C;3hEVALUASI LOC}AM ALKALI DAN ALKALI TANAH DALAMASAM HU]riAT HASIL ISOLASI.TANAH GAMBUT

A. Purwanto, Muzakky, Supriyanto. CP3TM-Batan, JI. Babarsari KotakPos 1008, Yogyakarta 55010

ABSTRAK

EVALUASI LOC,AM AL.KALI DAN ALKALI TANAH DALAM ASAM HUMA T HASIL ISOLASITANAH GAMBUT. Telah dipelajari isolasi dan pemumian asam humat daTi tanah gambutSumatra menggunakan proses basa NaOH. Evaluasi kemumian hasil, ditentukan kandunganlogam alkali dan alkali tanah yang terdapat dalam asam humat menggunakan metodespektrofotometri serapan atom (SSA). Perr;obaan dilakukan dengan menimbang .:t 100 mgasam humat, dilarutkan dengan HNO3 suprapure dan HCIO4 pekat, dengan pemanasan. Hasil.evaluasi diperoleh bahwa kandungan Na dalam Humus> Silaut III > Silaut IV; dengankonsentrasi 8,8 -32,9 mg/gram, tetapi kandungan Na dalam Cecil 10,3 mg/gram. Kandungan :Na, Ca dan Mg dalam asam humat Silaut IV relatif kecil yaitu 0,36 -8,38 mg/gram. Sedangkankandungan K dalam as,~m humat Humus, Silaut III dan Silaut IV relatif kecil antara 1,4 -6,9mgigram, tetapi Ca dan Mg masih cukup besar antara 13-21 mg/gram Evaluasi kandungan Cadan Mg dalam humus ,dan Silaut III masih tinggi antara 13,3 -20,5 mgigram dibandingkandengan asam humat Ce~cil antara 1,0 -1,8 mg/gram. Oleh karena kandungan Na, Ca dan Mgdalam asam humat Humus, Silaut III dan Silaut IV masih cukup besar maka perlu dilakukanpemumian kembali.

ABSTRACT

THE EVALUA TION OF ALKALI AND ALKALINE EARTH METALS IN HUMIC ACID FROMTHE ISOLA TION YIELD OF PEA T SOIL. The isolation and purification of humic acid fromSumatra peat soil with soda process (NaOH) have been studied. The detennination of alkali andalkaline earth element in humic acid by Atomic Absorption Spectroscopic (AAS) method wasdone to evaluate the purity yield. The sample was dissolved by wann concentrated HNO3suprapure and HCIO4, tor about 100 mg of humic acid powder. The evaluation shows that Nacontent in Humus>Silaut III >Silaut IV are 8.8-32.9 mg/gram, but Na content in Cecil was 10.3mg/gram. The are content Na, Ca and Mg in humic acid from Silaut IV relatively small (about0.36 -8.38 mg/gram) eVE~n though K in Humus, Silaut //land Silaut IV are relatively small (about1.4 -6.9 mg/gram) but j~hat in Ca and Mg is high (about 13-21 mg/gram). When compared tohumic acid Cecil was 1.0-1.8 mg/gram, since the Na, Ca and Mg content in humic acid fromHumus, Silaut III, Silaut IV high, the purification must be repeated..

PENDAHULUAN.

I solasi senyawa humat dari tanah khususnya tanahgambut dilakukan dengan proses basa, yaitu

dengan mengekstraksi tanah dengan NaOH 0,1 N.(l)Isolasi daD pemurnian dengan tujuan untukmendapatkan senyawa humat yang murni, bebasdari silikat, kation daD anion pengotor yang terdapatdalam tanah. Metode ekstraksi dengan basa alkali(NaOH) ini dipilih karena terbukti mendapatkanproseD ekstraksi senyawa humat sebesar 80%.( 3 )

Fraksi asam hu~at yang didapat dari prosesekstraksi alkali NaOH terse but masih banyakmengandung pengotor-pengotol~ material anorganik,hal ini secara kualitatif ditandai dengan besarnya

prosentase sisa. abu (ashf3). Semakin kecil prosenkandungan sisa abu diperkirakan kemumian asamhumat semakin tinggi,

Untuk menghilangkan kation pengotor,dilakukan dengan melewatkan larutan asam humatke dalam resin penukar kation Amberlit IR 120 yangterlebih dahulu dijenuhkan dengan W. Pengotortersebut diharapkan dapat terikat oleh resin penukarion dan senyawa humat dalam bentuk Na-humatbereaksi dengan W menjadi asam humat. Larutanbasil pemumian kemudian dikeringkanmenggunakan freeze drying sehingga diperolehasam humat berupa serbuk halus berwama coklattua hingga kehitaman. Sampai dengan tahap inidiperlukan evaluasi kandungan material anorganik,khususnya logam alkali dan alkali tanah.

A. Purwanto, dkkISSN 0216-3128 Kimia Nuklir

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiahP3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999 Buku II 55

Logam alkali daD alkali tanah golongan I.adan I.b terdapat sebagai unsur mayor di dalamtanah, berfungsi sebagai fraksi penyubur tanah.Secara teoritis logam alkali tanah sulit dihilangkanhingga 100 % untuk itu perlu dianalisis. Untukmelakukan evaluasi tersebut dilakukan analisislogam alkali daD alkali tanah menggunakan metodeSpektrofotometri Serapan Atom (SSA). Cara inidiplih karena metode SSA cocok untuk analisislogam-logam Na, K, Ca clan Mg sampai dengan

tingkat bagian perjuta (ppm) dengan kedapatulangan yang baik, sensitif, ketelitiannya tinggi, dancara analisisnya cepat tanpa memerlukan pemisahanunsur yang dianalisis dengan unsur-unsur lainnya.Analisis kandungan logam dalam cuplikan asamhumat hasil isolasi dilakukan dengan SpektroskopiSerapan Atom AA-300 P Varian. Cuplikan asamhumat dilarutkan dengan campuran HCIO4, HF danHNO3 suprapure dengan dipanaskan. Dari hasilevaluasi terhadap logam alkali dan alkali tanah inidiharapkan dapat menaikkan nilai ekonomis asamhum at yang diisolasi dari tanah gambut yang manabahan dasarnya banyak terdapat di Indonesiaterutama di daerah Kalimantan daD Sumatra.

TATA KERJA

Bahan -bahan

Larutan NaOH 0,1 N, HCIO4, pekat,Campuran HCI-HF encer 5 %, Resin Amberlite IR-120, Tanah gambut asal Silaut (Sumatra), HNO3suprapure, Larutan Sr 10.000 ppm, Cs 5000 ppm,HCI 0,1 N, Larutan standar Na, K, Ca, Mg,Spectrosol, Akuatrides buatan PPNY

Peralatan

Centrifuge "Labofuge GL" Heraeus,Kolom untuk resin peaukar ion, Pengocok / Shaker,Neraca analitik Sartorius, Free;~e Dryer Lyovac GT2, Spektr. Serapan Atom AA-300 P, Pipet ependorfdan kombitif, Labu takar berba~~ai ukuran

1/3 bagian. Pemisahan dilakukan dengansentrifugasi 3000 rpm selama 1 jam, diulangibeberapa kali sampai pemisahan sempuma.Endapan mengandung asam humat dilakukanpemumian dengan kolom penukar ionmenggunakan resin Amberlite IR 120

Pemurnian asam humat menggunakan kolompenukariona. Endapan asam humat dilarutkan dengan

penambahan larutan campuran HCI-HF encer.b. Kemudian HCI-HF dihilangkan dicuci dengan

akuades berulang kali dengan sentrifugasi.c. Endapan yang diperoleh dilarutkan kembali

dengan akuadesd. Larutan dilewatkan ke dalam kolom penukar ion

yang telah dijenuhkan dengan W.e. Larutan ditampung (asam humat berupa larutan)

dibekukan di dalamfreezerf. Dikeringkan dengan pengering beku ( freeze

drying). Setelah kering dilakukan analisis baikkualitatif maupun kuantitatif.

Pembuatan larutan cuplikana. Cuplikan asam humat ditimbang masing-masing

seberat:!: 100 mgram dimasukkan ke dalam bekerteflon.

b. Ditambah 1,0 ml HNO3 suprapure, 0,5 mlHCIO4, 200 III HF, campuran didiamkansebentar, kemudian dipanaskan diatas penangaspaslf .

c. Seletah larut ditambah akuatrides, diuapkanbeberapa kali sampai keasamannya serendahmungkin.

d. Larutan yang terjadi dipindahkan secarakuantitatif ke dalam labu takar 10 ml, clanditepatkan dengan akuatrides sampai batas teraclan larutan cuplikan siap untuk dianalisis.

Pembuatan larutan standar daD kurva kalibrasi(Na, K, Ca, Mg)a. Dari larutan induk Na, K, Ca clan Mg konsentrasi

masing-masing 1000 ppm buatan Spectrosol,dibuat deret larutan standar dalam wadah vialpolietilen 5 ml, dalam suasana asam nitrat 0,1 M .

b. Variasi konsentrasi untuk masing-masing unsur:Na : 0; 10; 20; 30 ; 40 ; 50 ppmK : 0; 10; 20; 30 ; 40 ; 50 ppmCa : 0,0; 1,0; 1,5; 2,0; 3 ppmMg :0,0;0,5; 1,0; 1,5;2,0;2,5ppm

c. Larutan standar dianalisis dicatat absorbansiuntuk setiap konsentrasi. Dibuat kurva kalibrasiantara konsentrasi terhadap absorbansi, dihitungpersamaan garis regresinya.

d. Dianalisis larutan cuplikan denganmemperhatikan faktor pengenceran agar dapatmasuk ke da:lam kisaran konsentrasi dalam kurvakalibrasi

Cara kerja

Pengambilan senyawa humat dari cuplikantanah gambuta. Cuplikan tanah gambut Sumatra Barat (Silaut),

dikocok dengan larutan NaOH 0,1 N denganperbandingan volume 1:5, selama 8 jam,didiamkan 24 jam

b. Padatan lumpur dipisahkan dengan sentrifugasipacta kecepatan 3000 rpm selama I jam.Sentrifugasi dilakukan beberapa kali hinggabersih daTi endapan.

c. Asam humat daD fulvat dipisahkan denganpengendapan menggunakan HCI pekat volume

ISSN 0216-3128Kimia NuklirA. Purwanto, dkk

Prosiding Perfemuan dan Presentasi "miahP3TM-BATAN, Yogyakarfa 14-15Juli 199956 Buku II

e. Dengan persamaan garis regresi dihitungkonsentrasi masing-masing unsur dalam asamhumat daTi Silut III, Silaut IV, Humus dan Cecil,dengan memperhatikan faktor pengenceran.

Batas deteksi (L.o.d) = 2,5 ppm

./Il..sc.'tlar"i

_Y=o.Q16'J(+ QO1~I r= 0. ~92

y'HASIL DAN PEMBAHASAN.).15

)-1

Sx---SyJ:=Q 0141

'(='(.s+3Sx=Q 0592

Lo.d= Z S~m

Kurva standar ,dan penentuan

batas deteksi

Sebelum melakukan analisis unsur-unsur didalam cuplikan, terlebih dulu dibuat kurva standaruntuk masmg-masing unsur ~{ang akan dianalisis.Kisaran konsentrasi standar dibuat sedemikian rupasehingga diperoleh pengamatan absorbansi yangbaik.

lJ

uII II .11 '" 41 ")I'

.Kon~rItTa..: ppm

Gambar 1. Kurva standar Na konsentrasi 10 -50

ppmKondisi operasi alat untuk pembuatankurva standar clan analisis cuplikan, diatur terlebihdahulu seperti pada tabel 1. setlagai berikut :

Tabell. Kondisi operasi alat AAS AA-300 PVarian untuk analisis unsurK, Na, Ca, Mg

Dari tabel 2 diperoleh bahwa pada kisarankonsentrasi Na : 10 -50 ppm, batas penentuanterendah adalah 2,24 ppm. Dari kurva kalibrasidiperoleh hubungan linier antara konsentrasi denganabsorbansi dengan persamaan garis :Y = 0,0169 X + 0,0163 dengan koefisien korelasi (r) = 0,9992X : konsentrasi Y : absorbansi

Seperti haInya pada contoh standar Na,persamaan garis regresi hubungan linieritas antarakonsentrasi dengan absorbansi untuk unsur : K, Cadan Mg, ditunjukkan pada tabel 3.

Tabel3. Persamaan garis regresi dan batas deteksikurvastandar: Na, K, Ca dan Mg

Kimia Nuklir A. Purwanto, dkkISSN 0216-3128

_1~~;:~l=~I~~ ~=O,O141Sb=Sy/X-V n-2 V- 4

Prosiding Perlemuan den Presentasi llmiahP3TM-BATAN, Yogyakarla 14-15Juli 1999 Buku II 57

KESIMPULANPenentuan kandungan logamdalam cuplikan as am humat

Analisis kandungan logam Na, K, Ca danMg dalam cuplikan asam humat basil isolasi daTitanah gambut Sumatra dilakukan denganmenggunakan Spektrofotometer Serapan :Atom AA-300 P Varian. Cuplikan asam humat dilarutkandengan campuran HNO3 supraptire clan HCIO4.Konsentrasi unsur Na, K,Ca clan Mg dalam 4 buahcuplikan asam hum at ditunjukkan pada gambar 2.

".0.",(

.."

:--..

~ll.~

~,~~

I. Evaluasi kandungan Na di dalam Humus>Silaut III > Silaut IV, dengan konsentrasi 8,8 -32,9 mg/gram yang masih terlalu besardibandingkan dengan Cecil yaitu 10,3 mgigram.

2. Evaluasi kandungan : Na, K, Ca dan Mg dalamSilaut IV konsentrasinya sudah relatif kecil 0,36-8,8 mgigram , mendekati dengan asam humatCecil. Kandungan K dalam humus dan Silaut IIIsudah relatifkecil yaitu 1,6 dan 1,7 mgigram,

3. Kandungan Ca dan Mg dalam humus dan SilautIII masih terlalu tinggi antara 13,3 -20,5mg/gram hila dibandingkan dengan Cecil yaituantara 1,0 -1,8 mg/gram.

4. Oleh karena kandungan Na, Ca dan Mg dalamasam humat Humus dan Silaut III, maka perludilakukan pemurnian kembali.

~~.~I~

J'.1.1I

DAFTAR PUSTAKA':"C:: "".r",:' :;,\.;,,:1;.1 :-il.' 'I I..:

m":, mr: 1;:;:]-,. : :~-fi'

Gambar 2. Kandungan beberapa logam alkali danalkali tanah dalam (:uplikan asam humat(mg/g)

Berikut basil analisis logam alkali danalkali tanah yang terdapat dalam asam humat jenisCecil menurut TAN. K.H.(2) .

Tabel 5. Kandungan beberapa logam dalamcuplikan asam humat Cecil (mg/gram)

1. TAN, K.H., "Principles of Soil Chemistry".Marcel Dekker, Inc., New York, 1993.

2. TAN, K.H., "High and Low Molecular WeightFractions of Humic and Fulvic Acids ". Plant andSoil, International Journal of Plant Nutrition,Plant Chemistry, Soil Microbiology and Soil-Borne Plant Diseases. The Hague, MartinusNijhoff 1977, Vol.48, No. I, September 1977

3. STEVENSON, F.J., "Soil components, OrganicComponents" Vol. 1, Springer Verlag, NewYork, 1975

4. WINNER,R. W., "Bioaccumulation and toxicityof Cu as affected by interaction between humicacid and water hardness", Water Res, 19, 449-455, 1985.

5. KIM, J.I., and Czerwinski, K.R., "Complexationof ions with humic acid" : Metal ion chargeneutralization model", Radiochimica Acta 73,5-10, 1996.

6. GERSE, J, at all, "Application of humic acidsand their derivatives in environmental pollutantcontrol"., Elsevier Science B.V, p.1297-1301,1994.

7. INSTRUCnON MANUAL "Flame AtomicAbsorption Spectrofotometry ", AnalyticalMethod, VARIAN, Mulgrave Victoria,Australia, Publication No 85 -100009 -00,Revised March 1989.

LAMPIRAN

Data analisis unsur : K, Ca dan Mg menggunakanSpektrometer Serapan Atom AA-300 P.

A. Purwanto, dkk Kimia Nuklir ISSN 0216-3128

Prosiding Perlemuan dan Presentasi IlmiahP3TM-BATAN, Yogyakarla 14-15Juli 199958 Buku II

Standar K Analisis Mg

TANYA JAWABAnalisis K

Standar Ca

Analisis Ca

Standar Mg

Djokowidodo~ Mengapa unsur logam yang acta di dalam hum at

dianggap pengotor, apa pengaruhnya hila kadarunsur-unsur tersebut terlalu tinggi, berapa batasminimum yang baik?

Purwanto~ Unsur-unsur logam di dalam asam humat

dianggap pengotor karena apabila diabukanakan meninggalkan sisa abu (kadar abutinggi). Semakin ban yak kation pengotor,semakin tinggi kadar abu. Isolasi danpemurnian dianggap baik hila kadar abu 1-2%.

~ Apabila kadar unsur/kation terlalu tinggi,maka akan menurunkan kualitas asamhumat, menurunkan kapasitas pertukarankation. Kapasitas pertukaran kation yaitukapasitas asam humat untuk menyerap danmempertukarkan kation.

Oamunir~ Apakah pacta penelitian saudara menggunakan

asam humat mumi (Merck) atau bagaimana?~ Kalau tidak, bagaimana saudara bisa

membuktikan bahwa hasilnya cukup baik. Sebabdalam penelitian dasar harus menggunakanbahan standar.

~ Mengapa saudara menggunakan batas deteksi 3Sb, pacta garis linieritasnya. Mengapa tidak 6atau 12.

Purwanto~ Penulis belum mempunyai asam humat

standar, SRM asam humat belum ada.~ Hasil isolasi asam humat tanah gambut kami

bandingkan dengan asam humat "Cecil ".Asam humat Cecil diisolasi dari tanah Cecil,Georgia, USA oleh Kim H. Tan yang telahahli dalam kimia tanah dan senyawa humat.

~ Penentuan batas deteksi, pada garislinieritasnya menggunakan 3 Sb, tidak 6 Sb,atau 12 Sb, karena penentuan L. o.d. secara

y = Y b + 3 Sb = 0,00998Batas deteksi (L.o.d) = 0,171 ppm

Kimia Nuklir A. PUlWanto, dkkISSN 0216-3128

material anorganik, secara kualitatifditandai dengan prosentase sisa abu. Makinkecil prosen kandungan sisa abu kemurnianasam humat makin tinggi.

-<.,- Belum ada standar asam humat, belumada/belum mempunyai SRM asam humat,sehingga asam humat "Cecil" digunakansebagai standar. Cecil digunakan sebagaistandar untuk mengetahui sejauh manatingkat kemurnian hasil isolasi danpemurnian yang penulis kerjakan.

statistik jauh lebih ,(cecil dari kenyataan,sehingga dengan 3 Sb kami anggap cukup.

Susanna T .S.);> Berapa %kandungan pengotor logam-logam Na,

Cu, K clan Mg dalam asam humat mumi (sebagaistandar) yang diperbolehkim?

);> Mengapa Cecil dipakai sebagai "standar",apakah belum ada standar asam humat yangsudah murni?

Purwanto~ Belum diperoleh batasan prosentase

kandungan logam pengotor. Pengotor

A. Purwanto. dkk Kimia Nuklir ISSN 0216-3128