PENENTUAN KADAR NITROGEN TOTAL DENGAN METODE KJELDAHL

Transkripsi

1 1 PENENTUAN KADAR NITROGEN TOTAL DENGAN METODE KJELDAHL I. TUJUAN PERCOBAAN Menjelaskan prinsip penentuan kadar nitogen atau protein dalam cuplikan dengan metoda mikro kjeldahl secara benar dan jelas. Menjelaskan tahapan proses penentuan kadar nitrogen dalam cuplikan dalam cuplikan dengan metode mikro kjeldahl sesuai penjelasan pembimbing. Mengoperasikan proses destruksi, destilasi mikro kjeldahl, dan dosimat sesuai prosedur Melakukan percobaan penentukan nitrogen atau protein dengan metode kjeldal di laboratorium sesuai prosedur. 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 : katalis 2CH 3 CH 2 NH 2 COOH + H 2 SO4 (NH 4 ) 2 SO 4

2 2 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 (NH 3 ) dan dengan pemanasan atau destilasi akan dibebaskan sebagai destilat. Destilat (gas amoniak) yang terbentuk ditampung dalam larutan asam, misalnya asam borat (H 3 BO 3 ) 2% atau H 2 SO 4 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 NH 3. Reaksinya sebagai berikut : (NH 3 ) 2 SO 4 + 2NaOH 2NH 3 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O NH 3 + H 3 BO 3 NH H 2 BO 3 - (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 H 2 BO - 3 larutan HCl, reaksinya sbb : H 2 BO HCl H 3 BO 3 + Cl - Berdasarkan tahapan proses penentuan kadar nitrogen total dalam sampel dapat dijelaskan bahwa: Ekivalen asam klorida Ekivalen kadar nitrogen total Reaksi pada perobaan ini senyawa organik-n + H 2 SO 4 garam kjedahl CO 2 (g) + H 2 O (g) + SO 2(g) + (NH 4 ) 2 SO 4 (NH 4 ) 2 SO NaOH mix indikator Na 2 SO NH 3(g) + 2 H 2 O

3 3 NH 3(g) + H 3 BO 3 NH 4 H 2 BO 3 merah keunguan hijau terang NH 4 H 2 BO 3 + HCl NH 4 Cl + H 3 BO 3 merah keunguan hijau terang Jumlah persen (%) nitrogen total sampel % N = 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 % protein = f x %N 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, 6.25 buah-buahan, teh, malt, anggur 2. Beras Roti, gandum, makroni, bakmi Kacang tanah Kedelai Kenari 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

4 4 III. METODE PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan Alat No Nama Alat Spesifikasi Jumlah (buah) 1 Seperangkat Alat - 1 Destruktor Buchi 2 Seperangkat Alat - 1 Destilasi Kjedahl 3 buret 50 ml 1 4 Neraca analitik Gelas kimia 500 ml 1 6 Gelas ukur 100 ml 1 7 Gelas kimia 50 ml 1 8 Labu takar 250 ml 1 9 Magnet stirer Corong Pipet volume 25 ml 1 12 Bola hisap Botol semprot Batang pengaduk Spatula Erlenmeyer 300 ml 5 17 Water jet vacuum Gelas kimia 100 ml 1 `19 Hot plate - 1

5 Bahan No Nama Bahan Konsentrasi Jumlah 1 Asam Sulfat 98% 80 ml 2 Tembaga sulfat - 3 gram 3 Natrium sulfat - 27 gram 4 NaOH 30% 500 ml 5 aquades ml 6 HCL 0,1 N 250 ml 7 Indikator campuran - 10 ml 8 Indikator MM - 5 ml 9 Sampel (Susu Dancow - 2,25 gram bubuk) 10 Asam borat - 8 gram 11 Boraks - 0,2 gram 3.2 Prosedur Percobaan Pembuatan Asam Borat 2% 10 gram asam borat 500 ml aquadest 500 ml asam borat 100 ml

6 Standardisasi HCl Sekitar 0,2gram boraks larutkan aquadest + indikator titrasi dengan HCl 0,1 N Catat volume HCl lakukan perhitungan untuk menentukan konsentrasi standard HCl

7 Proses Destruksi 1 Sampel 0,5 g 0,75 g 1,0 g blanko 2 2 batu didih dan 7,5 gram garam Kjeldahl Lemari asam 3 20 ml H 2 SO 4 pekat 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 100 ml aquadest Kocok sampai homogen Tunggu sampai suhu ruang dan lakukan destilasi

8 Proses Destilasi Hubungkan air keran dengan alat destilasi Tekan ON Tunggu 10 menit Pasang tabung destruktor pada alat destilasi Tempat destruktor Tempat penampung Simpan erlenmeyer berisi asam borat 2% pada keluaran destilat 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 Bilas pipa dengan aquadest dan tutup katup C

9 proses Titrasi Titrasi larutan blanko destilat dengan HCl yang telah distandardisasi Catat volume HCl yang ditambahkan Ulangi proses Destilasi proses Titrasi dengan tabung destruktor II, III, dan IV

10 10 III. DATA PENGAMATAN 4.1 Data Sampel No Berat Sampel (gr) Berat garam Kjedahl (gr) Volume asam sulfat (ml) Volume asam HCl (ml) 1 - (Blanko) Pengamatan Visual No Proses Gejala/Peristiwa selama proses 1 Destruksi Pencampuran sampel, garam kjeldahl, batu didih, dan asam sulfat pekat Proses destruksi dengan pemanasan di dalam lemari asam

11 11 Perubahan warna larutan menjadi kehijauan ketika pemanasan Proses pemanasan dihentikan ketika warna larutan dalam tabung berubah menjadi hijau tosca dan hijau muda seperti gambar diatas. ( Kiri ke kanan : Blanko, sampel1, sampel2, dan sampel3 ) Larutan dalam tabung yang telah dilakukan destruksi, penambahan aquades, dan homogenisasi.

12 12 2 Destilasi Asam borat 2% di dalam erlernmeyer Penambahan mixed indicator pada asam borat, merubah warna asam borat 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 destilasi.

13 13 Tabung destruktor dan larutan asam borat diletakkan pada posisi sesuai gambar diatas, lalu dilakukan destilasi Proses destilasi dihentikan ketika penampung distilat (asam borat) akan menjadi hijau bening dan mencapai volume 175 ml serta larutan dalam tabung destruksi berubah menjadi hitam kecoklatan. Destilasi larutan blanko, kolom desruktur berwarna

14 14 coklat kehitaman sedangkan kolom destilat berwarna bening. Warna bening pada kolom destilat karena tidak ada reaksi antara asam borat dengan gas amoniak. 3 Titrasi Larutan dalam penampung destilat lalu dititrasi dan warnanya berubah kembali menjadi ungu muda seperti warna semula sebelum dilakukannya destilasi. IV. PENGOLAHAN DATA 5.1 Standardisasi HCl Perhitungan konsentrasi HCl Berat Boraks 1 = gram, Volume = 8.1 ml= 0,0081 L Berat Boraks 2 = gram, Volume = 6.8 Ml = 0,0068 L Perhitungan Konsentrasi HCl Ek boraks = Ek HCl = V HCl1. N HCl1 = 0,0081 L. N HCl N HCl = 0,0819 N Ek boraks = Ek HCl = V HCl1. N HCl1

15 15 = 0,0068 L. N HCl N HCl = 0,084 N Konsentrasi HCl = = =0,0832 N 5.2 Perhitungan kadar Nitrogen pada Sampel Sampel = susu sapi bubuk Faktor konversi (f) = 6,38 Untuk berat sampel = gram = mgram % N = % N = % N = 3,7% Untuk berat sampel = gram = mgram % N = % N = % N = 2,6 % Untuk berat sampel = gram = mgram % N = % N = % N = 2,8% 5.3 Perhitungan Kadar Protein Sampel % protein = f x %N Sample 1 % protein = f x %N

16 16 = 6.38 x 3,7 % = 23,54 Sample 2 % protein = f x %N = 6.38 x 2,6% = 16,59 Sample 3 % protein = f x %N = 6.38 x 2,8% = 17,864 % Sampel Berat Sampel Volume HCl % N Faktor konversi % Protein ml 0.37% , ml 0.26% , ml 0.28% ,864 Perolehan rata-rata %Protein pada sample susu Dancow rasa Full Cream %Protein = = = 19,33 %

17 Pembahasan Nama : Wynne Raphaela NIM : Pada praktikum ini dilakukan penentuan kadar protein dalam bahan pangan berdasarkan kadar nitrogen total yang terkandung dalam bahan tersebut 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 dalam suatu sampel didestruksi dengan menggunakan asam sulfat dan katalis (garam kejeldahl). Selanjutnya, hasil destruksi dinetralkan dengan menggunakan asam borat dan melalui destilasi. Kolom destilat adalah larutan asam borat, yang pada saat destilasi gas amoniak dari tabung destruksi akan berpindah ke kolom destilat (asam borat) dan akan merubah warna kolom destilat menjadi hijau muda akibat adanya reaksi antara gas amoniak dengan asam borat. Selanjutnya, kolom destilat dititrasi dengan HCL yang sudah diketahui konsentrasiya untuk menentukan kadar nitrogen yang dikandung dalam sampel. Pada praktikum ini, sampel yang digunakan adalah susu bubuk. Susu bubuk yang dimasukkan kedalam destruktor adalah sebanyak 0 gram (blanko), gram, sample gram, dan sample 3 sebesar Kemudian ke dalam labu, ditambahkan masingmasing 20 ml H 2 SO 4, 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 (CO 2 ), air (H 2 O) dan ammonium sulfat (( NH 4 ) 2 SO 4 ). Senyawa N + H 2 SO 4 CO 2 + H 2 O + (NH 4 ) 2 SO 4 Pada saat proses destruksi lama kelamaan semua larutan sampel menjadi warna hijau. Sampel yang sudah didestruksi, akan didinginkan yang kemudian akan berwarna hijau bening agak tosca setelah ditambahkan aquades, lalu dilanjutkan dengan proses destilasi. Destilasi merupakan suatu proses memisahkan cairan maupun larutan yang berdasarkan pada perbedaan titik didih. Tujuan dari proses destilasi adalah memisahkan zat yang akan dianalisa

18 18 dengan cara memecah ammonium sulfat menjadi ammonia (NH 3 ). Pemecahan tersebut melibatkan peran NaOH 30% yang ditambahkan kedalam kolom belakang alat destilasi kjeldahl sebanyak 500 ml. Penambahan NaOH bertujuan untuk mempercepat pelepasan ammonia dengan cara menciptakan suasana basa ( reaksi tidak dapat berlangsung dalam kondisi asam ). (NH 4 ) 2 SO 4 + 2NaOH 2NH 3 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O NH 3 dihasilkan dalam destilat berupa gas. Gas NH 3 tersebut ditangkap oleh asam borat. Asam borat yang ditambahkan kedalam destilat sebanyak 100 ml sudah ditambahkan 2 tetes mixed indicator sehingga asam borat berwarna merah muda. Sesudah proses destilasi apabila sampel mengandung gas amoniak (NH 3 ) akan bereaksi dengan asam borat di kolom destilat dan menimbulkan warna hijau muda bening, sedangkan larutan blanko (tidak mengandung gas amoniak) kolom destilasi (asam borat) menjadi tidak berwarna (bening). Reaksinya adalah sebagai berikut : 2NH 3 + H 3 BO 3 (NH 4 ) 2 BO 3 +H 2 Kolom destilat selanjutnya diuji dengan melakukan titrasi volumetric dengan HCL yang sudah distandardisasi. Berdasarkan standardisasi konsentrasi HCL yang didapat adalah 8, 32x10-5. Titik ekivalen totrasi adalah ketika larutan dalam kolom destilat berubah warna dari hijau muda bening menjadi merah muda kembali. Setelah melakukan titrasi, dapat diketahui kadar proteinnya yang tertuang dalam bentuk persen kadar nitrogen. Berikut adalah rumus menentukan kadar nitrogen : % Nitrogen = Selanjutnya, dari persen kadar nitrogen dapat diketahui kadar proteinnya dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: % 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 %, sample %, dan sample 3 sebesar %. rata-rata kadar protein sampel adalah %. Apabila dibandingkan dengan literatur, didapatkan bahwa hasil praktikum berbeda jauh nilainya dibandingkan dengan literature. Kemungkinan perbedaan tersebut disebabkan oleh kelemahan metode Kjeldahl yang memiliki ketelitian rendah.

19 19 Nama : Ridha N. Darmawan NIM : Analisis protein Kjedahl adalah salah satu pengujian kadar protein dalam sample dengan cara menambahkan suatu katalis yang disebut garam Kjedahl. Analisa ini berlangsung dengan 3 tahapan, yaitu destruksi, destilasi, dan titrasi. Destruksi berfungsi untuk menguraikan senyawa organic menjadi anorganik, destilasi berfungsi untuk memisahkan amoniak dalam sample, dan titrasi untuk mengukur besarnya kandungan amoniak dalam sample yang tertampung dalam asam borat yang telah ditambahkan mixed indicator. Garam kjedahl adalah garam yang dibuat dari campuran CuSO 4 dan (NH 4 ) 2 SO 4 dengan besar perbandingan (1:9). Garam kjedahl ini berfungsi untuk menaikkan titik didih H 2 SO 4 dalam proses destruksi. Sehingga, proses destruksi berlangsung lebih cepat. Pada tahap destilasi disaat dilakukan penambahan NaOH, terjadi perubahan warna larutan dari hijau menjadi hitam. Ini dikarenakan adanya pembentukan Na 2 SO 4 yang berwarna hitam yang berasal dari sulfur yang dikandung oleh ion sulfat. Pada saat titrasi penentuan konsentrasi HCl, tidak digunakan volume aquadest yang terukur. Karena pada saat mencapai titik ekuivalen, kedua ekuivalen akan sama dan ekuivalen boraks bisa didapatkan dari rumus. V. KESIMPULAN Dari hasil praktikum analisa protein menggunakan metode Kjedahl, praktikan telah: Dapat menjelaskan prinsip penentuan kadar nitogen atau protein dalam cuplikan dengan metoda mikro kjeldahl secara benar dan jelas. Dapat menjelaskan tahapan proses penentuan kadar nitrogen dalam cuplikan dalam cuplikan dengan metode mikro kjeldahl sesuai penjelasan pembimbing. Dapat mengoperasikan proses destruksi, destilasi mikro kjeldahl, dan dosimat sesuai prosedur

20 20 Dapat melakukan percobaan penentukan nitrogen atau protein dengan metode kjeldahl di laboratorium sesuai prosedur. Dapat menghitung kadar nitrogen total atau protein dalam cuplikan berdasarkan hasil percobaan dengan perolehan hasil %protein rata-rata pada sample susu Dancow bubuk rasa Full Cream sebesar 19,33 %. VI. DAFTAR PUSTAKA Anonim. Laporan Praktikum Penentuan Kadar Nitrogen. 1 juni 2014 pukul WIB) Anonim. Kjeldahl Method. (Diakses 1 juni 2014 pukul WIB)

21 21 LAMPIRAN Pelarutan asam borat dengan pemanasan alat destilasi kjeldahl Boraks yang sudah diberi indicator MM Untuk standardisasi HCL