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 :
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 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 sebagai berikut :
(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
senyawa organik-N + H2SO4
garam kjedahl
CO2 (g)+ H2O(g)+ SO2(g)+ (NH4)2SO4
NH3(g)+ H3BO3 NH4H2BO3 merah keunguan hijau terang NH4H2BO3+ HCl NH4Cl + H3BO3 merah keunguan hijau terang
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
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
No Jenis Bahan Makanan Faktor Konversi (f)
1. Bir, Sirup, biji-bijian, ragi, makanan ternak, buah-buahan, teh, 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
% N =
III. METODE PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
No
Nama Alat
Spesifikasi
Jumlah
(buah)
1
Seperangkat
Alat
Destruktor Buchi
-
1
2
Seperangkat
Alat
Destilasi Kjedahl
-
1
3
buret
50 ml
1
4
Neraca analitik
-
1
5
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
-
1
10
Corong
-
1
11
Pipet volume
25 ml
1
12
Bola hisap
-
1
13
Botol semprot
-
1
14
Batang pengaduk
-
1
15
Spatula
-
1
16
Erlenmeyer
300 ml
5
17
Water jet vacuum-
1
18
Gelas kimia100 ml
1
3.1.2 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
-
500 ml
6
HCL
0,1 N
250 ml
7
Indikator campuran
-
10 ml
8
Indikator MM
-
5 ml
9
Sampel (Susu Dancow
bubuk)
-
2,25 gram
10
Asam borat
-
8 gram
11
Boraks
-
0,2 gram
3.2 Prosedur Percobaan
3.2.1 Pembuatan Asam Borat 2%
10 gram asam borat 500 ml aquadest 500 ml asam borat 2% @ 100 ml
3.2.2Standardisasi HCl Sekitar 0,2gram boraks aquadest larutkan
+ indikator titrasi dengan HCl 0,1 N
Catat volume HCl lakukan perhitungan untuk menentukan
3.2.3 Proses Destruksi Lemari asam 0,75 g 1 Sampel 0,5 g 1,0 g blanko 2 2 batu didih dan 7,5 gram garam Kjeldahl 3 20 ml H2SO4 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
Kocok sampai homogen 100 mL aquadest
Tunggu sampai suhu ruang dan lakukan destilasi
3.2.4 Proses Destilasi Hubungkan air keran dengan 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
Bilas pipa dengan aquadest dan tutup
katup C Tekan ON
Tunggu 10 menit
Pasang tabung destruktor pada alat destilasi
Tempat destruktor
Tempat penampung
3.2.5 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
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)
7.5
20
0.5
2
0.4992
7.5
20
16.1
3
0.7272
7.5
20
16.5
4
0.9541
7.5
20
23.1
4.2 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
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.
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.
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.
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 = 0.1263 gram, Volume = 8.1 mL= 0,0081 L
Berat Boraks 2 = 0.1095 gram, Volume = 6.8 Ml = 0,0068 L
Perhitungan Konsentrasi HCl
Ek
boraks=
Ek
HCl= V
HCl1. N
HCl1= 0,0081 L. N
HClN
HCl= 0,0819
N
Ek
boraks=
Ek
HCl= V
HCl1. N
HCl1
= 0,0068 L . N
HClN
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 = 0.4922 gram = 492.2 mgram
% N =
% N =
% N = 3,7%
Untuk berat sampel = 0.7272 gram = 727.2 mgram
% N =
% N =
% N = 2,6 %
Untuk berat sampel = 0.9541 gram = 954.1 mgram
% N =
% N =
% N = 2,8%
5.3 Perhitungan Kadar Protein Sampel
% protein =
f
x %N
Sample 1
= 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
1
0.4922
16.1 mL
0.37%
6.38
23,54
2
0.7272
16.5 mL
0.26%
6.38
16,59
3
0.9541
23.1 mL
0.28%
6.38
17,864
Perolehan rata-rata %Protein pada sample susu Dancow rasa Full Cream
%Protein =
=
5.4 Pembahasan
Nama : Wynne Raphaela NIM : 131424027
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) ,
0.4992 gram
, sample20.7272 gram,
dan sample 3 sebesar0.9541
. Kemudian ke dalam labu, ditambahkan masing-masing 20 mL H2SO4 , tujuan dari ditambahkannya asam sulfat ini adalah untuk mengubahamonia 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 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
dengan cara memecah ammonium sulfat menjadi ammonia (NH3). 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 ).
(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 mixed indicator sehingga asam borat berwarna merah muda. Sesudah proses destilasi apabila sampel mengandung gas amoniak (NH3) 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 :
2NH3 + H3BO3 → (NH4)2BO3 +H2
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
2.3606%
, sample21.6588 %,
dan sample 3 sebesar1.7864%
. rata-rata kadar protein sampel adalah1.9352 %.
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.Nama
: Ridha N. Darmawan
NIM
: 131424029
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
4dan
(NH
4)
2SO
4dengan besar perbandingan (1:9). Garam kjedahl ini berfungsi
untuk menaikkan titik didih H
2SO
4dalam 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
2SO
4yang 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
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.
http://see-around-theworld.blogspot.com/2011/11/laporan-praktikum-penentuan-kadar.html.(Diakses 1 juni 2014 pukul 16.56 WIB)
Anonim. Kjeldahl Method. http://en.wikipedia.org/wiki/Kjeldahl_method . (Diakses 1 juni 2014 pukul 17.10 WIB)