PENGUKURAN KADAR NH3 DI KAMAR MANDI PRIA DENGAN METODE INDOFENOL MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER PDF

Preview

Summary

PENGUKURAN KADAR NH3 DI KAMAR MANDI PRIA DENGAN METODE INDOFENOL MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER MEASUREMENTS LEVELS NH3 IN THE MAN BATHROOM WITH THE METHOD INDOFENOL USING SPEKTROFOTOMETER Amir Hamzah1, AnditaDwi Sefiani2, Eman Serius Waruwu3 Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian ...

Description

Accelerat ing t he world's research.

PENGUKURAN KADAR NH3 DI KAMAR MANDI PRIA DENGAN METODE INDOFENOL MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER Amir Hamzah

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

PENENT UAN KONSENT RASI AMMONIA (NH 3 ) UDARA AMBIEN DI T OILET PRIA FAKULTAS T EK… Deni Dwi Yudhist ira

3 bagian int i Firyal Gist a PENENT UAN KONSENT RASI AMMONIA (NH3) MENGGUNAKAN MET ODE INDOFENOL PADA UDARA DI T O… Fajar Ramadani

PENGUKURAN KADAR NH3 DI KAMAR MANDI PRIA DENGAN METODE INDOFENOL MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER MEASUREMENTS LEVELS NH3 IN THE MAN BATHROOM WITH THE METHOD INDOFENOL USING SPEKTROFOTOMETER Amir Hamzah1, AnditaDwi Sefiani2, Eman Serius Waruwu3 Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor, Jln. Kamper Kampus IPB Dramaga, Bogor, 16680 Email: [email protected], [email protected], [email protected] Abstrak : Penurunan nilai darah dapat menganggu proses fisiologis manusia, terutama yang lebih lama terpapar dengan gas amoniak tersebut. Adanya paparan gas amoniak pada kamar mandi juga dapat menimbulkan ketidaknyamanan pengguna kamar mandi. Jika hal ini diabaikan akan menimbulkan dampak negatif yang akhirnya dapat menurunkan produktivitas manusia. Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan konsentrasi NH3 di udara ambien dengan menggunakan metode Indofenol. Pengukuran dilakukan pada tanggal 8 November 2014 di toilet pria FEM, IPB. Prinsip pengukuran yang digunakan menggunakan metode indofenol. Hasil yang diperoleh dari pengujian contoh uji adalah sebesar 202.6005 µg/m3 atau 0.3 ppm. Berdasarkan baku mutu Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No.50 Tahun 1996 Tentang Baku Tingkat Kebauan, kandungan maksimum konsentrasi ammonia (NH3) yang mengganggu kesehatan manusia adalah sebesar 2 ppm. Jika dibandingkan dari hasil penelitian yang diperoleh, kadar ammonia (NH 3) masih dibawah baku mutu sehingga tolilet tersebut dalam kategori aman digunakan. Teknik biofilter merupakan salah satu alternatif teknologi penghilangan bau ammonia. Keuntungan dari penghilangan bau dengan teknik biofilter adalah mekkanisme proses yang sederhana, menggunakan biaya investasi yang rendah, stabil pada penggunaan dalam waktu yang relatif lama, dan memiliki daya penguraian atau pengolahan yang tinggi serta metode ini tidak menimbulkan masalah baru. Kata kunci : kandungan ammonia (NH3), Toilet FEM, metode Indofenol, teknik indofilter Abstract: Decline of the value blood may disrupt vital physiologic process people, especially that the longer exposed to gas ammonia. A description of The gas ammonia to a bathroom can also cause discomfort users bathroom. If this was ignored will have negative impacts which was finally able to lower productivity man. The aim of this research is to determine NH3 concentration in the air ambien by using this method Indofenol. The assessment is conducted on November 8, 2014 in the bathroom man, FEM, IPB. The principle measurements used methods indofenol. Results obtained from testing example trial was 202.6005 µg/m3 or 0.3 ppm. Based on Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No.50 Tahun 1996 about Standard high Kebauan, contains a maximum concentration ammonia (NH3) that affect human health was 2 ppm. From the result of the resea rch If it is compared to that ammonia levels (NH3) is still below quality standard so toilets/bathrooms mentioned in the category safe to use. Biofilter technique is one of the alternative technology disappearances smell ammonia. Profits from disappearing odor and techniques biofilter mekkanisme process is a simple, using the cost of investment that low, stable at the same time using a relatively long time, with a flair parsing or processing, and this method does not cause new problems. Key words : contains ammonia (NH3), Toilet FEM, the method Indofenol, the technique indofilter

PENDAHULUAN Pencemaran udara di dalam ruangan maupun di udara ambien, menjadi masalah kesehatan lingkungan utama di dunia, khususnya di negara berkembang. Pencemaran udara dapat berasal dari aktivitas pembakaran sampah, kendaraan bermotor, industri ataupun gas amoniak dari penimbunan sampah (Basri 2008).

Sampah dan kotoran yang ditimbun secara terus-menerus akan mengalami dekomposisi secara anaerobik yang menghasilkan gas amoniak (NH3), metana (CH4), hidrogen sulfida (H2S) dan senyawa toksik lainnya sehingga dapat mencemari lingkungan sekitarnya. Gas amoniak tersebut merupakan salah satu gas rumah kaca yang dapat menyebabkan global warming (Martono 1996). Amoniak bersifat sangat toksik bahkan dalam konsentrasi rendah. Nilai ambang batas gas amoniak di udara untuk 8 jam kerja adalah 25 ppm (Surat Edaran Menaker 1978). Toksisitas akut amoniak pada kadar >500 ppm dapat menyebabkan kematian, sedangkan efek kronis pada kadar >35 ppm dapat menimbulkan kerusakan ginjal, kerusakan paru-paru, mereduksi pertumbuhan dan malfungsi otak serta penurunan nilai darah (Rahmawati 2000). Penurunan nilai darah dapat menganggu proses fisiologis manusia, terutama yang lebih lama terpapar dengan gas amoniak tersebut. Adanya paparan gas amoniak pada kamar mandi juga dapat menimbulkan ketidaknyamanan pengguna kamar mandi. Jika hal ini diabaikan akan menimbulkan dampak negatif bagi pelayanan suatu gedung perkuliahan ataupun perkantoran yang akhirnya dapat menurunkan produktivitas mahasiswa ataupun pekerja. Untuk itu penelitian mengenai konsentrasi gas amoniak perlu dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan konsentrasi NH3 di udara ambien dengan menggunakan metode Indofenol.

TINJAUAN PUSTAKA Amonia merupakan persenyawaan kimia anorganik yang berbentuk gas, tidak berwarna, berbau spesifik yang sangat menyengat. Sangat mudah larut dalam air membentuk amonia cair. Selain larut dalam air, amonia juga larut dalam etil alkohol, etil eter dan pelarut organik lainnya. Sifat amoniak adalah gas yang tidak berwarna, lebih ringan dibandingkan udara, mempunyai titik lebur -75oC dan titik didih -33,7oC. Amoniak terkenal dengan sifat kelarutannya, dengan logam alkali akan mudah membentuk larutan berwarna dan mengalirkan elektrik dengan baik. Mudah terbakar, bila bercampur dengan oksigen akan menyala hijau kekuningan dan dapat meledak jika tercampur udara. Pada industri, amoniak banyak digunakan sebagai pendingin dan di produk-produk seperti pupuk, peledak dan plastik (Ferdianto 2012). Pemantauan ambang batas amoniak di lingkungan kerja untuk mengetahui kadar amonia udara di lingkungan kerja maka perlu dilakukan pengukuran dengan metode tertentu sesuai dengan standar yang ditetapkan, dan selanjutnya dilakukan analisis di laboratorium. Metode yang digunakan untuk pengukuran kadar ammonia di udara adalah Indofenol dengan menggunakan alat spektofotometer pada panjang gelombang 630 nm. Hasil penelitian ini kemudian dapat dibandingkan dengan SNI 19-7119.1-2005 agar diketahui batas ambang amoniak yang diperbolehkan. Ammonia dapat dianalisa dengan metode titrasi bila kadarnya tinggi. Bila kadarnya rendah seperti 0,1 mg/L – 0,6 mg/L dapat menggunakan metode indofenol dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 630 nm. Prinsip metode ini adalah ammonia bereaksi dengan hipoklorit dan fenol membentuk senyawa biru indofenol. Reaksi terjadi dua tahap. Penambahan hipoklorit pada sampel ammonia menghasilkan mono-chloroamina. Fenol bereaksi dengan mono-chloroamina membentuk senyawa biru indofenol (Duka dan Cullaj 2005).

METODE PRAKTIKUM Hasil pengukuran yang valid (yang representatif) dapat diperoleh dengan pengambilan contoh udara (sampling) sampai dengan analisis di laboratorium. Pengujian sampel dilakukan kamar mandi pria. Penelitian ini menggunakan metode Indofenol. Berdasarkan SNI 19-7119.1-2005 prinsip penelitian dengan metode Indofenol, yaitu amoniak dari udara ambien yang telah dijerap oleh larutan penjerap asam sulfat akan membentuk ammonium sulfat, lalu direaksikan dengan fenol dan natrium hipoklorit dalam suasana basa sehingga membentuk senyawa komplek indofenol yang berwarna biru. Intensitas warna biru yang terbentuk kemudian diukur dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 630 nm. Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah midget impinger, pompa vakum, flow meter, labu ukur, gelas ukur, pipet volumetrik, pipet ukur, pipet mikro, bulb, gelas piala, tabung uji, spektrofotometer, termometer, dan barometer. Sedangkan bahan yang digunakan adalah larutan standar amoniak 10 ppm, larutan penyerap, larutan fenol, larutan natrium hipoklorit, larutan penyangga, dan air suling. Metode yang pertama dilakukan adalah pembuatan kurva kalibrasi amoniak dengan menyiapkan enam tabung uji 25 ml. Kemudian, masing-masing tabung uji diisi dengan 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 1,0; dan 1,5 ml larutan standar amoniak dengan menggunakan pipet volumetrik. Setelah itu, masing-masing tabung uji ditambahkan larutan penyerap sebanyak 10 ml. Larutan penyangga sebanyak 2 ml, larutan fenol sebanyak 5 ml dan larutan natrium hipoklorit sebanyak 2.5 ml ditambahkan ke dalam masing-masing tabung uji dan didiamkan selama 30 menit hingga membentuk warna yang sempurna. Setelah itu, masing-masing tabung uji diatur volumenya menjadi 25 ml dengan menambahkan air suling yaitu sampai tanda batas tera tabung uji. Larutan kemudian dihomogenkan dengan baik. Setiap larutan dalam tabung uji diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 630 nm. Kemudian, hasil pembacaan dari spektrofotometer diplotkan pada grafik konsentrasi versus absorbansi, sehingga diperoleh kurva kalibrasi amoniak. Metode kedua yang dilakukan adalah pembuatan larutan blanko dengan memasukkan 10 ml larutan penyerap. Larutan penyangga sebanyak 2 ml, larutan fenol sebanyak 5 ml dan larutan natrium hipoklorit sebanyak 2.5 ml kemudian ditambahkan ke dalam tabung uji 25 ml dan didiamkan selama 30 menit hingga membentuk warna yang sempurna. Setelah itu, masing-masing tabung uji diatur volumenya menjadi 25 ml dengan menambahkan air suling yaitu sampai tanda batas tera tabung uji. Larutan kemudian dihomogenkan dengan baik. Larutan dalam tabung uji diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 630 nm. Metode ketiga yang dilakukan adalah pengambilan contoh uji di kamar mandi sekitar IPB. Pengambilan contoh uji dilakukan selama 30 menit. Langkah pertama, larutan penyerap sebanyak 10 ml dimasukkan ke dalam impinger. Impinger diatur agar terlindung dari hujan dan sinar matahari langsung. Kemudian, impinger dihubungkan dengan erlenmeyer asah tertutup yang berisi serat kaca (glass woll) dan flowmeter. Setelah itu, pompa penghisap dihidupkan dan kecepatan aliran udara diatur sebesar 1– 2 liter/menit. Kecepatan aliran udara selalu dikontrol agar tetap konstan hingga akhir periode pengambilan contoh uji. Kemudian, contoh uji dipindahkan ke dalam tabung uji 25 ml.

Metode kelima yang dilakukan adalah penentuan konsentrasi NH3. Setelah dilakukan penyerapan amoniak selama 30 menit, hasil sampling di masukkan ke dalam tabung uji 25 ml. Larutan penyangga sebanyak 2 ml, larutan fenol sebanyak 5 ml dan larutan natrium hipoklorit sebanyak 2.5 ml kemudian ditambahkan ke tabung uji dan didiamkan selama 30 menit hingga membentuk warna yang sempurna. Setelah itu, tabung uji diatur volumenya menjadi 25 ml dengan menambahkan air suling yaitu sampai tanda batas tera tabung uji. Larutan kemudian dihomogenkan dengan baik. Larutan dalam tabung uji diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 630 nm. Kemudian, hasil pembacaan dimasukkan kedalam fungsi yang telah diperoleh dari kurva kalibrasi sehingga diperoleh nilai a dan konsentrasi amoniak pun dapat dihitung setelah diketahui nilai Vr. Tahapan perhitungan adalah sebagai berikut. Qc = Qs

Tr Ta

...........................................................(1)

Keterangan : Qc = koreksi laju aliran udara (liter/menit) Qs = laju aliran sampling (liter/menit) Tr = temperatur ruang saat pengukuran (K) Ta = temperatur alat (K) Setelah itu dilakukan penentuan volume sampel udara V=Qc x t .............................................................. (3) Keterangan : V = volume sampel udara (liter) t = waktu sampling (menit) setelah itu dicari volume udara pada suhu 250C dan tekanan 760 mmHg 298 P x ............................................. (4) Vr =V x T+273 760 Keterangan : V = volume sampel udara (m3) P = tekanan atmosfer (mmHg) T = suhu ruang (0C) Lalu ditentukan konsentrasi NH3 a konsentrasi NH3 = ............................................. (5) Vr Keterangan : a = jumlah NH3 pada sampel yang diperoleh dari kurva kalibrasi (µg) Vr = volume relative (m3) 1 ppm = 694.728 μg/ m3

HASIL DAN PEMBAHASAN Ammonia (NH3) adalah salah satu indikator pencemar udara dalam bentuk kebauan. Gas ammonia merupakan gas yang tidak berwarna dengan bau yang menyengat. Biasanya, ammonia berasal dari aktifitas mikroba, industri ammonia, pengolahan limbah, dan pengolahan batu bara. Pada atmosfer, NH3 bereaksi dengan nitrat dan sulfat sehingga membentuk garam ammonium yang sangat korosif. Senyawa ini dapat dibuat di laboratorium dengan mereaksikan garam amonium dengan basa seperti kalsium hidroksida, atau dengan menghidrolisis suatu nitrida. Secara industri, amonia dibuat melalui proses

haber. Kegunaan utama dari amonia adalah untuk membuat asam nitrat, amonium nitrat, urea, bahan peledak, zat warna dan resin (Dwina F 2004). Amonia cair memiliki kesamaan dengan air dalam hal dapat berikatan hidrogen dan mempunyai tetapan dielektrik sedang yang membuatnya dapat berfungsi sebagai pelarut pengion. Cairan amonia juga melarutkan logam elektropositif menghasilkan larutan biru, yang diyakini mengandung elektron tersolvasi. Amonia sangat larut dalam air menghasilkan larutan basa yang mengandung molekul NH3 tersolvasi dan sejumlah kecil ion NH4+ dan OH-. Pembakaran amonia di udara menghasilkan nitrogen dan air. Dengan adanya katalis, dihasilkan juga NO, NO2 dan air; reaksi terakhir ini merupakan penerima proton yang baik dan memberikan sejumlah garam amonia. Amonia juga suatu zat pereduksi (Banon C 2008). Penelitian ini dilakukan untuk pengujian kadar ammonia yang terkandung pada udara di toilet Fakultas Ekonomi dan Manajemen Institut Pertanian Bogor (IPB). Pengujian dilakukan dalam toilet karena didalam toilet banyak mengandung endapan ammonia yang menempel pada dinding dan saluran pembuangan urin. Bau yang menyengat didalam toilet terjadi karena toilet jarang dibersihkan. Udara yang berada di toilet diserap oleh alat impinger selama 30 menit. Analisa penentuan kadar ammonia menggunakan metode indofenol, didasarkan pada pembentukan senyawa komplek indofenol yang berwarna biru, untuk selanjutnya ditentukan kadar ammonia secara spektrofotometri pada panjang gelombang 630 nm. Ammonia sulfat yang terbentuk direaksikan dengan fenol dan natrium hipoklorit dalam suasana basa sehingga dapat terbentuk senyawa komplek indofenol berwarna biru. Warna biru yang terbentuk dikarenakan terdapat adanya peristiwa transisi elektromagnetik oleh elektron terluar yang mengisi orbital kosong dari unsur lain dalam proses mencapai keadaan stabil. Intesitas warna biru yang dihasilkan pada masing-masing contoh uji sangat spesifik. Semakin pekat warna yang terbentuk maka transisi elektromagnetik yang terjadi semakin tinggi, sehingga tingkat absorbansinya semakin tinggi pula. Apabila absorbansi tinggi, maka konsentrasi ammonia didalam contoh uji semakin tinggi pula. Data-data pengukuran kurva kalibrasi NH3 terdapat pada Tabel 1 dibawah ini.

Larutan Standar

Tabel 1. Pembuatan kurva kalibrasi Vb Ca Cb Va (ml) (ml) (µg/ml) (µg/ml)

abs

1

0

0

0

2

0.2

0.08

0.293

3

0.4

0.16

0.523

4

0.6

0.24

0.441

5

1

0.4

0.537

6

1.5

0.6

0.824

25

10

Pembuatan kurva kalibrasi menggunakan larutan 2 ml larutan penyangga, 5 ml larutan pereaksi fenol, dan 2.5 ml larutan pereaksi natrium hipoklorit dengan kandungan yang berbeda pada ke-6 titik contoh uji. Setelah dihomogenkan dan didiamkan selama 30 menit, maka nilai absorbansi dapat diperoleh dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 630 nm. Nilai absorbansi yang diperoleh dari kandungan larutan tersebut secara berbeda yakni 0, 0.2, 0.4, 0.6, 1, 1.5 ml, diperoleh nilai absorbansi secara berurutan sebesar 0, 0.293, 0.523, 0.441, 0.537, 0.824.

1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

y = 0,6051x R² = 0,6668

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

Gambar 1. Kurva kalibrasi antara absorban dan jumlah NH3

Berdasarkan kurva yang tertera pada Gambar 1, dari perbandingan antara volume larutan terhadap nilai absorbansi, sehingga diperoleh nilai y seperti yang tertera pada grafik y=0.605x. Adapun hasil pengukuran di lapangan terhadap kandungan NH3 terdapat pada tabel dibawah ini. Tabel 2. Hasil pengukuran kandungan NH3 di lapangan Waktu (menit)

Tr (Ruang)

Ta (Alat)

Qs (m3/menit)

0

28

28

0.001

10

28

28

0.001

20

28

27

0.001

30

27

27

0.001

Rata-Rata

27.75

27.5

0.001

Berdasarkan Tabel 2, dari pengukuran yang dilakukan selama 30 menit diperoleh hasil rata-rata Truang dan Talat sebesar 27.75 oC dan 27.5 oC. Pada proses pengukuran terjadi kenaikan temperatur maupun penurunan baik alat maupun ruang. Nilai rataan laju aliran udara sampling yang didapat sebesar 0.001 l/menit. Nilai konsentrasi ammonia (NH3) didapat dengan perhitungan sebagai berikut. µg m3

=

. 4 .

x 25

= 202.6005 µg/m3 ≈ 0.3 ppm

Hasil yang diperoleh dari pengujian contoh uji adalah sebesar 202.6005 µg/m3 atau 0.3 ppm. Berdasarkan baku mutu Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No.50 Tahun 1996 Tentang Baku Tingkat Kebauan, batas maksimum konsentrasi ammonia (NH3) yang tidak mengganggu kesehatan manusia adalah sebesar 2 ppm. Jika dibandingkan dari hasil penelitian yang diperoleh, kadar ammonia (NH3) pada toilet Fakultas Ekonomi dan Manajemen (FEM) Institut Peranian Bogor masih dibawah baku mutu, maka toilet FEM tidak begitu berbahaya kadar ammonianya dan belum mencapai titik yang berbahaya. Manfaat dan kegunaan amonia umumnya digunakan sebagai bahan pembuat obatobatan. Amonia yang dilarutkan dalam air dapat digunakan untuk membersihkan berbagai perkakas rumah tangga. Zat ini juga digunakan sebagai campuran pembuat pupuk untuk menyediakan unsur nitrogen bagi tanaman. Namun diperlukan kehati-hatian karena

konsentrasi tinggi amonia bisa sangat berbahaya bila terhirup, tertelan, atau tersentuh. Namun, amonia umumnya jarang terhirup dalam jumlah besar karena baunya yang menyengat sudah akan membuat orang menghindar. Adapun dampak yang ditimbulkan oleh amoniak ini adalah amoniak pada konsentrasi rendah dapat dikenali karena baunya menyengat, dalam kondisi konsentrasi tinggi sangat berpengaruh terhadap alat pernafasan. Gejala-gejala keracunan amoniak yaitu amoniak dalam bentuk uap atau gas menyebabkan rangsangan dengan membentuk gelembung-gelembung gas berisi air pada selaput lendir alat pernafasan. Amoniak dalam keadaan pekat dapat menimbulkan radang mata, racang tenggorokan, dan tubuh lemas. Dan jika kontak dengan kulit menimbulkan luka bakar dan kulit melepuh. Larutan amoniak yang tertelan atau terminum dapat menimbulkan gejala gangguan patologis yaitu gangguan terhadap organ-organ dalam seperti hati, ginjal, dan menimbulkan komplikasi (Dwina F. 2004). Salah satu teknik dalam penanangan penghilangan bau ammonia adalah dengan teknik biofilter. Teknik biofilter merupakan salah satu alternatif teknologi penghilangan bau ammonia. Keuntungan dari penghilangan bau dengan teknik biofilter ad...