Semua Tentang Nitrogen Dioksida

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Udara adalah salah satu komponen yang sangat penting dan dibutuhkan oleh makhluk hidup. Udara sangat dibutuhkan makhluk hidup terutama dalam proses pernapasan. Oleh karenanya, untuk bernapas dengan baik dibutuhkan udara dengan kualitas yang baik pula. Namun, tuntutan manusia dalam memenuhi kebutuhannya menyebabkan terjadinya penurunan kualitas udara. Hal ini disebabkan semakin meningkatnya jumlah kendaraan bermotor serta industri.

Pencemaran udara terjadi jika komposisi zat –zat yg ada diudara melampaui ambang batas yana ditentukan . Adanya bahan- bahan kimia yang melampaui batasdapat membahayakan kesehatan manusia , mengganggu kehidupan hewan dantumbuhan dan terganggunya iklim (cuaca) dengan aktivitas manusia dan kemajuantekhnologi terutama akibat proses pembakaran bahan bakar diindustri ataukendaraan bermotor, maka banyak gas-gas yang dihasilkan dan bercampur denganudara sebagai zat pencemar. Bahan kimia yang merupakan zat pencemar udaraadalah karbondioksida (CO2), karbonmonoksida (CO), sulfurdioksida (SO2), nitrogen dioksida (NO2), senyawa hidrokarbon, dan partikulat logam berat.

Dalam makalah ini akan dibahas salah satu gas pencemar udara yaitu NO₂atau nitrogen dioksida.

1.2  Tujuan

1.      Untuk mengetahui definisi gas NO_2.

2.      Untuk mengetahui karakteristik fisik dan kimia gas NO_2.

3.      Untuk mengetahui dampak gas NO2 terhadap kesehatan dan lingkungan.

4.      Untuk mengetahui Nilai Ambang Batas (NAB) gas NO₂ dalam regulasi.

5.      Untuk mengetahui macam metode pemeriksaan gas NO_2.

6.      Untuk mengetahui langkah pemeriksaan NO₂ dan cara menghitungnya.

1.3  Rumusan Masalah

1.      Apakah definisi gas NO₂itu?

2.      Bagaimanakah karakteristik gas NO2 secara fisik maupun kimia?

3.      Bagaimanakah dampak gas NO2 terhadap kesehatan dan lingkungan?

4.      Apasajakah regulasi yang mengatur NAB gas NO₂?

5.      Apasajakah metode pemeriksaan gas NO₂?

6.      Bagaimanakah langkah pe,eriksaan dan cara menghitung gas NO2?

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Definisi Gas NO₂

Nitrogen dioksida adalah senyawa kimia dengan rumus NO₂. NO₂ digunakan sebagai bahan sintesis untuk pembuatan asam nitrit. Gas ini berwarna merah-kecoklatan dan merupakan gas beracun, baunya menyengat, dan merupakan salah satu polutan udara utama.

Sumber pencemaran gas NO₂ yang paling utama berasal dari kegiatan manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil (minyak atau batubara), generator pembangkit listrik stasioner atau mesin-mesin yang menggunakan bahan bakar gas alami, mesin-mesin penggerak transportasi maupun industry. Kadar NO₂ diudara daerah perkotaan yang berpenduduk padat akan lebih tinggi dari daerah pedesaan yang berpenduduk sedikit. Hal ini disebabkan karena berbagai macam kegiatan yang menunjang kehidupan manusia akan menambah kadar NO₂ diudara.

2.2 Karakteristik Fisik Dan Kimia Gas NO₂

Gas NO₂ merupakan gas yang beracun, berwarna merah cokelat, dan berbau seperti asam nitrat yang sangat menyengat dan merangsang. Sifat racun (toksisitas) gas NO₂ empat kali lebih kuat daripada toksisitas gas NO.

Rumus molekul NO2

Massa molar           :    46.005 gmol -1

Penampilan            :    2.62 g cm -3

Tekanan uap           :    98.80 kpa

Indeks bias             :    1.449

Bentuk molekul     :    dihedral diagonal

2.3 Dampak Gas NO₂ Terhadap Kesehatan Dan Lingkungan

Nitrogen merupakan komponen terbesar udara (78%) dan bersifat inert. Secara langsung, hampir tidak ada dampak negatif nitrogen bagi lingkungan. Namun dengan adanya petir atau pada suhu tinggi, nitrogen akan bereaksi dengan oksigen mengahasilkan nitrogen dioksida (NO₂). Gas ini dapat memerihkan mata dan menimbulkan gangguan pada saluran pernafasan. Nitrogen dioksida juga merupakan oksida asam dimana dengan adanya air hujan dapat menyebabkan hujan asam. Batas maksimum NO₂ diudara adalah 0,001 bpj.

Keberadaan gas NO₂ lebih dari 1 ppm dapat menyebabkan terbentuknya zat yang bersifat karsinogen atau penyebab terjadinya kanker. Organ tubuh yang paling peka terhadap pencemaran gas NO₂ adalah paru-paru. Paru-paru yang terkontaminasi oleh gas NO₂ akan membengkak sehingga penderita sulit bernafas yang dapat mengakibatkan kematian. Percobaan jika menghirup gas NO₂ dengan kadar 5 ppm selama 10 menit terhadap manusia mengakibatkan kesulitan dalam bernafas dan  pada percobaan hewan jika menghirup gas NO₂ dalam kadar 20 ppm akan dapat menyebabkan kematian.

Udara yang telah tercemar oleh gas nitrogen dioksida tidak hanya berbahaya bagi manusia dan hewan saja, tetapi juga berbahaya bagi kehidupan tanaman. Pengaruh gas NO₂ pada tanaman antara lain seperti timbulnya bintik- bintik pada permukaan daun. Pada konsentrasi yang lebih tinggi gas tersebut dapat menyebabkan nekrosis atau kerusakan pada jaringan daun. Dalam keadaan yang seperti ini, daun tidak bisa berfungsi secara sempurna sebagai tempat terbentuknya karbohidrat melalui prosen fotosintesis, akibatnya tanaman tidak  bias bereproduksi seperti yang diharapkan. Konsentrasi gas NO₂ sebanyak 10 ppm sudah dapat menurunkan kemampuan fotosintesis daun sampai sekitar 60 %.

2.4 Aturan Mengenai Gas NO₂

Setiap paramater memiliki nilai maksimum yang berbeda. Nilai-nilai tersebut umumnya dinyatakan dalam satuan konsentrasi yaitu berat senyawa polutan dalam mikrogram  per meter kubik (µg/m3) dalam kondisi normal (yaitu pada suhu 25°C dan tekanan 1 atmosfer). Kualitas udara ambien dikatakan baik apabila konsentrasi polutan masih berada di bawah nilai baku mutunya.

Selain BMUA, ditetapkan pula Standar Nasional Indonesia Nilai Ambang Batas atau NAB zat kimia (dalam hal ini termasuk polutan) di udara tempat kerja sebagai upaya pencegahan dan perlindungan terhadap keselamatan, kesehatan, dan kenyamanan tenaga kerja. Standar ini mengacu pada Surat Edaran Menteri Tenaga Kerja Nomor: SE-01/MEN/1997 tentang  Nilai Ambang Batas faktor kimia  di udara lingkungan kerja. Standar NAB  didasarkan pada waktu rata- rata zat kimia sehari-hari selama tidak lebih dari 8 jam per hari atau 40 jam per minggu. Pada Tabel 6 dapat terlihat NAB untuk beberapa polutan di udara tempat kerja.

Sedangkan baku mutu kadar NO₂ dalam udara ambien yaitu 150 mg/Nm3 dengan waktu pengukur 24 jam.

Selain itu, dalam kandungan gas pencemar dalam  ruang kerja, dalam rata-rata pengukuran 8 jam sebagai berikut :

Baku mutu kadar NO₂ menurut PP no.41 tahun 1999 adalah sebagai berikut :

2.5 Metode Pemeriksaan Gas NO₂

1. MetodaGriess Saltzman

MetodeGries Saltzmanadalahmetode yang digunakandalammenentukankonsentrasi gas pencemar nitrogen dioksida (NO₂) dalamudara.NO₂ di udaradireaksikandenganpereaksiGriessSaltman (absorbent) membentuksenyawa yang berwarnaungu.Intensitaswarna yang terjadidiukurdenganspektrofotometerpadapanjanggelombang 550 nm.Absorber untukpenangkapan NO₂adalah absorber dengandesainkhususdanporositasfrittednyaberukuran 60 μm.Untukpengukuran NO, sample gas harusdilewatkankedalamoxidatorterlebihdahulu (seperti KMnO₄, Cr2O₃).Langkah-langkahsecarasingkatantara lain sebagaiberikut :

1)    Pengambilansampel gas pencemar nitrogen dioksida (NO₂) menggunakanlarutanpenyerap

2)    PembuatanLarutanAbsorbanuntuksampel nitrogen dioksida (NO₂) di udara

3)    Analisakonsetrasi nitrogen dioksida (NO₂) denganspektrofotometer.

2. Metodechemiluminescence

Gas NO di udaradireaksikandengan gas ozonmembentuk nitrogen dioksidatereksitasi. NO₂ yang tereksitasiakankembalipadaposisi ground state denganmelepaskanenergiberupacahayapadapanjanggelombang 600 - 875 nm. Intensitascahaya yang diemisikandiukurdenganphotomulltifier, Intensitas yang dihasilkansebandingdengankonsentrasi NO di udara.Sedangkan gas NO₂sebelumdireaksikandengan gas ozonterlebihdahuludireduksidengankatalitikkonventor (Kusminingrum,2008).

2.6 Langkah Pemeriksaan Dan Perhitungan Gas NO₂

1.    Prinsip

Gas NO2 dari udara ditangkap oleh larutan penyerap dan langsung membentuk warna merah lembayung (red violet) yang merupakan hasil dari reaksi azo dengan ion nitrit. Warna yang stabil dihasilkan dalam waktu 15 menit. Sampel udara kemudian dibaca absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 550 nm.

2.    Bahan

a.       Hablur asam sulfanilat (H2NC6H4SO3H)

b.      Larutan asam asetat glasiat pekat (CH3COOH)

c.       Air suling bebas nitrit

d.      Larutan induk N-(1-naftil)-etilendiamin dihidroklorida (NEDA, C12H16Cl2N2)

Dengan melarutkan 0,1 gram NEDA dengan air suling ke dalam labu ukur 100mL, kemudian mengencerkan dengan air suling sampai tanda tera lalu homogenkan. Larutan tersebut dipindahkan ke dalam botol lain dan disimpan di lemari pendingin.

e.       Aseton (C3H6O)

f.       Larutan penyerap Griess Saltzman

Larutkan 5 grsm asam sulfanilat (H2NC6H4SO3H) dalam gelas piala 1000mL dengan 140 mL asam asetat glasial, aduk secara hati-hati dengan stirer sambil ditambahkan dengan air suling sehingga kurang lebih 800mL. Kemudian pindahkan larutan tersebut ke dalam labu ukur 1000mL. Menambahkan 20mL larutan induk NEDA, dan 10mL aseton, tambahkan air suling hingga tanda tera, lalu homogenkan.

g.      Larutkan induk nitrit (NO2) 1640 μg/mL

Mengeringkan natrium nitrit (NaNO2) dalam oven selama 2 jam pada suhu 105°C dan didinginkan dalam desikator. Kemudian menimbang 0,246 gram natrium nitrit, setelah itu dilarutkan ke dalam labu ukur 100 mL dengan air suling. Menambahkan air suling hingga tanda tera lalu homogenkan. Lalu memindahkan larutan tersebut ke dalam botol lain dan simpan di lemari pendingin.

h.      Larutan standar nitrit (NO2)

Memasukkan 10mL larutan induk natrium nitrit ke dalam labu ukur 1000mL, nemambahkan air suling hingga tanda tera, lalu dihomogenkan.

Gambar botol penyerap fritter bubbler

3.    Peralatan

a.       Peralatan pengambilan contoh uji NO2 (setiap unit peralatan disambung dengan selang silikon dan tidak mengalami kebocoran)

b.      Labu ukur 100mL dan 1000mL

c.       Pipet mikro 0,0mL; 0,1mL; 0,2mL; 0,4mL; 0,6mL; 0,8mL dan 1,0mL atau buret mikro

d.      Gelas ukur 100mL

e.       Gelas piala 100mL, 500mL dan 1000mL

f.       Tabung uji 25 mL

g.      Spektrofotometer dilengkapi kuvet

h.      Neraca analitik dengan ketelitian 0,1mg

i.        Oven

j.        Botol pyrex berwarna gelap

k.      Desikator

l.        Alat destilasi

m.    Kaca arloji

Gambar rangkaian peralatan pengambil contoh uji NO2

4.    Pengambilan Contoh Uji

a.       Menyusun peralatan pengambilan contoh uji.

b.      Memasukkan larutan penyerap Griess Saltzman sebanyak 10mL ke dalam botol penyerap.

c.       Mengatur botol penyerap supaya terlindung dari hujan dan sinar matahari langsung.

d.      Menghidupkan pompa penghisap udara dan atur kecepatan alir 0,4 L/menit, kemudian mencatat setelah stabil.

e.       Laju alir awal (F1).

f.       Melakukan pengambilan contoh uji selama 1 jam dan catat temperatur dan tekanan udara.

g.      Setelah 1 jam, mencatat laju alir akhir (F2) dan kemudian mematikan pompa penghisap.

h.      Menganalisi segera setelah pengambilan contoh uji.

5.    Persiapan Pengujian

a.       Mengoptimalkan alat spektrofotometer sesuai petunjuk penggunaan alat.

b.      Memasukkan masing-maisng 0,0mL; 0,1mL; 0,2mL; 0,4mL; 0,6mL; 0,8mL dan 1,0mL larutan standar nitrit menggunakan pipet volumetrik atau buret mikro ke dalam tabung uji 25 mL.

c.       Menambahkan larutan penyerap sampai tanda tera, kemudian mengocok dengan baik dan biarkan selama 15 menit agar pembentukan warna sempurna.

d.      Mengukur serapan masing-masing larutan standar dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 550 nm.

e.       Membuat kurva kalibrasi antara serapan dengan jumlah NO2 (μg).

Tahapan yang dilakukan untuk prosedur sampel dan pengujian sampel adalah dengan mengisi botol impinger dengan 10 ml larutan penyerap Griess Saltzman. Kemudian impinger dan erlenmeyer asah tutup dihubungkan  dengan selang silikon yang terdapat pada alat yang tersambung dengan flow meter dan pompa vakum dengan kecepatan aliran 0,4 liter/meter lalu diamkan proses pemompaan tersebut selama 1 jam. Setelah 1 jam pemompaan, larutan penyerap didiamkan selama 15 menit untuk di ukur absorbasi pada panjang gelombang 550 nm. Pada pembuatan kurva kalibrasi dilakukan dengan memasukan masing-masing 0,0 ml; 0,1 ml; 0,2 ml; 0,4 ml; 0,6 ml; 0,8 ml dan 1 ml larutan standar natrium nitrit 0,0164 gr/liter pada tabung uji 25 ml dengan menggunakan pipet volumetrik. Kemudian larutan tersebut ditambahkan larutan penyerap sampai tanda batas pada tabung uji, tabung uji dikocok dan campuran didiamkan selama 15 menit untuk mendapatkan perubahan warna. Setelah 15 menit, masing-masing campuran  diukur absorbasinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 550 nm (SNI 19-7119.2-2005).

Data sampel dan data kurva kalibrasi digabungkan untuk mengetahui konsentrasi NO2 dengan cara prosedur analisa penghitungan. Prosedur analisa penghitungan yang dilakukan adalah dengan menentukan nilai koreksi aliran udara, menentukan sampel udara, mencari volume udara pada 25°C dan tekanan 760 mmHg, mengetahui larutan standar dan larutan NaNO2 dan menentukan konsentrasi larutan standar NaNO2 dengan semua persamaan berada di lampiran. Setelah data didapat maka kurva kalibrasi dibuat untuk mendapatkan konsentrasi NO2. Nilai konsentrasi NO2 yang didapat kemudian dibandingkan dengan acuan baku mutu PP No. 41 Tahun 1999.

Penghitungan

1.    Konsentrasi NO2 dalam larutan standar

Jumlah NO2 (μg) tiap 1 mL larutan standar yang digunakan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

mana,

NO2           = jumlah NO2 dalam larutan standar NaNO2 (μg/mL)

a                  = berat NaNO2 yang ditimbang (g)

46               = berat molekul NO2

69               = berat molekul NaNO2

f                  = faktor yang menunjukkan jumlah mol NaNO2 yang menghasilkan warna yang setara dengan 1 mol NO2 (nilai f= 0,82)

10/1000      = faktor pengenceran dari larutan induk NaNO2

             = koversi dari gram ke μg.

2.    Volum contoh uji udara yang diambil

Volum contoh uji udara yang diambil, dihitung pada kondisi normal (25°C, 760 mmHg) dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

imana,

V                = volum udara yang dihisap dikoreksi pada kondisi normal 25°C, 760 mmHg

F1               = laju alir awal (L/menit)

F2               = laju alir akhir (L/menit)

t                  = durasi pengambilan contoh uji (menit)

Pa               = tekanan barometer rata-rata selama pengambilan contoh uji (mmHg)

Ta               = temperatur rata-rata selama pengambilan contoh uji (K)

298             = konversi temperatur pada kondisi normal (25°C) ke dalam Kelvin

760             = tekanan udara standar (mmHg).

3.    Konsentrasi NO2 di udara ambien

Konsentrasi NO2 dalam contoh uji dapat dihitung dengan rumus sebagai bereikut:

Dimana,

C                 = konsentrasi NO2 di udara (μg/Nmᵌ)

b                 = jumlah NO2 dari contoh uji hasil perhitungan dari kurva kalibrasi (μg)

V                = volum udara yang dihisap dikoreksi pada kondisi normal 25 °C, 760 mmHg

10/25          = faktor pengenceran

1000           = konversi liter ke mᵌ

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan sebagai berikut :

1.      Nitrogen dioksida adalah senyawa kimia dengan rumus NO₂ yang digunakan sebagai bahan sintesis untuk pembuatan asam nitrit.

2.      Karakteristik fisik dan kimia gas NO2 diantarnya yaitu beracun, berwarna merah cokelat, dan berbau menyengat. Memiliki massa molar 46.005 gmol -1, penampilan 2.62 g cm-³, tekanan uap 98.80 kpa, indeks bias 1.449 dan berbentuk dihedral diagonal.

3.      Dampak gas NO₂ terhadap kesehatan dan lingkungan diantaranya dapat menyebabkan rasa pedih apabila mengenai mata, dapat menyebabkan kanker dan dapat mengganggu saluran pernafasan. Selain itu gas NO2 menyebabkan tumbuhan mengalami penurunan fotosintesis sehingga cepat mati.

4.      Nilai ambang batas gas NO₂diatur dalam Surat Edaran Menteri Tenaga Kerja Nomor: SE-01/MEN/1997 tentang  Nilai Ambang Batas faktor kimia  di udara lingkungan kerja dan juga dalam PP no. 41 tahun 1999.

5.      Metode pemeriksaan gas NO₂ ada 2 macam yaitu Metode Gries Saltzman yaitu metode yang digunakan dalam menentukan konsentrasi gas pencemar nitrogen dioksida (NO2) dalam udara dan Metode chemiluminescence yang mereaksikan gas NO di udara dengan gas ozon.

6.      Langkah pengujian gas NO₂ secara singkat yaitu pengambilansampel gas pencemar nitrogen dioksida (NO₂) menggunakanlarutanpenyerap, pembuatanlarutanabsorbanuntuksampel nitrogen dioksida (NO₂) di udara,analisakonsetrasi nitrogen dioksida (NO₂) denganspektrofotometer dan kemudian menghitung konsentrasi NO₂ dalam larutan standart, volume contoh uji udara yang diambil, konsentrasi NO2 dalam udara ambien  menggunakan rumus yang telah disediakan.