Aplikasi Metode Potensiometri Pada Penentuan Kandungan Karbon Organik Total Tanah

5/28/2018 Aplikasi Metode Potensiometri Pada Penentuan Kandungan Karbon Organik Total Tanah

1/18

JMS Vol. 5 No. 1, hal. 23 - 40 April 2000

Studi Aplikasi Metode Potensiometri Pada Penentuan Kandungan

Karbon Organik Total Tanah

Abdul Haris Watoni1)

dan Buchari2)

1)Jurusan Kimia, FMIPA Universitas Haluoleo

2)Jurusan Kimia, FMIPA ITB

Diterima tanggal 3 Maret 2000, disetujui untuk dipublikasikan 25 Juni 2000

Abstrak

Metode potensiometri merupakan salah satu metode yang banyak digunakan untuk

menentukan kandungan ion-ion tertentu di dalam suatu larutan, namun belum banyakditerapkan untuk analisa sampel tanah. Dalam penelitian ini telah diteliti penerapan

metode potensiometri pada penentuan kandungan karbon organik total tanah

menggunakan elektroda selektif CO2 sebagai elektroda penunjuk. Prinsip penentuan

kandungan karbon organik total tanah adalah mengubah karbon organik total menjadi

CO2yang selanjutnya CO2 yang dihasilkan diukur konsentrasinya berdasarkan perubahan

potensial elektroda yang ditunjukkan oleh elektroda selektif CO2. Konsentrasi CO2yang

didapatkan sebanding dengan konsentrasi karbon organik total tanah. Sebelum digunakan

untuk pengukuran tanah, terlebih dahulu dilakukan karakterisasi terhadap elektroda

selektif CO2. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa elektroda selektif CO2 mempunyai

waktu respon 2,5 menit dengan tenggang waktu stabil 40 detik, daerah konsentrasi

pengukuran 9,09 x 10-4M hingga 3,83 x 10 -1M dengan faktor Nernst 53 mV/dekade dan

limit deteksi 4,5 x 10-4

M, pH optimum 4,8. Adanya CH3COO- atau H2PO4

-dengan

konsentrasi 10-2

M mengganggu pengukuran potensial CO2dengan koefisien selektifitas

(Kij) masing-masing 0,36 dan 0,133. Untuk mengoreksi kelayakan hasil pengukuran

karbon organik total tanah dengan metode potensiometri, maka digunakan metode

titrimetri sebagai pembandingnya. Hasil pengukuran dari kedua metode tersebut

menunjukkan bahwa metode potensiometri dapat digunakan untuk menentukan kandungan

karbon organik total tanah dengan hasil yang diperkirakan lebih akurat dibandingkan

dengan metode titrimetri biasa.

Abstract

In recent years, ion selective electrodes have become more useful for the

determination of certain ion in solutions rather than in soil system. The applications of

potentiometric for the determination of the total soil organic carbon has been investigated

with CO2 selective electrode as indicator electrode. The principle of the determination is

base on the conversion of total soil organic carbon in the sample to CO2 and than the CO2

produced was measured potentiometrically by CO2selective electrode. The concentration

of CO2 was proportional with the total soil organic carbon in the samples. Before

application for the measurement, the CO2selective electrode must be characterized. The

investigation showed that the respon time of the electrode was 2,5 minutes and it was

stable for 40 seconds because the lost of CO2 to the air. The range of concentration for themeasurement was between 9.09 x 10

-4M to 3.83 x 10

-1M of CO2with the Nernst factor

was 53 mV per decade and the limit of detection was 4.5 x 10-4

M of CO2and the optimum


2/18

24 JMS Vol. 5 No. 1, April 2000

pH of the solution was 4.8. The present of CH3COO- and H2PO4

- over 10

-2 M in

concentrations interfered the measurement of CO2with their potentiometric coefficient of

selectivity was 0.36 and 0.133 respectively. The validity of potentiometric method for thedetermination of the total soil organic carbon was compared with the titrimetric method

for the same samples. This investigation showed that the potentiometric method was

applicable to the determination of the total soil organic carbon and it was more accurate

than the titrimetric method.

1. Pendahuluan

Kandungan bahan organik di dalam tanah sangat berpengaruh terhadap sifat fisik,

kimia dan biologi tanah yang selanjutnya berpengaruh terhadap tingkat kesuburan tanah.

Salah satu komponen utama penyusun bahan organik adalah unsur karbon, sehingga

pengetahuan akan kandungan karbon di dalam tanah dapat memberikan informasi akan

tingkat kesuburan tanah1,2).

Unsur karbon di dalam tanah berada dalam 4 wujud, yaitu wujud mineral karbonat,

unsur padat seperti arang, grafit dan batubara, wujud humus sebagai sisa-sisa tanaman dan

hewan serta mikroorganisma yang telah mengalami perubahan, namum relatif tahan

terhadap pelapukan dan wujud yang terakhir berupa sisa-sisa tanaman dan hewan yang

telah mengalami dekomposisi di dalam tanah2,3).

Berkaitan dengan wujud-wujud unsur karbon tersebut di dalam tanah, maka

penentuan kandungan karbon tanah dilakukan berdasarkan kandungan karbon organik

totalnya. Beberapa peneliti telah melakukan pengukuran kandungan karbon organik total

tanah dengan metode konvensional, yaitu metode titrimetri biasa. Metode ini merupakan

metode baku yang telah lama digunakan dalam analisa tanah karena relatif sederhana,

cepat dan murah. Terlepas dari kelebihan-kelebihan tersebut, metode titrimetri mempunyai

kelemahan yang sangat mendasar terutama balam penentuan titik akhir titrasi. Kelemahan

ini sering terjadi dalam suatu pengerjaan analisis yang mengakibatkan biasnya hasil

pengukuran yang didapatkan, di samping kelemahan-kelemahan akibat kesalahan-

kesalahan yang terjadi pada tahap-tahap pengerjaannya4). Berdasarkan alasan-alasan

tersebut, maka perlu ada metode alternatif yang dapat diterapkan dalam penentuan

kandungan karbon organik total tanah. Dalam penelitian ini telah dicoba penentuan

kandungan karbon organik total tanah dengan metode potensiometri menggunakan


3/18

JMS Vol. 5 No. 1, April 2000 25

elektroda selektif CO2. Sebagai pembanding telah dilakukan pula penentuan kandungan

karbon organik total tanah dengan metode titrimetri biasa.

Prinsip penentuan kandungan karbon organik total tanah dengan metode

potensiometri adalah mengubah senyawa-senyawa karbon menjadi CO2. Selanjutnya CO2

yang dihasilkan diukur konsentrasinya secara potensiometri dengan elektroda selektif CO2

sebagai elektroda penunjuk. Elektroda selektif CO2 tersusun atas membran luar yang

permeabel terhadap gas CO2, elektroda pH internal, elektroda pembanding dan larutan

elektrolit yang berada di antara membran dan elektroda pH internal. Ketika badan elektoda

selektif CO2dicelupkan ke dalam larutan analit, CO

2dari larutan analit berdifusi melewati

membran menuju ke larutan elektrolit internal. Di dalam larutan elektrolit internal CO2

mengalami reaksi hidrolisa menghasilkan ion H3O+ yang potensialnya direspon oleh

elektroda pH internal. Respon potensial ini sebanding dengan aktivitas atau konsentrasi

CO2di dalam larutan analit5,6).

Respon potensial elektroda selektif CO2ditentukan berdasarkan persamaan Nernst

sebagai berikut :

E = E + S log (1)+OH3a

dengan E adalah potensial elektroda selektif CO2 yang terukur relatif terhadap elektroda

referensi, E adalah tetapan yang tergantung pada struktur dan geomteri elektroda,

adalah keaktifan ion hidronium serta S merupakan faktor Nernst dengan ungkapan S = 2,3

RT/F dimana R adalah tetapan gas ideal (8,314 Joule. mol

+OH3a

-1.K-1), T adalah temperatur

absolut (K) dan F adalah tetapan Faraday (96489 C. ekivalen). Karena keaktifan ion H 3O+

sebanding dengan keaktifan CO2 di dalam larutan analit, maka persamaan di atas dapat

dinyatakan dengan :

E = E + S log (2)+OH3

a

dengan E merupakan tetapan.

Apabila larutan yang diukur mengandung spesi-spesi lain dengan konsentrasi

tertentu, maka elektroda selektif CO2 juga merespon spesi-spesi tersebut, sehingga

potensial yang dihasilkan merupakan potensial simultan. Persamaan Nernst untuk CO2

dengan adanya spesi X menjadi :


4/18


)a.Kalog(SkE m/1XX/COCOCOX/CO m2222

++= (3)

kCO2 adalah tetapaan Nernst untuk elektroda selektif CO2, dan a2CO

a X masing-masing

merupakan aktifitas CO2 dan spesi X, serta adalah koefisien selektivitas COX/CO2K 2

terhadap X.

Agar elektroda selektif CO2dapat digunakan dengan baik, maka terhadap elektroda

tersebut perlu dilakukan karakterisasi sebelum digunakan untuk penentuan CO2 dari

larutan analit7,8). Studi karakterisasi yang telah dilakukan dalam penelitian ini adalah

penentuan waktu respon, penentuan daerah (trayek) konsentrasi pengukuran, faktor Nernst

dan limit deteksi, penentuan pH optimum dan penentuan koefisien selektivitas elektroda

CO2terhadap ion CH3COO- dan ion H2PO4

-.

2. Metodologi Penelitian

2.1.Bahan Bahan

Bahan penelitian yang digunakan meliputi KMnO4 0,1 M, NaHCO3 0,5 M, HCl

pekat, CH3COONa, NaH2PO40,1 M, asam oksalat 0,1 M, H2SO4 0,1 M dan sampel tanah

dari jenis latosol (A), metisol (B), alfisol (C) dan aridisol (D).

2.2 Peralatan

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini di samping alat gelas yang lazim

digunakan di laboratorium kimia, juga alat-alat ukur lainnya seperti pH-meter beserta

perangkat alat yang berkaitan dengan penelitian potensiometri. Pengukuran pH dan

potensial elektroda dilakukan dengan pH/mV-meter buatan Metrohm tipe 692, sedangkan

pengukuran potensial CO2 dilakukan dengan menggunakan elektroda selektif CO2 yang

dibandingkan terhadap elektroda AgAgCl sebagai referensi. Dalam penelitian ini

pengukuran potensial elektroda dilakukan pada suhu kamar (25 + 1 )OC.


5/18


2.3. Prosedur Kerja

2.3.1. Penentuan waktu respon

Membuat larutan yang mengandung CO2 dengan konsentrasi 9,09 x 10-7M hingga

2,83 x 10-1M dari pengerjaan titrasi larutan NaHCO3dengan HCl pekat, sambil dilakukan

pengadukan dengan pengaduk magnetik dan sekaligus pengukuran potensial CO2

menggunakan elektroda selektif CO2 pada setiap saat (menit). Waktu respon ditentukan

berdasarkan saat elektroda menunjukkan respon potensial yang maksimum dan stabil.

2.3.2 Penentuan daerah konsentrasi, faktor Nernst dan limit deteksiDari data yang diperoleh pada percobaan 2.3.1, selanjutnya dibuat grafik potensial

(mV) terhadap log[CO2]. Dari grafik ini diperoleh bagian garis yang linier sebagai daerah

konsentrasi (kurva kalibrasi). Faktor Nernst diperoleh dari harga kemiringan garis linier

tersebut, sedangkan limit deteksi ditentukan dengan cara membuat garis ekstrapolasi dari

kurva linier dengan garis horisontal pada grafik tersebut, sehingga didapatkan harga pCO2

pada titik perpotongan kedua garis tersebut sebagai limit deteksi.

2.3.3 Penentuan pH optimumMembuat larutan yang mengandung CO2 dengan konsentrasi 8,2 x 10

-4M hingga

8,2 x 10-2M pada kondisi pH 2; 3; 4; 4,5; 4;8; 5; dan 6 dari hasil titrasi larutan NaHCO 3

dengan HCl pekat sambil melakukan pengadukan dan sekaligus mengukur respon

potensialnya menggunakan elektroda selektif CO2. Selanjutnya membuat grafik dengan

mengalurkan potensial (mV) terhadap log[CO2] untuk menentukan faktor Nernst danlinieritasnya. PH optimum dipilih dari grafik yang memberikan fungsi paling linier dengan

faktor Nernst yang paling mendekati nilai teori.

2.3.4 Penentuan pengaruh ion CH3COO-dan H2PO4

-terhadap respon potensial CO2

Membuat larutan yang mengandung CO2 dengan konsentrasi yang sama dengan

percobaan 2.3.3, tetapi setiap larutan mengandung ion CH3COO-10-2M maupun H2PO4

-

10-2

M dan sambil melakukan pengadukan, diamati respon potensialnya. Hal yang sama

dilakukan terhadap larutan CO2 yang mengandung CH3COO- maupun H2PO4

- dengan


6/18


konsentrasi 10-3M dan 10-4 M. Selanjutnya dibuat grafik potensial (mV) terhadap

-log[CO2] untuk menentukan koefisien selektivitasnya (K

ij) dari ekstrapolasi garis

horisontal dan vertikal pada grafik tersebut.

2.3.5 Kurva Kalibrasi

Kurva kalibrasi sebagai kurva pembanding untuk penentuan karbon organik total

tanah dibuat dari reaksi redoks antara campuran larutan asam oksalat 0,1 M dan H2SO40,1

M dengan KMnO40,1 M, sehingga didapatkan CO2dengan konsentrasi 5 x 10-4M, 10-3M,

5 x 10-3M, 10-2M, 5 x 10-2M dan 0,1 M sambil mengukur respon potensialnya bersamaan

dengan dilakukannya pengadukan. Selanjutnya membuat grafik potensial (mV) terhadap

log[CO2] sebagai kurva kalibrasi.

2.3.6Pengukuran karbon organik total tanahPengukuran respon potensial CO2 hasil oksidasi C-organik total tanah dengan

larutan KMnO4 dalam suasana asam dilakukan berdasarkan 3 (tiga) parameter, yaitu pada

berat sampel tanah maupun volume H2SO4 tetap (parameter 1), pada berat sampel

bervariasi dan volume H2SO4 tetap (parameter 2), dan pada berat sampel tetap namun

volume H2SO4bervariasi (parameter 3). Dari hasil pengukuran ini diperoleh kondisi yang

tepat untuk pengukuran konsentrasi karbon organik total tanah, baik dengan metode

potensiometri maupun titrimetri. Untuk penentuan dengan metode potensiometri, 2 gram

sampel tanah kering dimasukkan ke dalam gelas beker yang berisi 25 ml. H2SO40,1 M,

kemudian dititrasi dengan KMnO4 0,1 M secara berlebih sambil diaduk dan diukur

potensialnya, sampai diperoleh CO2 yang potensialnya terbesar saat diukur dengan

elektroda selektif CO2. Harga potensial ini selanjutnya dimasukkan ke dalam persamaan

garis regresi dari kurva kalibrasi yang telah dibuat. Untuk pengukuran dengan metode

titrimetri, sampel yang telah diukur potensialnya selanjutnya disaring dan filtrat yang

didapatkan dititrasi balik dengan asam oksalat 0,1 M sampai titik ekivalen tercapai.

Kandungan karbon organik total tanah ditentukan berdasarkan jumlah KMnO4 yang

diperlukan untuk mengoksidasi C-organik total menjadi CO2.


7/18


3. Hasil Penelitian dan Pembahasan

3.1. Karakterisasi Elektroda Selektif CO2

3.1.1 Waktu respon elektroda selektif CO2

Hasil pengamatan menunjukkan respon potensial elektroda selektif CO2mencapai

nilai maksimum mulai menit ke 2,5 dengan tenggang waktu stabil selama 40 detik, seiring

dengan mulai terbentuk CO2, setelah itu respon potensial perlahan-lahan turun kembali

karena CO2 mulai terlepas ke udara akibat pengadukan yang terus-menerus. Harga

potensial maksimum dan waktu respon potensial CO2dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Waktu respon elektroda selektif CO2 dalam berbagai konsentrasi CO2

[CO2] (M) Potensial

(mV)

Waktu

(menit)

[CO2] (M) Potensial

(mV)

Waktu

(menit)

4,74 x 10-1 93,2 2,5 9,09 x 10-4 -43,3 2,5

2,83 x 10-1 86,7 2,5 4,76 x 10-4 -50,7 2,5

9,09 x 10-2 59,4 2,5 9,09 x 10-5 -59,3 2,5

4,76 x 10-2 42,0 2,5 4,76 x 10-5 -61,5 2,5

9,90 x 10-3 4,8 2,5 9,09 x 10-6 -67,6 2,5

4,76 x 10-3 -13,8 2,5 4,76 x 10-6 -71,4 2,5

3.1.2 Daerah konsentrasi pengukuran, faktor Nernst dan limit deteksiDari data yang tercantum dalam Tabel 1, bila dibuat grafik yang menghubungkan

nilai potensial (mV) terhadap log[CO2] diperoleh grafik berbentuk sigmoid dengan bagian

kurva linier pada rentang konsentrasi 9,09 x 10-4M hingga 3,83 x 10-1M sebagai daerah

konsentrasi (trayek) pengukuran (Gambar 1 dan 2). Dengan demikian elektroda selektif

CO2hanya layak untuk pengukuran CO2pada rentang konsentrasi tersebut. Faktor Nernst

(kemiringan garis) dari kurva linier tersebut adalah 53 mV/dekade, sedangkan limit

deteksinya adalah 4,5 x 10-4M, sehingga untuk CO2dengan konsentrasi lebih kecil dari

nilai tersebut tidak dapat diukur potensialnya secara signifikan.


8/18


3.1.3 Respon potensial elektroda pada pH 2 hingga 6

Kondisi pH larutan sangat berpengaruh pada kestabilan CO2di dalam larutan analit

yang selanjutnya berpengaruh pada respon potensialnya, sebagaimana yang tercantum pada

Tabel 2 atau diperlihatkan oleh Gambar 3a sampai dengan Gambar 3g. Grafik potensial

(mV) terhadap log [CO2] dari data pada Tabel tersebut menghasilkan kurva linier pada

pH 4 hingga 6 dengan faktor Nernst antara 51,47 sampai dengan 51,69 mV/dekade.

Kondisi yang paling optimum didapatkan pada pH 4,8 dengan faktor Nernst 51,69

mV/dekade. Keadaan ini berkaitan dengan kestabilan CO2di dalam larutan. Pada kondisi

asam CO2 berada dalam bentuk H2CO3, sedangkan pada kondisi basa akan berubah

menjadi HCO3-.

Gambar 1. Grafik potensial terhadap log[CO2] pada konsentrasi 9,09.10-7M-4,74.10-1M

Gambar 2. Kurva daerah konsentrasi CO2yang mendekati persamaan Nernst (9,09.10-7

Mhingga 3,83.10-1M)


9/18


Tabel 2. Potensial elektroda selektif CO2dalam berbagai konsentrasi CO2pada pH

2 hingga 6

Potensial, E(mV)[CO2] (M) pCO2

pH 2 pH 3 pH 4 PH 4,5 pH 4,8 PH 5 pH 6

8,2x10-2 1,087 83,2 58,0 57,0 53,9 56,7 63,0 59,2

4,3 x 10-2 1,367 54,7 40,8 48,3 39,5 39,9 44,5 42,6

8,2 x 10-3 2,087 29,2 4,3 3,6 -0,3 1,3 5,5 4,5

4,3 x 10-3 2,368 20,9 -11,7 -10,2 -15,4 -13,1 -10,7 -9,6

8,2 x10-4 3,087 7,9 -32,5 -42,0 -46,7 -46,5 -39,2 -43,9

Fak.Nernst 35,82 46,12 51,47 51,07 51,69 51,48 51,53

Intersept 110,7 103,9 114,2 108,3 111,0 115,6 113,6

Linieritas 0,999 0,990 0,995 0,998 0,999 0,996 0,999

3.1.4 Pengaruh ion CH3COO-dan H2PO4-terhadap respon potensial CO2Berdasarkan hasil pengamatan sebagaimana yang terlihat pada Tabel.3, potensial

elektroda CO2 yang mengandung ion CH3COO- dan H2PO4

-, tampak bahwa respon

potensial CO2 dipengaruhi oleh adanya kedua ion tersebut. Gambar 3a hingga 3g serta

Gambar 4a hingga 4g memperlihatkan alur antara potensial elektroda CO2 terhadap log

(CO2) dengan adanya ion CH3COO- dan H2PO4

- dalam larutan. Dari harga koefisien

selektivitas (Kij) CO2terhadap ion CH3COO- dan H2PO4

-dengan konsentrasi 10-2M akan

mengganggu pengukuran potensial elektroda CO2 dengan Kij masing-masing 0,365 dan

0,133. Adanya kedua ion tersebut dengan konsentrasi di bawah 10-2M tidak mengganggu

pengukuran, karena koefisien selektivitasnya relatif kecil yang praktis mendekati nol.


10/18


Tabel 3. Potensial CO2 dengan adanya CH3COO-

dan H2PO4-

E(mV)[CO2]

(M) pCO2 (CH3COO-) (H2PO4

-)

10-2M 10-3M 10-4M 10-2M 10-3M 10-4M

0,208 0,683 71,2 79,2 76,8 84,5 80,5 59,7

8,2.10-2 1,087 55,4 54,6 57,0 77,0 57,6 38,8

4,2.10-2 1,368 39,1 39,1 41,4 67,9 43,9 25,3

8,2.10

-3

2,087 -0,8 2,8 3,0 43,8 16,0 -6,34,2.10-3 2,368 -1,5 -14,8 -13,4 32,4 3,9 -20,9

8,2.10-4 3,087 -12,4 -44,7 -44,1 6,8 -18,5 -46,0

3.1.5 Kurva kalibrasi

Kurva kalibrasi diperoleh dari grafik potensial (mV) terhadap log [CO2] dari data

yang terlihat pada Tabel 4 yang menghasilkan persamaan garis Y = - 59,27 X + 180.19.

dan linieritas garis 0,996. Dalam hal ini Y = potensial CO2dan X = - log [CO2]. Kurva ini

digunakan untuk penentuan karbon organik total dengan metode potensiometri.

Tabel 4. Respon Potensial CO2untuk Kurva Kalibrasi

[CO2] (M) pCO2 E(mV)

0,1 1 118,3

5.10-2 1,303 99,6

5.10-2 2 66,9

5.10-3 2,303 49,8

5.10-3 3 3,0

5.10-4 3,301 -21,2

Persamaan regresi linear :

E = 180,19 + 59,27 log (CO2) dengan R = 0,9960


11/18


)a )e

)b )f

)c)g

)g

Gambar 3. a) s/d g) Respon potensial elektroda CO2terhadap kosentrasi CO2pada Ph2

sampai dengan pH6.


12/18


a)

b)

c)

Gambar 4a s/d 4c : Respon potensial elektroda CO2 terhadap konsentrasi CO2 dengan

adanya ion CH3COO-

, a). 10-2

M, b). 10-3

M, dan c). 10-4

M.


13/18


a)

b)

c)

Gambar 5a s/d 5c : Respon potensial elektroda CO2 terhadap konsentrasi CO2 dengan

adanya ion H2PO4-a). 10-2M, b). 10-3M, dan c). 10-4M.


14/18


3.1.6 Parameter Pengukuran karbon organik total tanah

Hasil pengukuran kondisi optimum sampel tanah dengan parameter 1, 2 dan 3 yang

tertera pada Tabel 5,6,7, memperlihatkan bahwa untuk proses degradasi karbon organik

total tanah menjadi CO2mutlak diperlukan KMnO4, sedangkan semakin banyak jumlah

sampel tanah yang didegradasi semakin banyak pula KMnO4 yang diperlukan, sehingga

semakin besar konsentrasi CO2 yang dihasilkan. Jumlah H2SO4 yang paling baik untuk

berlangsungnya degradasi dari 2 gram sampel tanah dengan KMnO4adalah 30 mL. Pada

kondisi ini nilai potensial CO2-nya mencapai nilai terbesar yang berarti proses reaksi

redoks berlangsung paling efektif.

Tabel 5. Pengaruh jumlah KMnO4 terhadap potensial dan waktu respon elektroda

selektif CO2

(Parameter 1)

Berat

Cuplikan

(gram)

Volume

H2SO4),1M

(ml)

Volume

KMnO40,1M

(ml)

E(mV)

Waktu

Respon

(menit)

2 20 0,7 26,6 15

2 20 0,7 26,5 15

2 20 0,6 26,5 16

2 20 0,9 26,8 15

2 20 - -6,1 15

2 20* - -45,55** -

Tabel 6. Pengaruh berat cuplikan dan jumlah KMnO4terhadap potensial dan waktu

respon elektroda selektif CO2

(Parameter 2)

Berat

Cuplikan

(gram)

Volume

H2SO4),1M

(ml)

Volume

KMnO40,1M

(ml)

E(mV)

Waktu

Respon

(menit)

20 0,5 8,8 19

20 0,7 26,5 10

20 0,9 39,8 6

20 1,0 39,7 6

1

2

3

4

5 20 1,4 46,5 6


15/18


Tabel 7. Pengaruh jumlah H2SO4 dan jumlah KMnO4terhadap potensial dan waktu

respon elektroda selektif CO2

Berat

Cuplikan

(gram)

Volume

H2SO4),1M

(ml)

Volume

KMnO40,1M

(ml)

E(mV)

Waktu

Respon

(menit)

2 15 0,5 26,5 7

2 20 0,9 26,5 10

2 25 1,5 29,4 13

2 30 1,7 29,4 15

2 35 2,0 25,5 20

2 40 2,2 23,5 22

3.1.7 Kandungan karbon organik total tanah

Dengan memasukkan nilai potensial yang tercantum pada Tabel 8 ke dalam

persamaan Y = -59,27 X + 160,19 (periksa Gambar 3), diperoleh konsentrasi CO2dan

sekaligus konsentrasi karbon organik total tanah orde A, B, C dan D dengan metode

potensiometri berturut-turut adalah 2,86 x 10-3 M, 3,72 x 10-3M, 3,43 x 10-3 M dan 6,68 x

10-4M atau 0,045 %, 0,06 %, 0,056 % dan 0,01 % (Tabel 5), sedangkan hasil pengukuran

dengan metode titrimetri adalah 0,097 %, 0,147 %, 0,120 % dan 0,071 % (Tabel 9 dan 10).

Perbedaan hasil ini menunjukkan bahwa penentuan karbon organik total tanah dengan

metode potensiometri lebih rendah dibandingkan dengan metode titrimetri biasa. Diduga

bahwa K MnO4yang ditambahkan tidak hanya bereaksi dengan senyawa organik namun

bereaksi pula dengan reduktor anorganik yang ada dalam tanah, antara lain senyawa besi

(II). Dari titik pandang ini metode penentuan karbon organik total dalam tanah lebih akurat

dibandingkan dengan cara titrimetri.


16/18


Tabel 8. Potensial elektroda selektif CO2dari 2 gram sampel tanah pada kondisi optimum

Orde tanah Vol. H2SO40,1M(mL)

Vol. KMnO40,1M

(mL)

E (mV) E (mV)

rata-rata

A1 25 1,5 29,4

A2 25 1,5 29,4 29,4 + 0,2

A3 25 1,6 29,3

B1 25 2,5 36,2

B2 25 2,4 36,3 36,2 + 0,2

B3 25 2,4 36,2C1 25 2,0 34,1

C2 25 2,0 34.0 34,1 + 0,2

C3 25 2,0 34,1

D1 25 1,0 -8,0

D2 25 1,1 -8,0 -8,0 + 0,2

D3 25 1,1 -8,1

Tabel 9. Data hasil penentuan karbon organik total tanah dengan metode titrimetri

Vol. H2C2O4

0,1 M (mV)

Vol. KMnO40,1 M (mL)

Vol. KMnO4

0,1 M rata-

rata (mL)

Vol.

H2C2O40,1

M (mV)

Vol. H2C2O4

0,1M rata-

rata(mV)

A1 1,5 0,6

A2 1,5 1,53 0,7 0,6 + 0,2

A3 1,6 0,6

B1 2,5 1,0

B2 2,4 2,43 1,2 1,1 + 0,2

B3 2,4 1,1

C1 2,0 1.0

C2 2,0 2,0 1,0 1,0 + 0,0

C3 2,0 1,1

D1 1,0 0,4

D2 1,1 1,1 0,5 0,4 + 0,2

D3 1,1 0,4


17/18


Tabel 10. Kandungan karbon organik total tanah dalam 2 gram sampel tanah

Potensiometri TitrimetriOrde tanah

Konsentrasi (M) % berat Konsentrasi (M) % berat

Selisih

A 2,86 x 10-3 0,045 1,935 x 10-3 0,097 0,052

B 3,72 x 10-3 0,060 2,985 x 10-3 0,149 0,089

C 3,43 x 10-3 0,056 2,40 x 10-3 0,120 0,064

D 6,68 x 10-4 0,010 1,41 x 10-3 0,071 0,061

4. Kesimpulan

Elektroda selektif CO2dapat digunakan untuk menentukan CO2dalam suatu larutan

analit pada daerah konsentrasi 9,09 x 10-4M hingga 3,8 x 10-1M dengan faktor Nernst

pada suhu 25oC sebesar 53 mV/dekade dan limit deteksi 4,5 x 10-4M, sedangkan kondisi

pengukuran potensial CO2yang paling baik dilakukan pada pH 4,8.

Adanya ion CH3COO- dan H2PO4

-dengan konsentrasi 10-2M atau lebih di dalam

larutan analit dapat mengganggu pengukuran respon potensial CO2.

Metode potensiometri dapat digunakan sebagai metode alternatif yang lebih akurat

daripada metode titrimetri untuk penentuan kandungan karbon organik total tanah.

Daftar Pustaka

1. Herned, H.S., and Raymond. Jr., D.,J. Am. Chem. Soc., 65, 2030- 2037 (1943).

2. Cottenie, A., Soil and Management of Soil in The Tropics, John Wiley & Sons, New

York, 1976.

3. Buckman, H.O., dan Brady, N.C., Ilmu Tanah (terjemahan), Bhratara Karya Aksara,

Jakarta, 1982.

4. Maryanto, J., Penentuan Kandungan Karbon Organik Total Tanah dengan Metode

Spektrofotometri, Potensiometri dan Titrimetri,Tesis,Program Magister Kimia, Institut

Teknologi Bandung, 1993.

5. Garry, C.D., Analytical Chemistry,fifth Edition, John Wiley & Sons, New York,1994.


18/18


6. Howard, A.S. and William, H.R., Chemical Instrumentation : A Systemic Approach,

Third Edition, John Wiley & Sons, New York, 1989.

7. Jensen M.A. and Revhnitz G.A., Response Time Characteristics of The pCO2

Elektrode,Anal. Chem., 51, [12], 1972, (1979).

8. Evi, A., Studi Pendahuluan tentang Penggunaan Elektroda Selektif CO2 pada

Penentuan Kadar CO2 dalam Air, Skripsi, Jurusan Kimia, FMIPA, Institut Teknologi

Bandung, 1993.

Documents

Aplikasi Metode Potensiometri Pada Penentuan Kandungan Karbon Organik Total Tanah