Bab ii (individu)

1,027 views

Published on

0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
1,027
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
26
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Bab ii (individu)

  1. 1. BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 Tanah Sebagai Media Tumbuh Masing-masing komponen tanah tersebut berperan penting dalammenunjang fungsi tanah sebagai media tumbuh, sehingga variabilitas keempatkomponen tanah ini akan berdampak terhadap variabilitas fungsi tanah sebagiamedia tumbuh (Hanafiah, 2005).Udara tanah berfungsi sebagai gudang dan sumber gas (Hanafiah, 2005): a. O2 yang dibutuhkan oleh sel-sel perakaran tanaman untuk melaksanakan respirasi, yang melepaskan CO2 dan untuk oksidasi enzimatik oleh mikrobia autotrofik (mampu menggunkana senyawa anorganik sebagai sumber energinya) b. CO2 bagi mikrobia fotosintetik, dan c. N2 bagi mikrobia pengikat N Bahan organik dan mineral tanah terutama berfungsi sebagai gudang danpenyuplai hara bagi tetanaman dan biota tanah. Bahan mineral melalui bentukpartikel-partikelnya merupakan penyusun ruang pori tanah yang tidak sajaberfungsi sebagi gudang udara dan air, tetapi juga sebagai ruang untuk akarberpenetrasi, makin sedikit ruang pori ini akan makin tidak berkembang sistemperakaran tanaman (Hanafiah, 2005).2.2 Unsur hara tanaman Unsur hara tanaman merupakan suatu unsur kimiawi jika memenuhi kriteriaarnon yaitu harus ada unsur kimiawi agar tanaman dapat melengkapi siklushidupnya, sehingga jika tanaman mengalami defisiensi hanya dapat diperbaikidengan unsur tersebut, dan unsur ini harus terlibat langsung dalam penyediaannutrisi yang dibutuhkan tanaman ( Hanafiah, 2005). Suatu unsur hara disebut makro esensial jika dibutuhkan dalam jumlahbesar, biasanya di atas 500 ppm dan disebut mikro esensial jika dibutuhkan dalamjumlah sedikit, biasanya kurang dari 50 ppm. Pakar-pakar lain membagi keduanya 5
  2. 2. 6dengan limit minimal 0.1% disebut makro dan apabila <0,1% disebut mikro.Disamping itu juga dikenal unsur hara penunjang, yaitu unsur hara yangperanannya belum diketahui secara spesifik dan hanya penting untuk tanamantertentu saja, berikut sedikit keterangan mengenai unsur-unsur hara (Hanafiah,2005): a. Unsur hara makro esensial melimpah meliputi karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O), yang masing-masing menyusun rata-rata 45%, 45% dan 6% (jadi unsur-unsur lainnya hanya 4%). b. Unsur makro esensial terbatas meliputi nitrogen (N), fosfor (P), kalium (K), belerang (S), kalsium (Ca), dan magnesium (Mg), yang masing-masing menyusun >0,1% bagian tanaman. c. Unsur hara mikro esensial meliputi boron (B), besi (Fe), mangan (Mn), tembaga (Cu), seng (Zn), molybdenum (Mo), dan klorin (Cl). d. Unsur hara penunjang meliputi kobalt (Co) yang hanya penting bagi tanaman/ mikrobia pengikat N-bebas, silisium (Si) khusus untuk tanaman berdaun bendera seperti padi dan Na untuk tanaman yang tumbuh pada tanah alkalin, juga F (flour), I (iodin), Al (alumunium), dan V (vanadium), Ni (nikel), Se (selenium). Kedua macam unsur ini, umumnya menyusun <0,01% tanaman. Tidak semua unsur yang diserap tanaman merupakan hara, banyak yangdiserap tanaman hanya karena tersedia didalam tanah. Dari analisis jaringantanaman dijumpai lebih dari 50 unsur yang diserap, berarti sekitar 70% unsur-unsur ini bukan hara tanaman. Secara kuantitatif dapat disimpulkan bahwa(Hanafiah, 2005): a. Unsur N paling banyak dibutuhkan oleh tanaman sebagai komponen produksi, kecuali untuk tanaman yang produksinya berupa buah berair atau umbi/akar. b. Pada kelompok kedua ini yang paling banyak dibutuhkan adalah unsur K, yang juga merupakan komponen terbesar dari jerami tanaman. c. Unsur P lebih banyak menyusun bagian produksi dibandingkan jerami tanaman.
  3. 3. 7 d. Unsur P ini berlawanan dengan unsur Ca, Mg dan S yang lebih banyak menyusun bagian jerami daripada produksi. Translokasi hara merupakan proses yang terjadi secara kontinyu, dari akarke bagian atas tanaman/ bagian yang sedang tumbuh kemudian ke bagianproduksi. Proses ini akan terganggu jika suplai hara juga terganggu sehinggatanaman juga mengalami defisiensi, yang ditandai dengan gejala-gejala yang tidaknormal. Situs gejala defisiensi ini dipengaruhi oleh mobilitas (kemudahan untukditranslokasikan ke bagian yang membutuhkan) hara dan fungsinya (Tan, 1992).Secara umum, gejala defisiensi ini meliputi (Tan, 1992): 1. Pada dedaunan tua: Jika merata merupakan gejala defisiensi N dan P, sedangkan jika tidakmerata merupakan gejala defisiensi Mg, K dan Zn. Pada defisiensi N, tajuktanaman tetap hijau tatapi dedaunan tua menguning kemudian mengering danberwarna coklat muda, sedangkan pada defisiensi P ditandai dengan tajuk yangberwarna hijau gelap dan seringkali membentuk warna merah dan ungu. Pada defisiensi Mg terjadi klorosis, ujung dan tepi daun menggulung dankadang kala dedaunan ini menguning atau memerah atau lembayung kemerahan.Pada defisiensi K dan Zn, juga terjadi klorosis tetapi terdapat bercak jejaringanyang mati. Jika bercak ini kecil dan terletak pada bagian tepi/ ujung daun antaratulang daun, maka ini merupakan tanda defisiensi K, sedangkan jika bercak initersebar meluas hingga ke tulang-tulang daun, maka ini adalah tanda defisiensi Zn(Tan, 1992). 2. Pada dedaunan muda: Jika tunas pucuk mati, dan terjadi distorsi pada ujung/ pangkal daun mudamerupakan gejala defisiensi Ca dan B, sedangkan jika tunas pucuk tidak mati,tetapi daun mudah layu atau menderita klorosis, merupakan tanda defisiensi Cu,Mn, S, dan Fe (Tan, 1992). Berdasarkan penelitian Makarim (1989) Apabila kadar besi dalam tanahberada pada konsentrasi lebih dari 10 ppm, kondisi ini dapat menyebabkankeracunan pada tanaman padi Makarim (1989) Keracunan besi pada tanaman padidapat diamati dengan melihat beberapa gejala pada daun diantaranya gejala daun
  4. 4. 8yang berkarat (bronzing) dan berwarna coklat gelap, serta system perakarantanaman yang kurang berkembang (Yamauchi & Peng 1995). Becker dan Asch(2005) mengemukakan bahwa keracunan besi pada tanaman padi adalah akibatdari penyerapan Fe2+ secara berlebih dari dalam tanah dan umumnya terjadi padalahan yang tergenang. Beberapa hasil penelitian juga melaporkan bahwakeracunan besi umum terjadi pada tanah sulfat masam dan tanah rawa, sepertitanah pasang surut dan lebak. Keracunan besi pada tanaman dapat mengganggu proses-prosesmetabolisme dan menyebabkan kerusakan tanaman padi yang ditandai oleh daunyang berkarat (bronzing), struktur daun kaku dan berwarna coklat gelap sertakurang berkembangnya system perakaran. Gejala visual dari keracunan besiadalah akibat adanya akumulasi oksidasi polifenol membentuk bronzing padadaun tanaman padi. Gejala bronzing kelihatan secara penuh pada daun-daun yangbertindak sebagai sumber fotosintesis dimulai dengan adanya noda coklat kecilyang terus menyebar dari ujung daun ke pangkal daun. Gejala lebih lanjut yangterlihat adalah ujung daun menguning dan mengering, diikuti dengan laju respirasiyang sangat tinggi yang pada akhirnya seluruh daun menjadi kekuningan danberwarna coklat yang disebut karat, atau daun akan berwarna coklat ungu, kakudan keras, merupakan suatu kondisi yang menunjukkan tingkat keracunan besiyang sangat parah (Yamanouchi & Yoshida: 1981). Hubungan ketersediaan hara dan reaksi tanah, secara singkat adalah sebagaiberikut (Darmawijaya, 1990): 1) Ketersediaan N, Ca dan Mg mempunyai pola hubungan naik turun dengan pH yang hampir sama, kecuali ketersediaan N yang maksimum pada pH 6,0- 8,0, sedangkan Ca dan Mg pada pH 7,0-8,5 2) Ketersediaan K, S dan Mo berpola mirip, kecuali ketersediaan K dan S maksimum pada pH = 6,0, sedangkan Mo pada pH= 7,0. 3) Ketersediaan Fe bertolak belakang dengan Mo pada pH= 7,0 4) Ketersediaan Mn, Cu, dan Zn berpola sama dengan ketersediaan maksimum pada pH 5,0-6,5.
  5. 5. 9 Penyerapan hara dari tanah oleh tanaman pada dasarnya terjadi melalui 2prinsip, yaitu (Hanafiah, 2006): 1) Membutuhkan energi metabolik, sehingga jika respirasi terbatas, jumlah hara yang diserap juga terbatas selaras dengan kadarnya dalam larutan tanah, 2) Proses yang bersifat selektif, karena tanaman mempunyai kemampuan untuk menyortir unsur-unsur yang diserap. Penyerapan unsur-unsur tersebut berhubungan erat dengan kondisi air dalamtanah, daya serap akar dan keasaman tanah tempat tanaman tumbuh (Novizan,2005). Keasaman tanah sangat berpengaruh pada pertumbuhan tanaman. Pencuciantanah yang berlangsung secara terus-menerus juga akan menurunkan pH apalagiairnya berasal dari air irigasi atau air yang telah mengandung asam maka prosespengasaman akan lebih cepat terjadi. Tanaman yang tumbuh memerlukan kondisikeasaman yang berbeda-beda karena berkaitan dengan kadar ion hidrogen. Didalam tanah pH optimum untuk padi adalah 5-6,5, jagung 5,5-7,5, kedelai 6-7,cabai 5,5-7, semangka 5,5-6,5. Jika tidak sesuai akan terhambat pertumbuhannya(Isnaini, 2006).2.3 Pupuk Pupuk merupakan kunci dari kesuburan tanah karena berisi satu atau lebihunsur untuk menggantikan unsur yang habis terisap tanaman. Jadi, memupukberarti menambah unsur hara kedalam tanah (pupuk akar) dan tanaman (pupukdaun). Pupuk mengenal istilah makro dan mikrosebagai patokan dalam membelipupuk adalah unsur yang dikandungnya (Marsono dan Lingga, 2007). Menurut wahid (2003) pada jurnal litbang penelitian mengemukakan bahwapupuk merupakan salah satu masukan utama pada usaha tani padi. Untukmeningkatkan produksi, umumnya petani memberikan pupuk terutama urea danZA dengan takaran yang cukup tinggi, mencapai 300 kg urea dan 50−100 kgZA/ha. Bahkan pada beberapa daerah, takarannya mencapai 400−500 kg urea atausetara dengan 184−230 kg N/ha. Padahal berdasarkan anjuran, N cukup diberikan90−120 kg/ha atau setara dengan 200–260 kg urea/ha. Pemberian pupuk N yang
  6. 6. 10berlebihan ini menyebabkan efisiensi pupuk menurun serta membahayakantanaman dan lingkungan (Wahid, 2003). Pupuk adalah suatu bahan yang bersifat organik ataupun anorganik, biladitambahkan ke dalam tanah ataupun tanaman dapat menambah unsur hara sertadapat memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah, atau kesuburan tanah.Pemupukan adalah cara-cara atau metode pemberian pupuk atau bahan-bahan lainseperti bahan kapur, bahan organik, pasir ataupun tanah liat ke dalam tanah. Jadipupuk adalah bahannya sedangkan pemupukan adalah cara pemberiannya. Pupukbanyak macam dan jenis-jenisnya serta berbeda pula sifat-sifatnya dan berbedapula reaksi dan peranannya di dalam tanah dan tanaman. Karena hal-hal tersebutdi atas agar diperoleh hasil pemupukan yang efisien dan tidak merusak akartanaman maka perlulah diketahui sifat, macam dan jenis pupuk dan carapemberian pupuk yang tepat (Hasibuan, 2006). Pupuk akar ialah segala macam pupuk yang diberikan ke tanaman melaluiakar. Tujuannya jelas, yaitu mengisi tanah dengan hara yang dibutuhkan tanamanagar tumbuh subur dan memberi hasil maksimal (Marsono dan Lingga, 2007) Berdasarkan asal pembuatannya, pupuk terdiri dari dua kelompok, yaitupupuk anorganik dan pupuk organik. Pupuk anorganik adalah pupuk yang dibuatoleh pabrik-pabrik pupuk dengan meramu bahan-bahan kimia (anorganik)berkadar hara tinggi. Misalnya, pupuk urea berkadar N 45-46% (setiap 100 kgurea terdapat 45-46 kg hara nitrogen), dan pupuk organik adalah bahan yangdihasilkan dari pelapukan sisa-sisa tanaman, hewan dan manusia. Macam-macampupuk organik yaitu, pupuk kandang, kompos, pupuk hijau, humus, dan pupukburung atau guano (Marsono dan Lingga, 2007).Pupuk anorganik dapat dibedakan menjadi beberapa macam (Isnaini, 2006): a. Berdasarkan unsur haranya, pupuk yang hanya mengandung satu unsur hara saja misalnya urea yang hanya mengandung N, ZK hanya mengandung K, dan TSP yang hanya mengandung P. adapula pupuk yang mengandung lebih dari satu unsur hara misalnya pupuk DAP yang mengandung N, P dan K.
  7. 7. 11 b. Berdasarkan kandungan unsur haranya, tinggi (Urea, ZK, TSP), sedang dan rendah. c. Berdasarkan kelarutannya, yang larut air, larut asam, atau larut dalam asam keras. d. Berdasarkan reaksi kimianya, asam (urea, ZA), netral (kapur ammonium yang dicampur gamping) atau basa (NaNO3). Ada beberapa keuntungan dari pupuk anorganik yaitu: (Marsono danLingga, 2007). a. Pemberiannya dapat terukur dengan tepat karena pupuk anorganik umumnya takaran haranya pas b. Kebutuhan tanaman akan hara dapat dipenuhi dengan perbandingan yang tepat. Misalnya hingga saat panen, singkong menyedot hara nitrogen 200 kg/ha sehingga bisa diganti dengan pupuk N yang pas c. Pupuk anorganik tersedia dalam jumlah cukup. Artinya kebutuhan akan pupuk ini bisa dipenuhi dengan mudah asalkan adanya uang d. Pupuk anorganik mudah diangkut akrena jumlahnya relatif sedikit dibanding pupuk organik seperti kompos atau pupuk kandang. Akibatnya hasil kalkulasi biaya angkut pupuk ini jauh lebih murah dibanding pupuk organik Pupuk anorganik atau pupuk buatan dapat dibedakan menjadi pupuk tunggaldan pupuk majemuk. Pupuk tunggal adalah pupuk yang hanya mengandung satuunsur hara misalnya pupuk N, pupuk P, pupuk K dan sebagainya. Pupukmajemuk adalah pupuk yang mengandung lebih dari satu unsur hara misalnya N +P, P + K, N + K, N + P + K dan sebagainya (Hardjowigeno, 2004).2.4 Pupuk ZA Ammonium Sulfat (ZA) merupakan salah satu jenis pupuk sintetis yangmengandung unsur hara N dan S. Unsur hara N yang berasal dari Urea dan ZAmerupakan hara makro utama bagi tanaman selain P dan K dan seringkali menjadifaktor pembatas dalam produksi tanaman. Dalam hal ini pupuk ZA merupakanpilihan terbaik untuk memenuhi kebutuhan unsur hara belerang dan nitrogen.
  8. 8. 12Nama ZA adalah singkatan dari istilah bahasa Belanda, zwavelzure ammoniak,yang artinya ammonium sulfat (NH4)2SO4 (Marsono dan Lingga, 2007). Zwavelzure amoniak lebih dikenal dengan sebutan ZA. Pupuk ini dibuat darigas amoniak dan asam belerang (zwafelzure). Persenyawaan kedua zat inimenghasilkan pupuk ZA dengan kandungan N sebanyak 20,5-21%, bentuknyakristal kecil-kecil berwarna putih, abu-abu, biru keabu-abuan, atau kuning(Marsono dan Lingga, 2007). Sifat pupuk ZA ini ialah sedikit higroskopis (menarik air), tetapi barumenarik uap air pada kelembapan 80% dan suhu 30%. Kendati demikian, ZAharus disimpan ditempat kering. Sifat lain pupuk ini ialah reaksi kerjanya agaklambat dan akar tanaman tidak dapat menyerapnya bersama air tanah, tetapi harusmendapatkannya secara langsung. Pupuk ini pun kurang terkuras oleh air. Bilaingin dipakai sebagai pupuk dasar sebelum tanam, pupuk ZA ini tergolong cocok.Sayangnya ia agak asam sehingga dapat membuat tanah menjadi asam jika terlalusering diberi pupuk ZA. Pupuk inipun tidak cocok diberikan pada tanah mudayang baru dibuka dan tanah yang kurang mengandung kalsium (Marsono danLingga, 2007). Pupuk ini terdiri dari senyawa sulfur dan dalam bentuk sulfat yang mudahdiserap dan nitrogen dalam bentuk amoniumnya yang mudah larut dan diseraptanaman. Kadar belerang dalam pupuk ini cukup tinggi sekitar 24% dan kadarnitrogennya 21%. Wujud pupuk ini butiran butiran Kristal mirip garam dapur danterasa asin di lidah. Pupuk ini berpotensi menurunkan pH tanah karena sifat dariion sulfat yang dapat larut secara kuat, sedangkan ion amoniumnya lebih lemah.Sehingga perlu diperhatikan dalam penyimpanan dan aplikasinya (Anonim, 1987). Spesifikasi pupuk ZA di PT. Petrokimia Gresik (SNI 02-1760-2005) yaitu:Pertama, nitrogen minimal 20,8%. Kedua, belerang minimal 23,8%. Ketiga, kadarair maksimal 1%. Keempat, kadar asam bebas sebagai H2SO4 maksimal 0,1%.Kelima, bentuk kristal, keenam, warna putih. Ketujuh, dikemas dalam kantongbercap Kerbau Emas dengan isi 50 kg. Sifat dan keunggulan pupuk ZA di PT. petrokimia Gresik (SNI 02-1760-2005) yaitu: Pertama, tidak higroskopis. Kedua, mudah larut dalam air. Ketiga,
  9. 9. 13digunakan sebagai pupuk dasar dan susulan. Keempat, senyawa kimianya stabilsehingga tahan disimpan dalam waktu lama. Kelima, dapat dicampur denganpupuk lain. Keenam, aman digunakan untuk semua jenis tanaman. Ketujuh,meningkatkan produksi dan kualitas panen. Kedelapan, menambah daya tahantanaman terhadap gangguan hama, penyakit dan kekeringan. Kesembilan,memperbaiki rasa dan warna hasil panen. Gejala kekurangan unsur hara Belerang pada tanaman di PT. petrokimiaGresik (SNI 02-1760-2005) yaitu: Pertama, produksi protein tanaman menurun,pertumbuhan sel tanaman kurang aktif. Kedua, terjadi penimbunan amida bebasdan asam amino sampai batas yang berbahaya bagi tanaman. Ketiga, terjadikerusakan aktifitas fisiologis dan mudah terserang hama penyakit. Keempat,produksi butir daun hijau menurun, proses asimilasi dan sintesis karbohidratterlambat, tanaman mengalami klorosis/kekuningan dan hasil panen rendah.2.5 Proses produksi di PT. Petrokimia Gresik Pabrik I dan III PT. Petrokimia Gresik menghasilkan produk pupuk ZA Idan III (amonium sulfat) I dan III masing-masing sebanyak 610 ton/hari atau200.000 ton/tahun, pembuatan ammonium sulfat bahan baku yang digunakanadalah H2SO4 98% dengan tekanan 5 kg/cm2 pada suhu kamar dan NH3 vapordengan suhu 100o C dan tekanan 45 kg/cm2 yang berasal dari pabrik NH3. Prosespembuatan ZA I dan III menggunakan proses Oronzio De Nora-Italy, prosesproduksi ZA I dan III dapat dilihat pada diagram dibawah ini (anonim, 1987). NH3 Gas Reaction Separation Drying Bagging Unit unit Unit Unit H2SO 4 Mother liquor Air heated Gambar 2.1 Diagram blok proses produksi pupuk amonium sulfat (ZA)
  10. 10. 14 Bahan baku NH3 cair diuapkan dalam evaporator dengan bantuan steam.Uap NH3 yang terbentuk direaksikan dengan H2SO4 dalam reactor/saturator,dengan bantuan udara sebagai pengaduk dan air sebagai penyerap panas. Reaksiyang terjadi dalam saturator : 2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4 Keluar saturator berupa campuran kristal dan cairan (50 : 50) yangselanjutnya akan dipisahkan di centrifuge. Hasil yang keluar dari centrifugeberupa cairan (mother liquor) direcycle kembali ke saturator sebagai titik kristal,dan produk berwujud kristal selanjutnya dikeringkan dalam rotary dryer denganpenambahan Armoflo 11 agar tidak menggumpal. Kristal ZA keluar dryer setelahdidinginkan selanjutnya masuk proses pengantongan. Saat ini telah dimodifikasi pada umpan NH3 gas, yaitu denganmemanfaatkan NH3 gas yang berasal dari pabrik amoniak. Hal ini akanmengurangi beban evaporator yang berarti akan menghemat energi. Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan Kristal ammonium sulfatadalah sebagai berikut (Anonim:1987) : a. Kristal ammonium sulfat cenderung mengendap didasar saturator. Untuk mencegah pengandapan Kristal dan menjaga homogenitas slurry dalam saturator, dilakukan pengadukan. Pengadukan diperoleh dari pemasukan gas amoniak melalui sparger. Pengadukan ini juga dimaksudkan untuk mengurangi kehilangan amoniak. b. Kondisi amoniak dalam saturator harus dijaga dalam jaga dalam kondisi lewat jenuh dengan jalan mengatur kecepatan pemasukan bahan baku, menjaga kastabilan serta penasukan bahan baku. c. Densitas slurry dalam saturator diatur dengan mengatur kecepatan pengeluaran Kristal dilakukan dengan menjaga jumlah Kristal dalam saturator tidak lebih dari 50%. Bila jumlah Kristal melebihi jumlah tersebut maka akan terjadi penggumpalan Kristal yang menyumbat jalan pengeluaran. Hal ini dapat dihindari dengan jalan menambah air ke dalam saturator.
  11. 11. 15 d. Suhu reaksi dalam saturator pada kondisi normal operasi 105-106 oC. Sebagian uap yang terbentuk diembunkan dan dikembalikan ke saturator sebagai kondensat return untuk mengatur konsentrasi dan menyerap panas reaksi. e. Level larutan dalam saturator dijaga tetap (ZA I: 3,5-3,8 m. ZA III: 4-4,5 m). Level yang terlalu rendah mengakibatkan pencampuran yang kurang sempurna, sedangkan level yang terlalu tinggi akan mengakibatkan adanya larutan yang terbawa uap keluar melalui kondensor. f. Larutan ammonium sulfat harus dijaga dalam keadaan asam dengan menjaga kadar asam sulfat dalam antara 0,2-0,4% berat. Hal ini untuk memastikan semua amoniak dapat bereaksi dengan asam sulfat. Gambar 2.2 Proses produksi pupuk ZA PT. Petrokimia Gresik Reaksi yang terjadi di dalam saturator bersifat eksotermis karenamenghasilkan panas. Panas yang dilepas dari reaksi akan menaikkan suhucampuran dalam saturator sehingga terjadi pemekatan dan pengkristalan hasilreaksi. Panas yang dihasilkan oleh reaksi, sebagian besar akan menguapkan airdari larutan saturator, dan sebagian kecil panas hilang melalui dinding saturator(aditya, 2007) Reaksi pembentukan ammonium sulfat dari asam sulfat dan ammoniakmerupakan reaksi gas-cair yang dioperasikan pada suhu 105-106oC. Tekanan
  12. 12. 16atmosfer, level larutan 4-4,5 m dengan perbandingan mol reaktan H2SO4 dan NH3sebesar 1:2 Pembentukan kristal ammonium sulfat didalam saturator melalui beberapatahapan berikut: (anonim,1987) a. Pembentukan larutan ammonium sulfat jenuh Mula-mula mother liquor /kondensat dimasukkan ke dalam saturator sampaimencapai level yang diinginkan, kemudian asam sulfat dan uap amoniakdimasukkan secara kontinou ke dalam saturator dalam bnetuk gelombang melaluisparger sehingga terjadi reaksi dan membentuk ammonium sulfat. Gas amoniakdan asam sulfat cair dimasukkan secara terus menerus sehingga tercapai kondisilarutan jenuhnya b. Pembentukan larutan lewat jenuh Setelah tercapai kondisi jenuh dari amonium sulfat, gas amoniak dan sulfatterus dimasukkan, sehingga akan diperoleh kondisi lewat jenuh (super saturasi)dari ammonium sulfat, yang pada akhirnya akan membentuk kristal ammoniumsulfat. Proses yang digunakan “Netralisasi” (De Nora) dengan prinsip, uap NH3dimasukkan saturator yang sudah terisi asam sulfat dan ditambahkan air sebagaipenyerap panas hasil reaksi dengan bantuan udara sebagai pengaduk (Anonim,1987).Adapun langkah proses pembuatan pupuk ZA adalah (Anonim,1987): a. Evaporasi amoniak Amoniak zair diubah menjadi amoniak gas dengan LPS (10kg/cm2, 187-190oC). b. Reaksi netralisasi dan kristalisasi Variabel operasi pada netralisasi dan kristalisasi memiliki level : ZA I 3,5-3,8 m. ZA III 4-4,5 m, acidity: 0,2-0,4%. Konsentrasi kristal : 50% berat.Temperatur reaksi dijaga pada suhu 105-106oC, dengan reaksi yang terjadi : H2SO4(l) + 2NH3(g) (NH4)2SO4(s) + Panas
  13. 13. 17 Fungsinya untuk mereaksikan ammonia dengan asam sulfat danmemekatkan amonium sulfat yang terbentuk. Uap amoniak masuk melalui spargerdi bagian bawah dan asam sulfat lewat sparger bagian dinding saturator sedangudara pengaduk dihembuskan dari bagian atasnya (untuk mencegahmengendapnya kristal pada dasar saturator). Sebagian uap yang terbentukdiembunkan dan dikembalikan ke saturator sebagai kondensat return untukmengatur konsentrasi dan penyerapan panas reaksi. c. Pemisahan kristal Peralatan utamanya adalah centrifuge separator yang fungsinyamemisahkan kristal ammonium sulfat yang terbentuk dengan larutan induk. Slurryammonium sulfat dengan perbandingan antara liquid:solid = 1:1. Slirry dalamsaturator dialirkan ke centrifuge yang terdapat screen 30 mesh untuk memisahkankristal dan larutannya. Kristal yang diharapkan 60% tertahan di screen 30 mesh.Mother Liquor bersama-sama return condensat ditampung dalam mother liquorthank. Untuk mengendapkan impuritis dalam larutan ditambahkan asam fosfat50%. Larutan Mother liquor selanjutnya di recycle ke saturator. d. Pengeringan produk Peralatan utamanya adalah Rotary Dryer yang fungsinya mengeringkankristal ammonium sulfat sampai kandungan air 0,15% berat (maksimal). KristalZA basah dialirkan ke rotary dryer dan dikontakkan dengan udara kering (panas)secara searah dan untuk mencegah penggumpalan ZA sebelum masuk dryerditambahkan anti caking armoflo 11 (2,5%). Debu ZA ditarik dengan dengankompressor dan masuk ke cyclone separator kemudian disemprot dengan air,dimana cairannya ditampung dalam tangki sebagai umpan saturator sedangkanudara yang lolos dapat langsung dibuang ke udara bebas. e. Penampungan produk Produk ZA kering yang keluar dari dryer dengan bucket elevator dikirim kebagian hopper dan diangkut dengan belt conveyor menuju bagian pengantonganuntuk selanjutnya dilakukan pengepakan. Produk ZA memiliki kadar Nitrogen20,08% berat (minimal), asam sulfat 0,1% berat (maksimal), air 1% berat(maksimal) dan ukuran kristal 75% tertinggal pada mesh 30 US.
  14. 14. 182.6 Analisis Kadar Besi (Fe) dan Phophat (PO4) dalam Larutan Induk dengan menggunakan metode Spektrofotometer Spektrofotometer merupakan instrumen yang digunakan untuk mengukurtransmitan (atau absorbans) pada berbagai panjang gelombang. Spektrofotometerfotolistik dapat dianggap sebagai fotometer (absorpsiometer) fotolistrik filteryang diperhalus, yang menggunakan pita cahaya yang variabel secara sinambungdan lebih mendekati monokromatik (Vogel, 1991). Spektrofotometri merupakan suatu metode analisa yang didasarkan padapengukuran serapan sinar monokrmatis oleh suatu lajur larutan berwarna padapanjang gelombang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisidifraksi dengan detektor fototube (Saputra, 2009). Prinsip kerja spektrofotometri berdasarkan hukum Lambert-Beer, bilacahaya monokromatik melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahayatersebut akan diserap, sebagian dipantulkan, dan sebagian lagi akan diteruskan(Khopkar, 2008). Analisa kimia dengan menggunakan metode spektrofotometriUV-Vis adalah dengan pembentukan suatu senyawa kompleks berwarna dariunsur yang akan dianalisa kemudian senyawa kompleks berwarna tersebut diukurabsorbansinya pada panjang gelombang yang sesuai (William, 1942). Transisi elektronik biasanya terjadi pada orbital ikatan atau orbital pasanganbebas dan orbital non ikatan tak jenuh atau orbital anti ikatan. Panjang gelombangserapan merupakan ukuran dari pemisahan tingkatan-tingkatan energi dari orbital-orbital yang bersangkutan (William, 1937). Energi pemisahan yang paling tinggi diperoleh jika elektron-elektron dalamikatan σ tereksitasi yang menimbulkan serapan pada daerah 120-200 nm. Daerahini dikenal sebagai daerah ultraviolet dan relatif tidak banyak memberikanketerangan karena pada daerah tersebut tidak mengandung serapan yang spesifik.Diatas 200 nm terjadi eksitasi elektron dari orbital-orbital p, d, dan π. Sistemterkonjugasi π dapat memberikan banyak keterangan karena memberikan serapanyang spesifik dari suatu senyawa dengan mengemisikan warna-warna yangspesifik ( william, 1937)
  15. 15. 19 Sumber sinar polikromatis berasal dari lampu wolfram dan lampu deuteriumdipancarkan menuju monokromator. Monokromator berfungsi sebagai penyeleksipanjang gelombang yang dapat menjadikan cahaya yang berasal dari sumber sinarpolikromatis menjadi cahaya monokromatis. Jenis monokromator yang saat inibanyak digunakan adalah gratting atau lensa prisma dan filter optik. Cahayamonokromatis akan dipancarkan ke sampel yang berada dalam kuvet. Cahaymonokromatis yang lolos dari sampel akan menuju detektor untuk dirubahmenjadi listrik berupa sinyal yang akan dikonversi menjadi absorbansi. Kelebihan spektrofotometer jika dibandingkan dengan fotometer adalahpanjang gelombang dari sinar putih dapat lebih terseleksi yang diperoleh dariprisma atau grating maupun celah optis. Pada fotometer filter, sinar denganpanjang gelombang yang diinginkan diperoleh dengan melewatkan trayek panjanggelombang tertentu, sehingga tidak mungkin untuk memperoleh panjanggelombang yang benar-benar monokromatis. Spektrofotometer mampumenghasilkan panjang gelombang yang benar-benar terseleksi yang diperoleholeh pengurai cahaya (prisma) (Khopkar, 2008). Tabel 2.1 panjang gelombang pada daerah visible dan warna yang dihasilkan (undrewood, 2001) Panjang gelombang (nm) Warna Warna Komplementer 400-435 Ungu Kuning kehijauan 435-480 Biru Kuning 480-490 Hijau kebiruan Jingga 490-500 Biru kehijauan Merah 500-560 Hijau Merah ungu 560-580 Kuning kehijauan Ungu 580-595 Kuning Biru 610-750 Merah Biru kehijauan
  16. 16. 20 Menurut Sastroharmijdojo (1990) serapan ultraviolet dapat mengenaligugus-gugus karakteristik dan molekul yang sangat kompleks. Sebagian besarmolekul yang realatif kompleks mungkin transparan dalam ultraviolet sehinggamungkin spektrum semacam ini juga diperoleh dari molekul dari molekulsederhana. Sebagai contoh spektrum yang berasal dari mesitiloksida. Serapandihasilkan dari struktur enon terkonjugasi dari kedua senyawa tersebut(sastrohamijdojo,1990).2.7 Reaksi Redoks Elektrokimia adalah cabang ilmu yang berkenaan dengan interkonversienergi listrik dan energi kimia. Proses elektrokimia adalah reaksi redoks(oksidasi-reduksi) dimana dalam reaksi ini energi yang dilepas oleh reaksi spontandiubah menjadi listrik atau dimana energi listrik digunakan agar reaksi yangnonspontan bisa terjadi. Dalam reaksi redoks, elektron-elektron ditransfer darisatu zat ke zat lain. Reaksi antara logam magnesium dana asam kloridamerupakan satu contoh reaksi redoks (raymond, 2003): 0 +1 +2 0 Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl2 (aq) + H2(g) Angka yang ditulis di atas unsur adalah bilangan oksidasi dari unsurtersebut. Dilepasnya elektron oleh suatu unsur selama oksidasi ditandai denganmeningkatnya bilangan oksidasi unsur itu. Dalam reduksi, terjadi penurunanbilangan oksidasi karena diperolehnya elektron oleh unsur tersebut. Reaksi oksidasi-reduksi merupakan reaksi paling penting dalam kimia,biokimia, dan industri. Pembakaran batu bara, gas alam, dan bensin (untuk kalordan tenaga) merupakan reaksi redoks, demikian pula pemerolehan logamsepertibesi dan aluminium dari bijih oksidanya serta produksi bahan kimia sepertiasam sulfat dari sulfur, udara, udara dan air. Tubuh manusia memetabolisasi gulamelalui reaksi redoks untuk memperoleh energi; produk reaksinya berupa air cairdan gas karbon dioksida (oxtoby, 2001)
  17. 17. 212.8 Senyawa Kompleks Senyawa kompleks merupakan senyawa yang tersusun dari suatu ion logampusat dengan satu atau lebih ligan yang menyumbangkan pasangan elektronbebasnya kepada ion logam pusat. Donasi pasangan elektron ligan kepada ionlogam pusat menghasilkan ikatan kovalen koordinasi sehingga senyawa kompleksjuga disebut senyawa koordinasi (Cotton dan Wilkinson:1984). Jadi semuasenyawa kompleks atau senyawa koordinasi adalah senyawa yang terjadi karenaadanya ikatan kovalen koordinasi antara logam transisi dengan satu atau lebihligan (Sukardjo,1999). Senyawa kompleks sangat berhubungan dengan asam danbasa lewis dimana asam lewis adalah senyawa yang dapat bertindak sebagaipenerima pasangan bebas sedangkan basa lewis adalah senyawa yang bertindaksebagai penyumbang pasangan elektron. (Shriver, D.F dkk:1940). Senyawa kompleks dapat diuraikan menjadi ion kompleks. Ion kompleksadalah kompleks yang bermuatan positif atau bermuatan negative yang terdiri atassebuah logam atom pusat dan jumlah ligan yang mengelilingi logam atom pusat.Logam atom pusat memiliki bilangan oksida nol, positif sedangkan ligan bisabermuatan netral atau anion pada umumnya. Beberapa contoh senyawa kompleksyaitu ( Prakash,S dkk:2000): - [Co3+(NH3)6]3+ - [Ni0(CN)4]4- - [Fe2+(CN)6]4- - [Co+(CO)4]3 Ligan adalah suatu ion atau molekul yang memiliki sepasang elektron ataulebih yang dapat disumbangkan. Ligan merupakan basa lewis yang dapatterkoordinasi pada ion logam atau sebagai asam lewis membentuk senyawakompleks. Ligan dapat berupa anion atau molekul netral ( Cotton dan Wilkinson,1984 ). Jika suatu logam transisi berikatan secara kovalen koordinasi dengan satuatau lebih ligan maka akan membentuk suatu senyawa kompleks, dimana logamtransisi tersebut berfungsi sebagai atom pusat. Logam transisi memiliki orbital dyang belum terisi penuh yang bersifat asam lewis yang dapat menerima pasanganelektron bebas yang bersifat basa lewis. Ligan pada senyawa kompleks
  18. 18. 22dikelompokkan berdasarkan jumlah elektron yang dapat disumbangkan pada atomlogam.2.9 Analisis Kadar ZA dalam Larutan Induk (mother liquor) dengan metode Berat Jenis Dalam cairan dan padatan, molekul-molekul sering terikat akibat adanyatarik-menarik antarmolekul. Gaya ini juga memainkan peranan penting dalampembentukan larutan. Bila suatu zat (zat terlarut) larut dalam zat lainnya (pelarut),partikel zat terlarut akan menyebar ke seluruh pelarut. Partikel zat terlarut inimenempati posisi yang biasanya ditempati oleh molekul pelarut. Kemudahanpartikel zat terlarut menggantikan molekul pelarut bergantung pada kekeuatanrelatif dari tiga jenis interaksi yaitu: pertama, interaksi pelarut-pelarut. Kedua,interaksi zat telarut-zat terlarut. Ketiga. Interaksi pelarut-zat terlarut(Raymond,2003). Salah satu sifat yang penting dari suatu bahan adalah densitasnya.Didefinisikan sebagai masa persatuan volume.bahan yang homogen seperti es atsubesi, memiliki densitas yang sama pada setiap bagiannya. Contohnya adalahatmosfer bumi (yang semakin tinggi akan semakin kecil densitasnya) dan lautan(yang semakin dalamakan besar densitasnya). Secara umum densitasbahantergantung pada faktor lingkungan seperti suhu dan tekanan (Young,2002). Suatu sifat yang besarnya tergantung pada jumla bahan yang sedangdiselediki disebut sifat ekstensif. Baik massa maupun volume adalah sifatekstensif. Suatu sifat yang tergantung pada jumlah bahan adalah sifat intensif.Sifat-sifat intensif umumnya dipilih oleh para ilmuan untuk pekerjaan ilmiahkarena tidak tergantung pada jumlah bahan yang sedang deteksi (Machmillan,1987).

×