagai indikasi dalam

mengukur derajat anaerobiosis tanah dan tingkat transformasi biogeokimia yang terjadi (Patrick

dan Mahapatra, 1968; Ponnamperuma, 1972). Kondisi anaerob, mikroorganisme fakultatif dan

obligat akan menggunakan oksidan anorganik selain oksigen sebagai akseptor elektron, seperti

NO3- Mn4+, Fe3+, CO2, N2 dan H+, yang kemudian akan direduksi berturt-turut menjadi N2, Mn2+,

Fe2+, H2S, CH4, NH4+, dan NH2 (Patrick dan Reddy, 1978) yang juga telah diperoleh dari hasil

kajian Basir-Cyio (2001) dan Darman (2003).

2. Prinsip

Kemampuan (ability) sedimen untuk mereduksi atau mengoksidasi senyawa dikenal

sebagai POTENSIAL REDOKS (sering disingkat Eh). Dengan mengukur nilai Eh pada

kedalaman berbeda, lokasi dari lapisan Redox Potensial Discontinuity  (RPD) dapat ditentukan.

RPD menggambarkan suatu perubahan dari kondisi oksidasi kereduksi, hal ini berhubungan

secara luas dengan lingkungan aerobik dan anaerobik.

Eh tinggi (> + 200 mv) merupakan zona oksidasi

Eh rendah (< 0 mv) merupakan zona reduksi

Eh sedang (0 – 200 mv) merupakan zona transisi

3. Alat dan Bahan

3.1 Alat yang digunakan

1. Grab sampler

2. Plastik

3. Neraca Analitis

4. Multi water Quality checker

5. Ice box

3.2 Bahan yang digunakan

1. Sedimen

4. Prosedur

1. Pengambilan sampel sedimen dilakukan dengan menggunakan corer berdiameter 5 cm pada

lapisan di berbagai kedalaman yaitu 0–10 cm, 10–20 cm dan 20–30 cm pada setiap titik

sampling.

2. Berat sampel sedimen diambil sebanyak 500 gram,

3. Dimasukkan ke dalam plastik hitam untuk dianalisis di laboratorium. Untuk mengetahui

fraksi sedimen di lokasi penelitian, dilakukan analisis fraksi sedimen dengan menggunakan

metode mekanis/penyaringan bertingkat.

4. Untuk pengukuran pH dan potensial redoks (Eh) sedimen, sampel sedimen diambil dengan

corer pada lapisan di berbagai kedalaman yaitu 2cm, 4cm dan 6 cm pada setiap titik

sampling. Sampel sedimen yang telah diambil dimasukkan ke dalam kantong plastik hitam,

selanjutnya dimasukkan ke dalam ice box untuk meminimalkan aktivitas mikroorganisme

dan ditutup rapat untuk mencegah terjadinya oksidasi dengan udara bebas. Pengukuran Eh

pada setiap lapisan di berbagai kedalaman sedimen dilakukan dengan menggunakan Eh–pH

meter (Multi water Quality checker).

5. Referensi

Darman, S. 2003. Pengaruh Penggenangan dan Pemberian Bahan Organic Terhadap Potensial

Redoks, pH, Status Fe, P, dan Al Dalam Larutan Tanah Ultisol Kulawi. J. Agroland 10 No (2);

119-125.

Gotoh, S.H. & Patrick, Jr., 1972. Transformation of Manganese in Water Logged Soil as Affected

by Eh & pH. Soil Scisoc. Amer. Porc. 34 : 738 – 742

Tatu, I. Z. 2001. Kajian Penggenangan Terhadap Potensial Redoks, Keasaman, dan Status Fe,

P, Al Terlarut Tanah Ultisol Kulawi. Faperta, Univ. Tadulako. Unpublish.

III. Penentuan Kapasitas Tukar Kation (Cation Exchange Capacity)

1. Latar Belakang

Salah satu sifat kimia tanah yang terkait erat dengan ketersediaan hara bagi tanaman dan

menjadi indikator kesuburan tanah adalah Cation Exchange Cappacity (CEC) atau Kapasitas

Tukar Kation (KTK). Preparasi sampel tanah untuk penentuan Kapasitas Tukar Kation (KTK)

dapat dilakukan dengan beberapa cara, di antaranya menggunakan perkolasi atau perendaman

dan penyaringan larutan amonium asetat. Ion amonium akan diserap oleh tanah dan sejumlah

kation akan dilepaskan dari tanah pada larutan. Adapun cara-cara yang biasa digunakan untuk

menentukan ion NH4+ dalam sampel tanah antara lain destilasi dan kolorimetri (Sarkar dan

Haldar, 2005; Balai Penelitian Tanah, 2005). Percobaan ini menggunakan metode perendaman

dan penyaringan pada preparasi sampel tanah karena alat yang digunakan relatif mudah

ditemukan, yaitu kertas saring Whatman, dibandingkan dengan metode perkolasi yang

membutuhkan tabung perkolasi dan bahan yang sukar ditemukan di laboratorium seperti filter

flock dan filter pulp. Meninjau tidak stabilnya listrik di laboratorium yang dapat menyebabkan

kegagalan pada saat destilasi, metode kolorimetri menggunakan reagen Nessler dipilih untuk

menentukan jumlah mol NH4+ per sampel tanah sebagai KTK.

2. Prinsip

Tanah merupakan partikel-partikel yang bermuatan negatif sehingga dapat menyerap kation-

kation. Ketika suatu sampel tanah direndam dalam suatu larutan garam, contohnya amonium

asetat, ion amonium akan diserap oleh tanah dan sejumlah kation akan dilepaskan dari tanah

pada larutan. Peristiwa ini disebut “pertukaran kation”. Ion NH4+ berlebih dicuci menggunakan

etanol 96%. Ion NH4+ yang teradsorpsi oleh tanah kemudian ditukar dengan kation Na+ dari

larutan NaCl, sehingga ion-ion NH4+ terlepas dari tanah dan terlarut dalam filtrat. Jumlah mol ion

NH4+ yang terdapat dalam filtrat per massa sampel yang digunakan ditentukan sebagai kapasitas

tukar kation dengan satuan cmol(p+)/kg (Sarkar dan Haldar, 2005; Balai Penelitian Tanah, 2005).

Jumlah ion NH4+ dalam larutan dapat ditentukan dengan metode Nessler. Apabila ion

ammonium direaksikan dengan reagen Nessler (larutan basa dari kalium tetra iodo merkurat

(II)), akan didapatkan larutan yang berwarna kuning jingga dengan intensitas warna yang

dihasilkan sesuai dengan jumlah kandungan ion ammonium. Reaksi yang terjadi yaitu (Svehla,

1985):

NH4+ + 2[HgI4]2− + 4OH− → HgO·Hg(NH2)I + 7I− + 3H2O

3. Metode

3.1 Alat dan Bahan

Alat-alat yang akan digunakan pada percobaan ini adalah peralatan gelas (gelas kimia 250 mL,

labu takar 100 mL; 250 mL; dan 1 L, spatula, gelas arloji, corong, kuvet), kertas saring Whatman

No. 44, oven, dan spektrofotometer sinar tampak. Bahan-bahan yang akan digunakan pada

percobaan ini adalah padatan amonium asetat, padatan / larutan asam asetat, larutan amonia

pekat, padatan NaCl, padatan NaOH, padatan KI, padatan HgCl2, padatan K.Na tartrat, padatan

NH4Cl, dan akuades.

3.2 Prosedur

3.2.1 Pembuatan reagen

a. Larutan amonium asetat 1 M pH 7

Padatan amonium asetat sebanyak 77,08 gram dilarutkan dengan akuades secukupnya

dalam gelas kimia 250 mL. Larutan diatur pHnya menjadi 7 menggunakan larutan asam

asetat dan amonia berbagai konsentrasi. Larutan diencerkan pada labu takar 1 L hingga

tanda batas dengan larutan pH 7 dan dikocok hingga homogen.

b. Larutan NaCl 10%

Padatan NaCl sebanyak 100 gram dilarutkan dengan akuades secukupnya dalam gelas

kimia 250 mL. Larutan dipindahkan pada labu takar 1 L, diencerkan dengan akuades

hingga tanda batas, dan dikocok hingga homogen.

c. Larutan NaOH 50% (b/v)

Padatan NaOH sebanyak 25 gram dilarutkan dalam gelas kimia menggunakan akuades

hingga 50 mL.

d. Larutan Nessler

Padatan KI ditimbang sebanyak 5 gram kemudian dilarutkan dengan akuades secukupnya

sambil diaduk dengan menggunakan pengaduk magnetik pada gelas kimia. Padatan HgCl2

ditambahkan ke dalam larutan KI hingga timbul endapan berwarna merah. Endapan

disaring dengan menggunakan kertas saring, dan filtrat ditampung ke dalam labu ukur 100

mL. Filtrat ditambah dengan larutan NaOH 50% (b/v), kemudian ditambah akuades hingga

tanda batas dan dikocok hingga homogen.

e. Larutan K.Na Tartrat

Padatan K.Na tartrat ditimbang sebanyak 5 gram dan dilarutkan dalam 10 mL akuades lalu

dipanaskan. Setelah dingin ditambah 0,5 mL pereaksi Nessler dan didiamkan selama 2 hari

kemudian disaring. Filtrat yang didapatkan selanjutnya digunakan untuk analisis.

f. Larutan stok NH4Cl 100 ppm

Padatan NH4Cl ditimbang sebanyak 0,0297 gram kemudian dimasukan ke dalam gelas

kimia. Akuades ditambahkan secukupnya dan diaduk hingga padatan larut. Larutan

dipindahkan ke dalam labu ukur 100 mL kemudian ditambahkan akuades hingga tanda

batas dan dikocok hingga homogen.

g. Larutan standar NH4Cl 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 ppm

Larutan standar dengan konsentrasi 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 ppm dibuat dari larutan stok NH4Cl

100 ppm. Larutan stok NH4Cl diambil masing masing sebanyak 0,5 mL, 1 mL, 1,5 mL, 2

mL, dan 2,5 mL menggunakan pipet ukur 5 mL lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100

mL, ditambah akuades hingga tanda batas dan dikocok hingga homogen.

3.2.2 Kapasitas Tukar Kation

Sampel tanah sebanyak 10 gram ditimbang dalam gelas kimia 250 mL. Larutan amonium

asetat 1 N pH 7 sebanyak 50 mL ditambahkan ke dalam gelas kimia tersebut. Gelas kimia

ditutup dengan gelas arloji kemudian dilakukan pengadukan selama 1 jam. Setelah pengadukan

suspensi dibiarkan semalaman. Suspensi disaring menggunakan kertas saring Whatman No.44.

Filtrat dimasukkan dalam labu takar 250 mL. Sampel tanah dipindahkan ke dalam kertas saring

dan pada kertas saring yang berisi tanah ditambahkan larutan amonium asetat 1 N pH 7 sebanyak

20 mL. Filtrat ditampung dalam labu takar 250 mL. Penambahan amonium asetat terus dilakukan

hingga labu takar mencapai tanda batas. Residu (tanah) yang masih ada dalam kertas saring

dicuci menggunakan etanol 96% sebanyak 100 mL kemudian dikeringkan pada temperatur 60 oC

sampai berat konstan.

Residu yang telah dikeringkan ditimbang beratnya kemudian dipindahkan pada gelas kimia

250 mL. Larutan NaCl 10% sebanyak 50 mL ditambahkan ke dalam gelas kimia berisi residu.

Gelas kimia ditutup dengan gelas arloji kemudian dilakukan pengadukan menggunakan

pengaduk magnetik selama 1 jam. Setelah pengadukan suspensi dibiarkan semalaman. Suspensi

disaring menggunakan kertas saring Whatman No.44. Filtrat dimasukkan dalam labu takar 250

mL. Sampel tanah dipindahkan ke dalam kertas saring dan pada kertas saring yang berisi tanah

ditambahkan larutan NaCl 10% sebanyak 20 mL. Filtrat ditampung dalam labu takar 250 mL.

Penambahan larutan NaCl 10% terus dilakukan hingga labu takar mencapai tanda batas lalu

larutan dikocok hingga homogen.

Filtrat dipipet sebanyak 0,5 mL, dimasukan ke dalam labu takar 100 mL, lalu ditambah

akuades sampai tanda batas. Larutan dimasukan ke dalam tabung reaksi sebanyak 0,5 mL + 0,5

mL larutan K.Na tartrat, dikocok + 0,5 mL larutan Nessler, dikocok + 5 mL akuades, dikocok

dan dibiarkan selama + 10 menit. Sampel diukur nilai absorbansinya dengan spektrofotometer

sinar tampak pada panjang gelombang 490 nm. Absorbansi larutan sampel diplotkan ke dalam

kurva baku 0; 0,5; 1; 1,5; 2 dan 2,5 ppm dengan menggunakan standar NH4Cl..

3.3 Perhitungan Kapasitas Tukar Kation

Hasil absorbansi larutan standar diplotkan dengan konsentrasi sehingga didapatkan kurva

standar dengan persamaan y = ax. Absorbansi sampel diplotkan ke dalam persamaan tersebut

sehingga didapatkan konsentrasi sampel sebesar a ppm. Maka massa sampel dalam larutan

sebesar :

Massa NH4+ (mg) = a mg/L x 6,5 mL = b mg

Massa NH4+ dalam 100 mL =

100 mL6,5 mL

x b mg = c mg = massa NH4+ dalam 0,5 mL

Massa NH4+ dalam 250 mL =

250 mL0,5 mL

x c mg = d mg

Mol NH4+ =

d mg18 mg /mmol

= e mmol

Kapasitas tukar kation merupakan jumlah mmol kation (NH4+) per 100 gram contoh tanah, maka:

Kapasitas tukar kation = 100

massa sampel yangdigunakan x e (cmol(p+)/kg)

4. Referensi

Balai Penelitian Tanah, 2005, Petunjuk Teknis Analisis Kimia Tanah, Tanaman, Air dan Pupuk,

Departemen Pertanian, Jakarta.

Sarkar, D. dan A. Haldar, 2005, Physical and Chemical Methods in Soil Analysis, New Age

International Publishers, New Delhi.

Svehla, G., 1985, Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif, Edisi ke 5 (terjemahan), Kalman

Media Pustaka, Jakarta.

IV. Penentuan Kadar C-Organik

1. Latar Belakang

Bahan organik merupakan akumulasi dari sisa-sisa tanaman dan hewan yang mengalami

pelapukan parsiil dan sebagian merupakan bahan yang resisten. Banyak sedikitnya bahan organik

dalam tanah banyak mempengaruhi sifat-sifat tanah seperti daya penahanan air, kapasitas jerapan

kation, kapasitas penyediaan unsur-unsur N, P dan S, stabilitas struktur tanah, aerasi tanah dan

sebagainya. Pemuatan kadar C-organik berlebih dalam komposisi sedimen dapat menyebabkan

terjadinya beberapa efek yang merugikan secara ekologis, antara lain kerusakan habitat akuatik

sehingga memicu terjadinya perubahan habitat bentik, nilai estetika perairan akan berkurang atau

bahkan hilang, serta mengurangi kapasitasnya sebagai wilayah resapan air (Rayment, G.E. dan

F.R. Higginson. 1992). Kadar C-organik menjadi fokus perhatian karena sangat erat kaitannya

dengan karakter bahan organik total (TOM; Total Organic Matter). Transformasi biokimia TOM

dalam sedimen berperan penting dalam ekosistem perairan darat. Secara tidak langsung kadar C-

organik dalam sedimen merupakan parameter kualitas suatu perairan sehingga penentuannya

penting untuk dilakukan.

2. Prinsip

Karbon sebagai senyawa organik akan mereduksi Cr6+ yang berwarna jingga menjadi Cr3+

yang berwarna hijau dalam suasana asam. Intensitas warna hijau yang terbentuk setara dengan

kadar karbon dan dapat diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 561 nm.

3. Metode

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

a) Neraca analitik

b) Spektrofotometer

c) Seperangkat alat gelas

d) Labu ukur 100 ml

e) Pipet volume 5 ml

3.1.2 Bahan

a) Asam sulfat pekat

b) Kalium dikromat 1 N

Sebanyak 98,1 g kalium dikromat dilarutkan dengan 600 ml air bebas ion dalam piala gelas,

tambahkan 100 ml asam sulfat pekat, panaskan hingga larut sempurna, setelah dingin

diencerkan dalam labu ukur 1 l dengan air bebas ion sampai tanda garis.

c) Larutan standar 5.000 ppm C

Dilarutkan 12,510 g glukosa p.a. dengan air suling di dalam labu ukur 1 l dan diimpitkan.

3.2 Prosedur

Ditmbang 0,500 g contoh tanah ukuran <0,5 mm, dimasukkan ke dalam labu ukur 100

ml. Ditambahkan 5 ml K2Cr2O7 1 N, lalu dikocok. Tambahkan 7,5 ml H2SO4 pekat, dikocok lalu

diamkan selama 30 menit. Diencerkan dengan air bebas ion, dibiarkan dingin dan diimpitkan.

Keesokan harinya diukur absorbansi larutan jernih dengan spektrofotometer pada panjang

gelombang 561 nm. Sebagai pembanding dibuat standar 0-250 ppm, dengan memipet 0- 5 ml

larutan standar 5.000 ppm ke dalam labu ukur 100 ml dengan perlakuan yang sama dengan

pengerjaan contoh. Bila pembacaan contoh melebihi standar tertinggi, penetapan diulang dengan

menimbang contoh lebih sedikit. Faktor dalam perhitungan diubah sesuai berat contoh yang

ditimbang.

3.3 Perhitungan Kadar C-Organik

Kadar C-organik (%)

= ppm kurva x volume pengenceran sampel (mL)

1000 mL x

100 mgberat sampel (mg)x fk x 100%

= ppm kurva x 100 mL

1000 mL x

100 mg500 mg

x fk x 100 %

Keterangan:

ppm kurva = kadar contoh yang didapat dari kurva hubungan antara kadar deret standar dengan

pembacaannya setelah dikoreksi blanko.

fk = faktor koreksi kadar air = 100/(100 – % kadar air)

4. Referensi

Black, C.A. 1965. Methods of Soil Analysis, Part 2, Agronomy 9. American Society of

Agronomy, Madison,Wis.

Graham, E.R. 1948. Determination of soil organik mater by means of a photoelectric

colorimeter. Soil Sci. 65: 181 - 183.

Page, A.L. , Miller R.H.and Keeney D.R. (Eds.). 1982. Methods of Soil Analysis, Part 2-

Chemical and microbiological properties, 2nd Edition. American Society of Agronomy,

Madison, Wisconsin.

Rayment, G.E. and F.R. Higginson. 1992. Australian laboratory handbook of soil and water

chemicals methods. Australian soil and land survey handbook. Inkata Press, Melbourne, Sydney

V. Kadar Fosfat

1. Latar Belakang

Fosfor (P) dalam sedimen tidak ditemukan dalam keadaan unsur bebas. Fosfor anorganik

dapat bereaksi dengan Ca, Fe, dan Al untuk membentuk fosfat diskrit, dan fosfor organik dalam

bentuk yang berbeda dan memiliki ketahanan bervariasi terhadap degradasi mikroba. Prosedur

fraksinasi bentuk P anorganik (Pi) digunakan amonium flouride (NH4F). P organik terikat dalam

biomassa mikroba terdiri dari asam nukleat, fosfat inositol, dan polifosfat. Agen pengekstrak

yang paling umum adalah natrium bikarbonat (NaHCO3) dan berbagai konsentrasi

asam klorida (HCl) dan natrium hidroksida (NaOH). Skema fraksinasi melibatkan urutan

ekstraksi yang memisahkan tanah Po menjadi fraksi labil, agak labil, dan nonlabil. Informasi

kualitatif dan kuantitatif yang disediakan oleh data fraksinasi sedimen berguna untuk mengetahui

kualitas perairan darat.

2. Prinsip

Prosedur fraksinasi didasarkan pada perbedaan kelarutan dari berbagai P anorganik yang

terbentuk pada berbagai agen pengekstrak. Amonium klorida (NH4Cl) digunakan untuk

menghilangkan P larut dan terikat kurang kuat, diikuti dengan memisahkan Al-P dari Fe-P

dengan (NH4F), kemudian melepaskan ikatan Fe-P dengan NaOH. Ca-P diekstraksi

dengan asam sulfat (H2SO4) atau HCl ketika Ca-P tidak larut. Ketika NH4F bereaksi

dengan CaCO3 untuk membentuk CaF2 , yang akan memicu P larut dan mengurangi efektivitas

NH4F untuk mengekstrak P.

P organik dalam sedimen difraksinasi dalam bentuk labil, agak labil, dan nonlabil. Fraksi

labil diekstraksi dengan NaHCO3 pada pH 8,5. Fraksi yang cukup labil diekstraksi dengan HCl,

diikuti dengan NaOH. NaOH ekstrak diasamkan dengan HCl pekat untuk memisahkan fraksi

nonlabil (fraksi OO, asam humat) dari fraksi agak labil (fulvat fraksi asam). Fraksi nonlabil

ditentukan dari residu dari NaOH ekstraksi pada 550 °C selama 1 jam, diikuti dengan

dekomposisi dalam asam sulfat (H2SO4). Ekstrak asam atau basa dinetralkan sebelum P

ditentukan.

3. Metode

3.1 Alat dan Bahan

Alat-alat yang akan digunakan pada percobaan ini adalah peralatan gelas, seperangkat alat

sentrifugasi lengkap dengan tabungnya, pH meter, dan spektrofotometer sinar tampak. Bahan-

bahan yang akan digunakan dalam percobaan ini adalah padatan NH4Cl, padatan NH4F, larutan

amonia pekat, padatan NaOH, padatan NaCl, larutan H2SO4 pekat, larutan HCl pekat, padatan

Na3C6H5O7.2H2O, padatan NaHCO3, padatan natrium ditionat (Na2S2O4) dan akuades.

3.2 Prosedur

3.2.1 Pembuatan reagen

a. Larutan amonium klorida (NH4Cl) 1 M

Padatan NH4Cl ditimbang sebanyak 13,325 gram, dipindahkan dalam gelas kimia, dan

dilarutkan secukupnya menggunakan akuades. Larutan dipindah ke dalam labu takar 250

mL, diencerkan dengan akuades hingga tanda batas, dan dikocok sampai homogen.

b. Larutan amonium florida (NH4F) 0,5 M pH 8,2

Padatan NH4F ditimbang sebanyak 4,625 gram, dipindahkan dalam gelas kimia, dan

dilarutkan secukupnya menggunakan akuades. Larutan diatur pHnya menjadi 8,2

menggunakan larutan NH4OH berbagai konsentrasi. Larutan dimasukkan ke dalam labu

takar 250 mL, diencerkan dengan larutan pH 8,2 hingga tanda batas, dan dikocok sampai

homogen.

c. Larutan NaOH 0,1 M

Padatan NaOH ditimbang sebanyak 1 gram, dipindahkan dalam gelas kimia, dan

dilarutkan secukupnya menggunakan akuades. Larutan dipindah ke dalam labu takar 250

mL, diencerkan dengan akuades hingga tanda batas, dan dikocok sampai homogen.

d. Larutan NaOH 0,1 M + NaCl 1 M

Padatan NaOH ditimbang sebanyak 1 gram dan padatan NaCl ditimbang 14,625 gram,

dicampur dalam satu gelas kimia, dan dilarutkan secukupnya menggunakan akuades.

Larutan dipindah ke dalam labu takar 250 mL,diencerkan dengan akuades hingga tanda

batas, dan dikocok sampai homogen.

e. Larutan NaCl pekat

Padatan NaCl ditimbang sebanyak 400 gram, dipindahkan dalam gelas kimia, dan

dilarutkan secukupnya menggunakan akuades. Larutan dipindah ke dalam labu takar 1 L,

diencerkan dengan akuades hingga tanda batas, dan dikocok sampai homogen.

f. Larutan H2SO4 0,5 M

Larutan H2SO4 pekat diambil sebanyak 3,5 mL menggunakan pipet ukur 10 mL dan

dimasukkan dalam labu takar 250 mL. Larutan diencerkan dengan akuades hingga tanda

batas dan dikocok sampai homogen.

g. Larutan HCl 0,5 M

Larutan HCl pekat diambil sebanyak 10,5 mL menggunakan gelas ukur 50 mL dan

dimasukkan dalam labu takar 250 mL. Larutan diencerkan dengan akuades hingga tanda

batas dan dikocok sampai homogen.

h. Larutan natrium sitrat 0,3 M

Padatan Na3C6H5O7.2H2O ditimbang sebanyak 22,05 gram, dipindahkan dalam gelas

kimia, dan dilarutkan secukupnya menggunakan akuades. Larutan dipindah ke dalam labu

takar 250 mL, diencerkan dengan akuades hingga tanda batas, dan dikocok sampai

homogen.

i. Larutan natrium bikarbonat 1 M

Padatan NaHCO3 ditimbang sebanyak 4,2 gram, dipindahkan dalam gelas kimia, dan

dilarutkan secukupnya menggunakan akuades. Larutan dipindah ke dalam labu takar 50

mL, diencerkan dengan akuades hingga tanda batas, dan dikocok sampai homogen.

3.2.2 Fraksinasi Fosfat

Langkah-langkah yang akan dilakukan dalam fraksinasi fosfat bergantung pada pH sampel tanah.

1. Fosfat sebagai fraksi ELFE

Untuk sedimen ber-pH asam, sampel dengan ukuran <2 mm diambil sebanyak 1 gram

kemudian dimasukkan dalam tabung centrifuge 100 mL. Larutan NH4Cl 1 M sebanyak 50 mL

dimasukkan pada tabung tersebut kemudian dikocok selama 30 menit. Suspensi disentrifugasi

dan semua supernatan dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL lalu diencerkan hingga tanda batas

menggunakan akuades (ekstrak A). Sedangkan sedimen ber-pH basa, sampel dengan ukuran <2

mm diambil sebanyak 1 gram kemudian tambahkan larutan 0,1 M NaOH + 1 M NaCl sebanyak

50 mL dan dikocok selama 17 jam. Suspensi disentrifugasi dan semua supernatan dimasukkan ke

dalam labu takar 100 mL (ekstrak A). Larutan NaCl pekat sebanyak 25 mL dimasukkan ke

dalam tabung sentrifugasi berisi sampel tanah kemudian disentrifugasi. Supernatan NaCl pekat

ditampung dalam labu takar 100 mL yang telah berisi supernatan awal. Penambahan larutan

NaCl pekat dan penampungan supernatan dalam labu takar 100 mL dilakukan duplo. Labu takar

tersebut kemudian diencerkan dengan larutan NaCl pekat hingga tanda batas, dan dikocok

hingga homogen.

2. Fosfat sebagai fraksi AR

Untuk sedimen ber-pH asam, residu pada poin 1 ditambah larutan NH4F 0,5 M sebanyak 50

mL kemudian dikocok selama 1 jam untuk mengekstrak fosfat yang terikat pada aluminium.

Suspensi disentrifugasi dan semua supernatan dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL (ekstrak

B). Larutan NaCl pekat sebanyak 25 mL dimasukkan ke dalam tabung sentrifugasi berisi sampel

tanah kemudian disentrifugasi. Supernatan NaCl pekat ditampung dalam labu takar 100 mL yang

telah berisi supernatan awal. Penambahan larutan NaCl pekat dan penampungan supernatan

dalam labu takar 100 mL dilakukan duplo. Labu takar tersebut kemudian diencerkan dengan

larutan NaCl pekat hingga tanda batas, dan dikocok hingga homogen.

Residu / sampel tanah hasil perlakuan di atas ditambah dengan larutan NaOH 0,1 M sebanyak

50 mL lalu dikocok selama 17 jam untuk mengekstrak fosfat yang terikat pada besi. Suspensi

disentrifugasi dan semua supernatan dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL (ekstrak C).

Larutan NaCl pekat sebanyak 25 mL dimasukkan ke dalam tabung sentrifugasi berisi sampel

tanah kemudian disentrifugasi. Supernatan NaCl pekat ditampung dalam labu takar 100 mL yang

telah berisi supernatan awal. Penambahan larutan NaCl pekat dan penampungan supernatan

dalam labu takar 100 mL dilakukan duplo. Labu takar tersebut kemudian diencerkan dengan

larutan NaCl pekat hingga tanda batas, dan dikocok hingga homogen.

Sedangkan untuk sedimen ber-pH basa , residu pada poin 1 dimasukkan ke dalam labu takar,

ditambah 20 ml pengekstrak natrium bicarbonat, kemudian dikocok dan didiamkan selama 30

menit.

3. Fosfat sebagai fraksi OO

Residu / sampel tanah dari poin 2 ditambah dengan larutan Na3C6H5O7 0,3 M sebanyak 40 mL

dan larutan NaHCO3 1 M sebanyak 5 mL. Suspensi dipanaskan menggunakan penangas air pada

temperatur 85 oC. Padatan Na2S2O4 ditambahkan sebanyak 1 gram sambil diaduk. Pemanasan

dilanjutkan selama 15 menit kemudian disentrifugasi. Semua supernatan dimasukkan labu takar

100 mL (ekstrak D). Larutan NaCl pekat sebanyak 25 mL dimasukkan ke dalam tabung

sentrifugasi berisi sampel tanah kemudian disentrifugasi. Supernatan NaCl pekat ditampung

dalam labu takar 100 mL yang telah berisi supernatan awal. Penambahan larutan NaCl pekat dan

penampungan supernatan dalam labu takar 100 mL dilakukan duplo. Labu takar tersebut

kemudian diencerkan dengan larutan NaCl pekat hingga tanda batas, dan dikocok hingga

homogen.

4. Fosfat sebagai fraksi Refractory

Untuk sedimen ber-pH asam , tanah / residu dari poin 3 ditambah dengan larutan H2SO4 0,25

M sebanyak 50 mL kemudian dikocok selama 1 jam. Suspensi kemudian disentrifugasi selama

10 menit lalu semua supernatan dimasukkan dalam labu takar 100 mL (ekstrak E). Larutan NaCl

pekat sebanyak 25 mL dimasukkan ke dalam tabung sentrifugasi berisi sampel tanah kemudian

disentrifugasi. Supernatan NaCl pekat ditampung dalam labu takar 100 mL yang telah berisi

supernatan awal. Penambahan larutan NaCl pekat dan penampungan supernatan dalam labu takar

100 mL dilakukan duplo. Labu takar tersebut kemudian diencerkan dengan larutan NaCl pekat

hingga tanda batas, dan dikocok hingga homogen.

Sedangkan untuk sedimen ber-pH basa tanah / residu dari poin 3 ditambah dengan larutan

HCl 0,5 M sebanyak 50 mL kemudian diaduk selama 1 jam menggunakan shaker. Suspensi

kemudian disentrifugasi selama 10 menit lalu semua supernatan dimasukkan dalam labu takar

100 mL (ekstrak fosfat refractory). Tanah dicuci dua kali dengan 25 mL larutan NaCl pekat.

Larutan ditampung dalam labu takar 100 mL yang telah berisi supernatan, diencerkan dengan

larutan NaCl pekat hingga tanda batas, dan dikocok hingga homogen.

3.2.3 Penentuan Kadar Fosfat

Peralatan

Alat yang digunakan adalah Spektrofotometer, seperangkat alat gelas.

Pereaksi

• Pereaksi P pekat

Larutkan 12,00 gr amonium molibdat, (NH4)6 Mo7O24.4H2O dalam 100 mL

air. Tambahkan 140 mL H2SO4 pekat dan 0,2770 gr kalium antimonil tartrat,

K(SbO)C4H4O6.0,5 H2O. Tambahkan aquades hingga 1 L, kocok.

• Pereaksi pewarna P pekat

Campurkan 0,530 gr asam askorbat dan 50 mL pereaksi P pekat, kocok.

Pereaksi P ini harus selalu dibuat baru.

• Standar pokok 1000 ppm PO43- (titrisol)

Pindahkan secara kuantitatif larutan standar induk PO4 titrisol di dalam

ampul ke dalam labu ukur 1.000 mL. Impitkan dengan air bebas P/bebas ion

sampai dengan tanda garis, kocok.

• Standar 50 ppm PO43-

Pipet 5 mL standar pokok 1.000 ppm PO4 ke dalam labu ukur 100 mL.

Tambahkan aquades hingga tanda garis, kocok.

• Standar 2,5 ppm PO4

Pipet 5 mL standar 50 ppm PO4 ke dalam labu ukur 100 ml. Tambahkan

aquades hingga tanda garis, kocok.

• Deret standar PO4 ( 0-2,5 ppm)

Pipet berturut turut 0; 0,5; 1; 2; 3; 4 dan 5 mL standar 2,5 ppm PO4 ke

dalam tabung reaksi. Tambahkan aquades sehingga volume masing-masing

menjadi 5 mL, kocok. Kepekatan deret standar yang dihasilkan adalah: 0;

0,25; 0,50; 1,00; 1,50; 2,00; dan 2,50 ppm PO4.

Cara kerja

Pipet 5,0 ml masing-masing ekstrak dari fraksi (ELFE, AR, OO, refraktori) ke

dalam tabung reaksi. Tambahkan 0,5 mL pereaksi P pekat ke dalam contoh

dan deret standar, kocok dan biarkan selama minimal 15 menit. Ukur PO4

dalam larutan dengan alat spektrofotometer pada panjang gelombang 693

nm. Mula-mula ukur deret standar kemudian contoh.

3.3 Perhitungan Kadar Fosfat

Kadar fosfat (m.e. l-1) = ppm kurva/bst kation x fp

Keterangan:

ppm kurva = kadar contoh yang didapat dari kurva hubungan antara kadar

deret standar dengan pembacaannya setelah dikoreksi blanko.

fp = faktor pengenceran

bst PO4 = 95/3

4. Referensi

Zhang, H. dan J.L. Kovar, 2000, Phosphorus Fractination, Southern Cooperative Series

Bulletin, 396:50-53.

Clesceri, L. S., A.E. Greenberg, and A. D. Eaton (Eds.). 1998. Standard Methods for The Eximanation of Water & Wastewater. 20 th edition, APHA AWWA WEF, Maryland, USA.

Rayment, G.E. and F.R. Higginson. 1992. Australian laboratory handbook of soil and water chemicals methods. Australian soil and land survey handbook. Inkata Press, Melbourne, Sydney.

Sudjadi, M. dan I.M. Widjik. 1972. Metoda Analisa Air Irigasi, Publikasi No. 8/72, Lembaga Penelitian Tanah Bogor.