Penetapan Kapasitas Penetapan Kapasitas Tukar KationTukar Kation

Definisi dan PrinsipDefinisi dan Prinsip

Liat dan Humus----partikel Koloid dengan Liat dan Humus----partikel Koloid dengan luas permukaan besar.--- sebagian besar luas permukaan besar.--- sebagian besar bermuatan negatif.--- namun asam humik, bermuatan negatif.--- namun asam humik, fulvik dan fraksi aktif dari humus mungkin fulvik dan fraksi aktif dari humus mungkin bermuatan neg. atau positif.bermuatan neg. atau positif.

Muatan-muatan negatif tersebut dinetralkan Muatan-muatan negatif tersebut dinetralkan dengan penjenuhan ion bermuatan dengan penjenuhan ion bermuatan positif(kation).positif(kation).

Kation-kation ini diikat secara Kation-kation ini diikat secara elektrostatistik pada permukaan koloid elektrostatistik pada permukaan koloid tanah yang disebut kation terjerap tanah yang disebut kation terjerap (adsorbed cation).(adsorbed cation).

Kation-kation terjerap dapat diganti oleh kation Kation-kation terjerap dapat diganti oleh kation lain dari larutan tanah.—proses pertukaran lain dari larutan tanah.—proses pertukaran tersebut disebut pertukaran kation. Dan kation tersebut disebut pertukaran kation. Dan kation yang terlibat dalam reaksi pertukaran disebut yang terlibat dalam reaksi pertukaran disebut kation dapat ditukar.kation dapat ditukar.

KTK--- kemampuan tanah menjerap dan KTK--- kemampuan tanah menjerap dan mempertukarkan kation.mempertukarkan kation.

KTK ini– merupakan suatu pengukuran kuantitatif KTK ini– merupakan suatu pengukuran kuantitatif dari semua kation-kation terjerap pada dari semua kation-kation terjerap pada permukaan koloid tanah yang dinyatakan dalam permukaan koloid tanah yang dinyatakan dalam miliekuivalen (me/100 g tanah. Dalam unit Si, miliekuivalen (me/100 g tanah. Dalam unit Si, jumlah ini sama dengan cmol(+)/kg tanah.jumlah ini sama dengan cmol(+)/kg tanah.

Berdasarkan perbedaan konsep Berdasarkan perbedaan konsep dan pandangan KTK dibedakandan pandangan KTK dibedakan

KTK (NHKTK (NH44OAc):KTK yang diperoleh dengan metoda OAc):KTK yang diperoleh dengan metoda pencucian dengan amonium asetat pH 7.pencucian dengan amonium asetat pH 7.

KTK, efektif– KTK yang besarnya sama dengan KTK, efektif– KTK yang besarnya sama dengan jumlah basa-basa yang terekstrak dengan jumlah basa-basa yang terekstrak dengan amonium asetat plus Al dapat tukar dengan KCL amonium asetat plus Al dapat tukar dengan KCL 1N.1N.

KTKp. KTK yang dihasilkan dari muatan-muatan KTKp. KTK yang dihasilkan dari muatan-muatan negatif permanen dari mineral liat.negatif permanen dari mineral liat.

KTKv. Yaitu KTK yang dihasilkan dari muatan KTKv. Yaitu KTK yang dihasilkan dari muatan tergantung pH (muatan variabel) dari koloid tergantung pH (muatan variabel) dari koloid anorganik dan organik.anorganik dan organik.

KTK total---- yaitu KTK yang disebabkan oleh KTK total---- yaitu KTK yang disebabkan oleh muatan permanen dan variabel.muatan permanen dan variabel.

Kepentingan KTKKepentingan KTK Secara praktikal---pertukaran kation sangat Secara praktikal---pertukaran kation sangat

penting dalam fisika tanah, kimia tanah, penting dalam fisika tanah, kimia tanah, kesuburan tanah, retensi hara dalam tanah, kesuburan tanah, retensi hara dalam tanah, serapan hara oleh tanaman, pemupukan dan serapan hara oleh tanaman, pemupukan dan pengapuran.pengapuran.

Secara umum kation yang terjerap tersedia bagi Secara umum kation yang terjerap tersedia bagi tanaman melalui pertukaran kation dengan ion H tanaman melalui pertukaran kation dengan ion H yang dihasilkan oleh respirasi akar-akar yang dihasilkan oleh respirasi akar-akar tranaman. Hara yang ditambahakan kedalam tranaman. Hara yang ditambahakan kedalam tanah dalam bentuk pupuk akan diretensi oleh tanah dalam bentuk pupuk akan diretensi oleh permukaan koloid.permukaan koloid.

Faktor-faktor yang mempengaruhi Faktor-faktor yang mempengaruhi penetapan KTKpenetapan KTK

Ph Larutan pengekstrakPh Larutan pengekstrak Sifat komplek pertukaranSifat komplek pertukaran Konsentrasi larutan pengekstrakKonsentrasi larutan pengekstrak Sifat kation yang dipakaiSifat kation yang dipakai Pendekatan AnalitikPendekatan Analitik Adanya interaksi yang tidak Adanya interaksi yang tidak

diinginkan diinginkan Keterbatasan metode analisis.Keterbatasan metode analisis.

pH larutan pengekstrakpH larutan pengekstrak

Belum ada kesepakatan tentang Belum ada kesepakatan tentang nilaipH larutan pengesktrak untuk nilaipH larutan pengesktrak untuk pertukaran kation tanah.pertukaran kation tanah.

Disarakan pH Larutan pengeekstrak Disarakan pH Larutan pengeekstrak sebaiknya sedekat mungkin dengan sebaiknya sedekat mungkin dengan pH tanah yang diteliti.pH tanah yang diteliti.

pH 7 untuk amonium asetat sering pH 7 untuk amonium asetat sering digunakan.digunakan.

Jika ion HJika ion H+ + dapat ditukar diperhitungkan dalam penetapan dapat ditukar diperhitungkan dalam penetapan KTK, larutan pengeekstrak dengan pH 8-8,5 sebaiknya KTK, larutan pengeekstrak dengan pH 8-8,5 sebaiknya digunakan--- jika ada suatu penggantian ion Hdigunakan--- jika ada suatu penggantian ion H++ Yang Yang terjerap.terjerap.

Nilai pH dan jenis garam yang digunakan mempunyai efek Nilai pH dan jenis garam yang digunakan mempunyai efek relatif kecil terhadap pertukaran basa-basa dan jumlah relatif kecil terhadap pertukaran basa-basa dan jumlah basa dapat ditukar jika larutan pengekstrak nya adalah basa dapat ditukar jika larutan pengekstrak nya adalah NaOAc,KOAc atau garam Ba pada pH 7.9-8,5.NaOAc,KOAc atau garam Ba pada pH 7.9-8,5.

Namun Konsentrasi ion H dapat tukar yang terekstrak Namun Konsentrasi ion H dapat tukar yang terekstrak berbeda nyata jika reaksi pertukaran dilakukan pada pH berbeda nyata jika reaksi pertukaran dilakukan pada pH 7.0-8.5.7.0-8.5.

Larutan pengekstrak dengan nilai pH lebihtinggi--- biasanya Larutan pengekstrak dengan nilai pH lebihtinggi--- biasanya menghasilkan suatu penggantian ion H yang meningkat.menghasilkan suatu penggantian ion H yang meningkat.

Besarnya pengaruh pH tergantungBesarnya pengaruh pH tergantung

Sifat komplek pertukaranSifat komplek pertukaran Sifat dan konsentrasi larutan Sifat dan konsentrasi larutan

pengestrakpengestrak Adanya interaksi yang tidak Adanya interaksi yang tidak

diinginkandiinginkan Pendekatan analitikPendekatan analitik

1.Sifat Komplek pertukaran1.Sifat Komplek pertukaran

Ada 6 jenis koloid tanah yang terlibat Ada 6 jenis koloid tanah yang terlibat dalam reaksi pertukaran kation:dalam reaksi pertukaran kation:

1. liat amorf, dan para kristalin, 2.liat tipe 1. liat amorf, dan para kristalin, 2.liat tipe 1:1(kelompok kaolinit), 3.liat type 2:1 1:1(kelompok kaolinit), 3.liat type 2:1 (kelompok smektit), 4.type liat 2:2 (kelompok smektit), 4.type liat 2:2 (kelompok klorit), 5. liat sesquioksida (liat (kelompok klorit), 5. liat sesquioksida (liat Al dan Fe oksida) dan 6. Koloid organik.Al dan Fe oksida) dan 6. Koloid organik.

Nilai KTK dan perilaku ke 6 Kategori koloid Nilai KTK dan perilaku ke 6 Kategori koloid tanah tersebut dalam rekasi pertukaran tanah tersebut dalam rekasi pertukaran kation,khususnya dalam reaksi pertukaran kation,khususnya dalam reaksi pertukaran H berbeda. H berbeda.

Besarnya muatan Negatif disetiap Koloid Besarnya muatan Negatif disetiap Koloid juga berbeda.juga berbeda.

Koloid organik-paling tinggi–200 me/100 g Koloid organik-paling tinggi–200 me/100 g tnh.tnh.

Vermikulit--- 150 me/100 g tnh.Vermikulit--- 150 me/100 g tnh.

Smektit---100 me/100 g tnh.Smektit---100 me/100 g tnh.

Klorit dan ilit--- 30 me/100 g tnh.Klorit dan ilit--- 30 me/100 g tnh.

Kaolinit--- 8 me/100 g tnh Kaolinit--- 8 me/100 g tnh

gibsite dan goetit– 4 me/100 g tnh.gibsite dan goetit– 4 me/100 g tnh.

2.Sifat dan konsentrasi larutan 2.Sifat dan konsentrasi larutan pengekstrakpengekstrak

Jenis kation yang digunakan dalam larutan Jenis kation yang digunakan dalam larutan pengeekstrak ---mempengaruhi hasil pengeekstrak ---mempengaruhi hasil

analisis.analisis. Kecepatan adsorpsi tergantung pada Kecepatan adsorpsi tergantung pada

valensi dan jumlah kation.valensi dan jumlah kation.-Ion-ion monovalen ---cenderung dijerap -Ion-ion monovalen ---cenderung dijerap

dalam jumlah rendah daripada ion divalen.dalam jumlah rendah daripada ion divalen.-Jumlah kation yang lebih kecil kecepatan -Jumlah kation yang lebih kecil kecepatan

adsorpsinya lebih baik.adsorpsinya lebih baik.

Kemampuan kation mengganti tidak selalu Kemampuan kation mengganti tidak selalu proporsional dengan jumlah yang teradsorpsi. proporsional dengan jumlah yang teradsorpsi. Idealnya kation larutan pengekstrak harus diadsorpsi Idealnya kation larutan pengekstrak harus diadsorpsi dalam jumlah equivalen dengan jumlah ion yang dalam jumlah equivalen dengan jumlah ion yang diganti.diganti.

Contoh. NH4---mempunyai kekutan penetrasi yang Contoh. NH4---mempunyai kekutan penetrasi yang tinggi– tapi tidak diadsorpsi dalam jumlah yang tinggi– tapi tidak diadsorpsi dalam jumlah yang tinggi. Pada sisi lain Batinggi. Pada sisi lain Ba+2+2 diadsorpsi dalam jumlah diadsorpsi dalam jumlah besar tanpa mengganti jumlah kation yang ekuivalen.besar tanpa mengganti jumlah kation yang ekuivalen.

Tidak semua jenis kation dapat digunakan sebagai Tidak semua jenis kation dapat digunakan sebagai bahan penukar. Secara umum hanya kation bahan penukar. Secara umum hanya kation monovalen dan beberap ion divalen yang dapat monovalen dan beberap ion divalen yang dapat digunakan dalam penetapan KTK.digunakan dalam penetapan KTK.

Kation MgKation Mg+2+2, Fe, Fe+2+2, Fe, Fe+1+1, dan Al, dan Al+3+3 tidak cocok karena tidak cocok karena kation tersebut menganggu analisis melalui kation tersebut menganggu analisis melalui pembentukan garam-garam basa dan hidroksida.pembentukan garam-garam basa dan hidroksida.

Interaksi yang tidak diinginkanInteraksi yang tidak diinginkan Fiksasi dari kation tertentu dapat menyebabkan Fiksasi dari kation tertentu dapat menyebabkan

nilai KTK rendah.nilai KTK rendah. Penggunaan K dan NH4 sebagai Kation penukar, Penggunaan K dan NH4 sebagai Kation penukar,

dapat menganggu penetapan KTK karena K dan dapat menganggu penetapan KTK karena K dan NH4 cenderung difiksasi olehmineral tanah.NH4 cenderung difiksasi olehmineral tanah.

Reaksi presipitasi , seperti yang terjadi pada ion Reaksi presipitasi , seperti yang terjadi pada ion Ba Ba +2+2 dengan CO dengan CO22 dan SO dan SO44 membentuk BaCO membentuk BaCO33 dan dan BaSOBaSO4. 4. yangyang tdktdk

larut– juga merupakan sumber eror dalam anal.larut– juga merupakan sumber eror dalam anal. Proses hidrolisis dari kation-kation penukar Proses hidrolisis dari kation-kation penukar

menyebabkan pembentukan bentuk hidroksida menyebabkan pembentukan bentuk hidroksida yang tidak larut—juga merupakan sumber eror.yang tidak larut—juga merupakan sumber eror.

Pendekatan AnalitikPendekatan Analitik