Metode Penentuan Kadar Nitrogen
Metode analitik yang paling umum digunakan dalam penentuan kadar nitrogen adalah metode Kjeldahl. Metode tersebut diperkenalkan oleh Johan Kjeldahl pada tahun 1883. Metode ini dapat diterapkan pada senyawa-senyawa organik maupun anorganik meliputi makanan, daging, biji-bijian, air limbah, tanah dan banyak sampel yang lainnya.
Metode Penentuan Kadar Nitrogen dengan Metode Kjeldahl
Metode Kjeldahl merupakan metode yang digunakan untuk menentukan kadar nitrogen dalam senyawa organik maupun senyawa anorganik. Metode ini telah mengalami perubahan secara teknis dan pada peralatannya selama lebih dari 100 tahun sejak diperkenalkan, namun secara mendasar, prinsip yang digunakan tetaplah sama. Metode Kjeldahl dapat dibagi menjadi tiga tahap utama, yakni:
Digesi (Digestion)
Tahap digesi merupakan tahap dekomposisi nitrogen dalam sampel menggunakan asam pekat. Tahap ini disempurnakan dengan mendidihkan sampel pada asam sulfat pekat. Hasil akhir digesi merupakan larutan amonium sulfat.
Persamaan umum untuk proses digesi ditunjukkan melalui persamaan:
N organik/anorganik + H2SO4 -> (NH4)2SO4 + H2O + CO2 + hasil samping
Distilasi (Distillation)
Merupakan tahap penambahan basa berlebih ke dalam larutan digesi untuk mengubah NH4+ menjadi NH3 yang diikuti pemanasan dan kondensasi gas NH3 pada larutan penerima.
Campuran digesi selanjutnya diencerkan dan dibasakan melalui penambahan NaOH. Proses distilasi ini menghasilkan NH3 menurut persamaan:
(NH4)2SO4 + 2NaOH à 2NH3 + Na2SO4 + 2H2O
Labu Kjeldahl ditempatkan pada kondensor air dan dipanaskan untuk menguapkan gas NH3 dari larutan. Ujung kondensor yang dihubungkan dengan labu yang berisi larutan penerima yang berupa asam, baik berupa asam standar maupun asam borat. Parlakuan ini dilakukan untuk menangkap NH3 yang teruapkan.
Titrasi (Titration)
Tahap ini bertujuan untuk mengetahui jumlah amoniak dalam larutan penerima. Jumlah nitrogen dapat dihitung dari jumlah ion amonia di dalam larutan penerima tersebut.
Terdapat dua macam titrasi yang digunakan pada proses Kjeldahl, yakni titrasi balik yang biasanya digunakan pada Kjeldahl Makro dan titrasi langsung. Kedua metode tersebut mengindikasikan keberadaan amonia dalam air distilat dengan menunjukkan perubahan warna dan memungkinkan dilakukannya perhitungan konsentrasi.
Perhitungan
Perhitungan kadar nitrogen harus disesuaikan dengan larutan penerima yang digunakan dan faktor pengenceran selama proses distilasi. Pada persamaan di bawah, “N” menunjukkan normalitas. “ml blank‘ adalah mililiter yang diperlukan untuk titrasi balik reagen blank jika yang digunakan adalah asam standar, atau menunjukkan mililiter asam standar yang dibutuhkan untuk mentitrasi larutan penerima. Ketika asam standar digunakan sebagai larutan penerima, persamaan yang digunakan adalah:
Jika berat sampel berupa miligram, berat molekul nitrogen harus diubah menjadi 1400,67.
Ketika asam borat digunakan sebagai larutan penerima, maka persamaan yang digunakan adalah:
