LABORATORIUM INSTRUMENTASI ANALITIK

SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2013

MODUL : Penentuan Kadar Nitrogen Dengan Metode

Mikro-Kjeldahl

PEMBIMBING : Agustinus Ngatin

Oleh :

Kelompok : V

Nama : 1. Izza Dwianti Ananta S. ,121424018

2. M. Iqbal Aulia A. ,121424019

3. Nabilah Hasna P. ,121424020

4. Naura Agustina ,121424021

Kelas : 1A

PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH

JURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2013

Praktikum : 8 Mei 2013

Penyerahan : 15 Mei 2013

(Laporan)

I. TUJUAN PERCOBAAN

a. Menjelaskan prinsip penentuan kadar nitogen atau protein dalam cuplikan

dengan metoda mikro kjeldahl secara benar dan jelas.

b. Menjelaskan tahapan proses penentuan kadar nitrogen dalam cuplikan dalam

cuplikan dengan metode mikro kjeldahl sesuai penjelasan pembimbing.

c. Mengoperasikan proses destruksi, destilasi mikro kjeldahl, dan dosimat sesuai

prosedur

d. Melakukan percobaan penentukan nitrogen atau protein dengan metode kjeldal

di laboratorium sesuai prosedur.

e. Menghitung kadar nitrogen total atau protein dalam cuplikan berdasarkan hasil

percobaan.

II. DASAR TEORI

Destilasi kjeldahl berfungsi untuk menentukan kadar nitrogen total yang terkandung dalam

cuplikan. Material atau bahan yang mengandung senyawa N seperti pupuk (urea, NPK, nitrat,

ZA), bahan makanan, sayuran, buah-buahan, dan lain sebagainya dapat ditetntukan kadar

nitrogennya atau kadar proteinnya.

Penentuan kadar nitrogen ini melalui tiga tahapan proses pengerjaan, yaitu destruksi,

destilasi, dan titrasi.

a) Destruksi

Destruksi merupakan suatu proses penghancuran senyawa organik diubah menjadi senyawa

anorganik. Material yang digunakan sebagai destruktor adalah asam sulfat pekat ditambah

garam kjeldhahl sebagai katalis. Pada tahap Destruksi dengan asam sulfat pekat dan

dipanaskan, reaksinya sbb :

2CH3CH2NH2COOH + H2SO4 (NH4)2SO4

Lamanya waktu destruksi bervariasi tergantung pada katalis yang digunakan (ini disesuaikan

dengan produk/cuplikan yang diselidiki).

b) Netralisasi/ Destilasi

Destilasi adalah suatu proses pemisahan senyawa berdasarkan titik didih. Pada kasus ini,

amunium sulfat ditambah larutan NaOH 30% bertujuan untuk membebaskan gas amoniak

(NH3) dan dengan pemanasan atau destilasi akan dibebaskan sebagai destilat. Destilat (gas

katalis

amoniak) yang terbentuk ditampung dalam larutan asam, misalnya asam borat (H3BO3) 2%

atau H2SO4 encer yang telah diberi indikator campuran (mixed indicator). Larutan penampung

ini berwarna merah muda (pink) dan akan berubah warna menjadi hijau muda karena terjadi

reaksi asam borat dengan gas NH3. Reaksinya sbb :

(NH3)2SO4 + 2NaOH 2NH3 + Na2SO4 + 2H2O

NH3 + H3BO3 NH4+ + H2BO3- (merah muda)

c) Titrasi

Untuk mengetahui jumlah asam borat yang bereaksi dengan gas amoniak yang terbentuk,

maka larutan ini direaksikan dengan asam klorida dengan menggunakan metode volumetric

atau titrasi. Titik ekivalen dicapai pada saat warna larutan berubah kembali menjadi merah

muda atau warna sebelum asam borat digunakan sebagai penampung destilat. Jumlah mol

Nitrogen yang bereaksi dengan asam dapat diukur dengan menitrasi asam borat yang berubah

menajdi ion H2BO3- larutan HCl, reaksinya sbb :

H2BO3- + HCl H3BO3 + Cl-

Berdasarkan tahapan proses penentuan kadar nitrogen total dalam sampel dapat dijelaskan

bahwa:

Ekivalen asam klorida ↔ Ekivalen kadar nitrogen total

Reaksi pada perobaan ini

Jumlah persen (%) nitrogen total sampel

dengan :

Va = volume asam klorida yang diperlukan untuk titrasi sampel (mL)

Vo = volume asam klorida yang diperlukan untuk titrasi blangko (tanpa sampel) (mL)

N = Konsentrasi asam klorida (N)

14 = berat molekul nitrogen

P = berat sampel dalam m gram

Kadar protein dalam sampel khususnya makanan

f adalah faktor konversi kandungan N dalam suatu bahan makanan

No Jenis Bahan Makanan Faktor Konversi (f)

1. Bir, Sirup, biji-bijian, ragi, makanan ternak,

buah-buahan, the, malt, anggur

6.25

2. Beras 5.95

3. Roti, gandum, makroni, bakmi 5.70

4. Kacang tanah 5.46

5. Kedelai 5.75

6. Kenari 5.18

7. Susu kental manis 6.38

Apabila faktor konversi tidak diketahui, faktor 6,25 dapat digunakan . Faktor ini

diperoleh dari fakta rata-rata nitrogen dalam protein adalah 16 %.

Kadar Protein (%) = %N x 100/16

= %N x 6,25

% N =

% protein = f x %N

III. ALAT DAN BAHAN

I.1 Alat

a. Seperangkat Alat Destruktor Buchi

b. Seperangkat Alat Destilasi Kjedahl

c. Dosimat

d. Neraca analitik

e. Gelas kimia 500 ml, 100 ml, masing-masing 1 buah

f. Gelas ukur 100 ml

g. Gelas kimia 50 ml

h. Hot plate

i. Magnet stirerr

j. Corong

k. Pipet volume 25 ml 1 buah

l. Bola hisap

m. Botol semprot

n. Batang pengaduk

o. Spatula

p. Erlenmeyer ber NS 100 ml 4 buah

q. Water jet vacuum

I.2 Bahan

a. Garam kjedahl ( Tembaga sulfat : Natrium sulfat = 1:9 ) 30 gram

b. Asam sulfat pekat 80 ml

c. Aquades

d. Larutan NaOH 30% 500 ml

e. Larutan HCl 0,5104 N

f. Indikator campuran ( mixed indicator )

g. Indikator MM

h. Asam borat 8 gram

i. Sampel 1 dan sampel 2( susu bubuk dancow)

j. Sampel 3 (susu kental Frisian Flag)

IV. PROSEDUR/LANGKAH KERJA

Pembuatan Asam Borat 2%

Standardisasi HCl

10 gram asam borat

500 ml aquadest

500 ml asam borat

2%

@ 100 ml

Sekitar 0,15 gram

boraks

50 ml aquadest

larutkan

+ indikator titrasi dengan HCl 0,1 N

Catat volume HCl lakukan perhitungan untuk menentukan

konsentrasi standard HCl

Lemari asam

Proses Destruksi

1 Sampel

0,5 g 1,0 g 1,5 g blanko

2

2 batu didih dan 7,5 gram

garam Kjeldahl

20 ml H2SO4 pekat3

Pindahkan ke alat pemanas dan putar tombol pada angka 8

Tunggu dan amati sampai warna berwarna hijau

Pindahkan tabung ke rak semula

Tunggu sampai dingin Matikan keran

Kocok sampai homogen 100 mL aquadest

Tunggu sampai suhu ruang dan lakukan destilasi

Proses Destilasi

Tekan ON Tunggu 10 menit

Pasang tabung destruktor pada alat destilasi

Simpan erlenmeyer berisi asam

borat 2% pada keluaran destilat

(penampung)

Mengalirkan NaOH (buka

katup A) sampai larutan pada

tabung berwarna kehitaman

Buka katup B dan C sampai

volume erlenmeyer

(penampung) 175 mL

Tutup katup

B, amati

larutan

Keluarkan tabung destruksi panas dari

alat destilasi menggunakan

penjepit dan sarung tangan

Hubungkan air keran dengan alat

destilasi

Tempat penampung

Tempat destruktor

Bilas pipa dengan aquadest dan tutup

katup C

Proses Titrasi

Titrasi larutan destilat dengan HCl yang

telah distandardisasi

Catat volume HCl yang ditambahkan

Ulangi proses Destilasi proses Titrasi dengan tabung destruktor II, III, dan

blanko

V. DATA PENGAMATAN

Perhitungan berat sampel

Berat kertas saring

kosong (gr)

Berat kertas saring

kosong + sampel

(gr)

Berat kertas saring

setelah pemindahan

sampel (gr)

Berat sampel

Murni (gr)

0,3068 0,5211 0,3224 0,1081

0,2444 0,9975 0,2539 0,4992

0,2515 1,5003 0,2549 0,9939

Standardisasi HCl

Perhitungan konsentrasi boraks

Berat Boraks 1 = 0,1574 gram, Volume = 50 mL

Berat Boraks 2 = 0,1586 gram, Volume = 50 mL

NBoraks1 = 0,1574 gram x 1000 mg /gram

381,37 mg2 mmol

x50 mL= 0,0165 N

NBoraks2 = 0,1586 gram x1000 mg /gram

381,37 mg2mmol

x50 mL= 0,0166 N

Perhitungan Konsentrasi HCl

VHCl1 . NHCl1 = VBoraks1 . NBoraks1

10 mL . NHCl1 = 50 mL . 0,0165 N

NHCl1 = 0,0825 N

VHCl2 . NHCl2 = VBoraks2 . NBoraks2

10 mL . NHCl1 = 50 mL . 0,0166 N

NHCl2 = 0,0838 N

Konsentrasi HCl = Konsentrasi HCl 1+Konsentrasi HCl 2

2

= (0,0825+0,0838)N

2

= 0,08315 N

No Berat Sampel (gr) Berat garam

Kjedahl (gr)

Volume asam

sulfat (mL)

Volume asam

HCl (mL)

1 - (Blanko) 7,5 20 1,4 mL

2 0,1081 7,5 20 4,3 mL

3 0,4992 7,5 20 -

4 0,9939 7,5 20 3,3 mL

Pengamatan Visual

No Proses Gejala/Peristiwa selama proses

1 Destruksi

Pencampuran sampel, garam kjeldahl, batu didih, dan asam sulfat pekat

Pemindahan tabung destruksi ke dalam desktruktur / pemanas, terjadi reaksi eksoterm seperti gambar diatas

Perubahan warna terjadi di tiga tabung selama proses pemanasan

Proses pemanasan dihentikan ketika warna larutan dalam tabung berubah menjadi hijau muda seperti gambar diatas. ( Kiri ke kanan : Blanko, sampel1, sampel2, dan sampel3 )

Penambahan aquades dan tabung digoyang hingga homogen

Larutan dalam tabung yang telah dilakukan destruksi, penambahan aquades, dan homogenisasi.

2 Destilasi

Asam borat 2% dibagi menjadi 4 bagian dalam erlenmeyer

Penambahan asam borat dengan mixer indicator merubah warna menjadi ungu. Setiap satu asam borat akan menjadi penampung destilat dari larutan dalam tabung destruksi.

Larutan NaOH 30% dimasukkan kedalam tangki pada bagian bawah alat distilasi.

Tabung destruktor dan larutan asam borat diletakkan pada posisi sesuai gambar diatas, lalu lakukan distilasi

Proses distilasi dihentikan ketika penampung distilat (asam borat) akan menjadi hijau bening dan larutan dalam tabung destruksi berubah menjadi hitam kecoklatan.

3 Titrasi

Larutan dalam penampung distilat lalu dititrasi dan warnanya berubah kembali menjadi ungu muda seperti warna semula sebelum dilakukannya distilasi.

VI. PENGOLAHAN DATA

Sampel = susu sapi bubuk

Faktor konversi (f) = 6,38

Untuk berat sampel = 0,1081 gram = 108,1 mgram

% N = [(Va−Vo)N x 14 x100% ]

[ p ]

% N = [ (4,3−1,4 ) x 0,08315 N x 14 x100 % ]

108,1 mgram

% N = 3,122 %

Untuk berat sampel = 0,4992 gram = 499,2 mgram

% N = [(Va−Vo)N x 14 x100% ]

[ p ]

% N = [ (0−1,4 ) x0,08315 N x14 x 100 %]

499,2 mgram

% N = -3,264% → Tidak dapat ditentukan

Untuk berat sampel = 0,9939 gram = 993,9 mgram

% N = [(Va−Vo)N x 14 x100% ]

[ p ]

% N = [ (3,3−1,4 ) x0,08315 N x14 x 100 %]

993,9 mgram

% N = 0,2225 %

Sampel Berat Sampel Volume HCl % N Faktor konversi % Protein

1 0,1081 4,3 mL 3,122 6,38 19,918

2 0,4992 - - 6,38 -

3 0,9939 3,3 mL 0,2225 6,38 1,4195

VII. PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini akan dilakukan penentuan kadar protein dalam bahan pangan

dengan menggunakan metode Kjeldahl. Analisis protein ini dapat menentukan tingkat

kualitas protein apabila dipandang dari sudut gizi serta menelaah protein yang merupakan

salah satu bahan kimia secara biokimia, fisiologis, reologis dan enzimatis.

Prinsip kerja dari metode Kjeldahl adalah protein dan komponen organic dalam

sampel didestruksi dengan menggunakan asam sulfat dan katalis. Hasil destruksi

dinetralkan dengan menggunakan larutan alkali dan melalui destilasi. Destilat ditampung

dalam larutan asam borat. Selanjutnya ion- ion borat yang terbentuk dititrasi dengan

menggunakan larutan HCl.

Pada praktikum ini, sampel yang digunakan adalah susu bubuk, susu bubuk yang

dimasukkan kedalam desktruktor adalah sebanyak 0,1081 gram, 0,4992 gram, dan 0,9939

gram. 1 tabung destruktor lagi sebagai blanko Kemudian kedalam labu, ditambahkan

masing-masing 20 mL H2SO4 , tujuan dari ditambahkannya asam sulfat ini adalah untuk

mengubah amonia menjadi amonium sulfat sehingga amonia dapat berubah menjadi ion

nya. Kemudian dimasukkan garam kjeldahl sebanyak 7,5 gram. Fungsi dari garam

kjeldahl ini adalah sebagai katalis

Destruksi sampel bertujuan untuk mempercepat reaksi dan hidrolisis protein menjadi

unsure C, H, O, N, S dan P. Proses destruksi akan menghasilkan karbondioksida (CO2),

air (H2O) dan ammonium sulfat (( NH4)2SO4).

Senyawa N + H2SO4 → CO2 + H2O + (NH4)2SO4

Pada saat proses destruksi, ada salah satu tabung yang tidak bereaksi membentuk larutan

berwarna hijau melainkan membentuk larutan yang berwarna hitam. Hal ini disebabkan

adanya kesalahan dalam pengoperasian alat sehingga proses destruksi berjalan tidak

sempurna.

Sampel yang sudah didestruksi, akan didinginkan yang kemudian akan berwarna hijau

bening, dilanjutkan dengan proses destilasi. Sebelumnya, sampel ditambahkan dengan

akuades agar endapan dapat larut. Destilasi merupakan suatu proses memisahkan cairan

maupun larutan yang berdasarkan pada perbedaan titik didih. Tujuan dari proses destilasi

adalah memisahkan zat yang akan dianalisa dengan cara memecah ammonium sulfat

menjadi ammonia (NH3). Pemecahan tersebut melibatkan peran NaOH 50% yang

ditambahkan kedalam sampel sebanyak 100 ml. Penambahan NaOH bertujuan untuk

mempercepat pelepasan ammonia dengan cara menciptakan suasana basa ( reaksi tidak

dapat berlangsung dalam kondisi asam ).

(NH4)2SO4 + 2NaOH → 2NH3 + Na2SO4 + 2H2O

NH3 dihasilkan dalam destilat berupa gas. Gas NH3 tersebut ditangkap oleh asam borat.

Asam borat yang ditambahkan kedalam destilat sebanyak 100 ml sudah ditambahkan 2

tetes mixer indicator

2NH3 + H3BO3            → (NH4)2BO3 +H2

Pada proses destilasi, ada salah satu larutan yang tidak berhasil sehingga destilat tidak

masuk ke dalam erlenmeyer yang berisi asam borat. Hal ini dikarenakan alat yang tidak

bekerja dengan baik sehingga menyebabkan proses destilasi menjadi terganggu.

Setelah destilat masuk ke dalam asam borat, dilakukan uji terhadap sampel yang

kemudian dilajutkan dengan titrasi HCl hingga kembali menjadi merah muda Pada

praktikum kali ini, normalitas HCl yang digunakan adalah 0,08315 N.

Setelah melakukan titrasi, dapat diketahui kadar proteinnya yang tertuang dalam bentuk

persen kadar nitrogen. Berikut adalah rumus kadar nitrogen :

% Kadar Nitrogen = [ (Va−Vo ) N x14 x100 % ]

[ p]

Dimana :

Ar Nitrogen = 14,007 atau 14

Selanjutnya, dari persen kadar nitrogen dapat diketahui kadar proteinnya dengan

menggunakan persamaan sebagai berikut:

% Kadar Protein = % Kadar Nitrogen x Fk

Kadar protein pada susu bubuk menurut literature adalah 26,03 %. Sedangkan

menurut hasil praktikum , kadar protein pada sampel 1 adalah 19,886%, dan sample 3

sebesar 1,4169% . Apabila membandingkan ketiganya, didapatkan bahwa hasil praktikum

berbeda jauh nilainya dibandingkan dengan literature. Kemungkinan perbedaan tersebut

disebabkan oleh kelemahan metode Kjeldahl yang memiliki ketelitian rendah.

VIII. SIMPULAN

Pada praktikum kali ini ditemukan kadar protein dari sampel adalah sebesar 19,918%.

Berdasarkan praktikum analisa kadar protein yang sudah dilakukan, didapatkan bahwa

metode Kjeldahl menghasilkan ketelitian yang rendah dan semua komponen lain yang

mengandung nitrogen ikut terhitung sebagai nitrogen protein. Selain itu, waktu yang

dibutuhkan untuk melakukan prosedur tersebut pun cukup lama.

IX. DAFTAR PUSTAKA

Anonim. Laporan Praktikum Penentuan Kadar Nitrogen. http://see-around-

theworld.blogspot.com/2011/11/laporan-praktikum-penentuan-kadar.html diakses

tanggal14 Mei 2013

Anonim. Kjeldahl Method. http://en.wikipedia.org/wiki/Kjeldahl_method. Diakses

tanggal 14 Mei 2013