Amoniak

A.     Nama Lain:

1.                        Ammonia Gas

2.                        Anhydrous Ammonia

3.                        Liquid Ammonia

4.                        Nitro-Sil

                                                                        Berat Molekul : 17.03

B.     Sumber Amoniak

Amonia adalah bahan kimia dengan formula kimia NH3. Molekul amonia mempunyai bentuk segi tiga. Amonia terdapat di atmosfer dalam kuantiti yang kecil akibat pereputan bahan organik. Amonia juga dijumpai di dalam tanah, dan di tempat berdekatan dengan gunung berapi. Oleh karena itu, pada suhu dan tekanan piawai, amonia adalah gas yang tidak mempunyai warna (lutsinar) dan lebih ringan dari pada udara (0.589 ketumpatan udara). Titik leburnya ialah -75 °C dan titik didihnya ialah -33.7 °C. 10% larutan amonia dalam air mempunyai pH 12. Amonia dalam bentuk cair mempunyai muatan yang sangat tinggi. Amonia cair terkenal dengan sifat keterlarutannya. Ia boleh melarutkan logam alkali dengan mudah untuk membentuk larutan yang berwarna dan mengalirkan elektrik dengan baik. Amonia dapat larut dalam air. Larutan amonia dengan air mempunyai sedikit amonium hidroksida (NH4OH). 100 dm3 amoniapun dapat berpadu dengan 100 cm3 air. Amonia tidak menyokong pembakaran, dan tidak akan terbakar kecuali dicampur dengan oksigen, di mana amonia terbakar dengan nyalaan hijau kekuningan muda. Amonia dapat meletup jika dicampur dengan udara. Amonia diperoleh dengan cara menyulingkan tumbuhan dan hewan yang mengandung nitrogen. Atau dengan mereaksikan garam-garam amonium dengan hidroksida alkali.Amonium juga diperoleh dengan mereaksikan magnesium nitrit (Mg3N2) dengan air.

Mg3N2(S) + 6H2O(l)         ——>       3Mg(OH)2(s)+2NH3

Amonia (NH3) dan garam-garamnya bersifat mudah larut dalam air. Sumber amonia di perairan adalah pemecahan nitrogen organik (protein dan urea) dan nitrogen anorganik yang terdapat di dalam tanah dan air, yang berasal dari dekomposisi bahan organic oleh mikroba dan jamur (amonifikasi). Sumber amonia adalah reduksi gas nitrogen yang berasal dari proses difusi udara atmosfer, limbah industri dan domestik. Amonia yang terdapat dalam mineral masuk ke badan air melalui erosi tanah. Selain terdapat dalam bentuk gas, amonia membentuk senyawa kompleks dengan beberapa ion-ion logam. Amonia juga dapat terserap kedalam bahan-bahan tersuspensi dan koloid sehingga mengendap di dasar perairan. Amonia di perairan dapat menghilang melalui proses volatilisasi karena tekanan parsial amonia dalam larutan meningkat dengan semakin meningkatnya pH. Ikan tidak bisa bertoleransi terhadap kadar amonia bebas yang terlalu tinggi karena dapat mengganggu proses pengikatan oksigen oleh darah dan pada akhirnya dapat meningkatkan sifokasi. Pada budidaya intensif, yang padat penebaran tinggi dan pemberian pakan sangat intensif, penimbunan limbah kotoran terjadi sangat cepat.

Gas amonia juga merupakan salah satu gas pencemar udara yang dihasilkan dari penguraian senyawa organik oleh mikroorganisme seperti dalam proses pembuatan kompos, dalam industri peternakan, dan pengolahan sampah kota. Amonia (gas) itu terdiri dari hidrogen dan nitrogen yang biasanya perbandingan molarnya 3:1, ada metan, argon, dan CO2. Amonia disintesis dengan reaksi reversibel antara hidrogen dengan nitrogen.

Seperti halnya reaksi revesibel lain, reaksi pembentukan amonia juga menghabiskan tenaga dan pikiran untuk mengatur reaksi dengan jumlah amonia pada kestimbngn pada berbagai macam temperatur dan tekanan. Yang pasti berhubungan dengan konstanta kesetimbangan reaksinya. Kp (konstanta kesetimbangan) tersebut tidak hanya bergantung pada temperatur dan tekanannya, tapi juga perbandingan komposisi nitrogen dan hidrogen. Sumber nitrogen itu biasanya udara. Dan sumber hidrogen biasanya di dapat dari berbagai jenis bahan mentah seperti air, hidrokarbon ringan atau berat, hasil dari pemurnian minyak mentah, gas alam, maupun kombinasi dari bahan-bahan itu yang memiliki kandungan hidrogennya. Amonia juga dapat berasal dari sumber antrophogenik (akibat aktifitas manusia) seperti industri pupuk urea, industri asam nitrat dan dari kilang minyak (Dwipayani, 2001).

C.     Keberadaannya di Perairan

      Amonia (NH3) pada suatu perairan berasal dari urin dan feses yang dihasilkan oleh ikan. Kandungan amonia ada dalam jumlah yang relatif kecil jika dalam perairan kandungan oksigen terlarut tinggi. Sehingga kandungan amonia dalam perairan bertambah seiring dengan bertambahnya kedalaman. Pada dasar perairan kemungkinan terdapat amonia dalam jumlah yang lebih banyak dibanding perairan di bagian atasnya karena oksigen terlarut pada bagian dasar relatif lebih kecil (Welch, 1952 dalam Setiawan, 2006). Menurut Jenie dan Rahayu (1993) dalam Marlina (2004), konsentrasi amonia yang tinggi pada permukaan air akan menyebabkan kematian ikan yang terdapat pada perairan tersebut. Toksisitas amonia dipengaruhi oleh pH yang ditunjukkan dengan kondisi pH rendah akan bersifat racun jika jumlah amonia banyak, sedangkan dengan kondisi pH tinggi hanya dengan jumlah amonia yang sedikit akan bersifat racun juga. Selain itu, pada saat kandungan oksigen terlarut tinggi, amonia yang ada dalam jumlah yang relatif kecil sehingga amonia bertambah seiring dengan bertambahnya kedalaman (Welch, 1952 dalam Setiawan, 2006). Kadar amonia pada perairan alami biasanya kurang dari 0,1 mg/liter. Kadar amonia bebas yang tidak terionisasi pada perairan tawar sebaiknya tidak lebih dari 0,2 mg/liter. Jika kadar amonia bebas lebih dari 0,2 mg/liter, perairan bersifat toksik bagi beberapa jenis ikan. Kadar amonia yang tinggi dapat merupakan indikasi adanya pencemaran bahan organik yang berasal dari limbah domestik, industri, dan limpasan pupuk pertanian. Kadar amonia yang tinggi juga dapat ditemukan pada dasar danau yang mengalami kondisi tanpa oksigen atau anoxic (Effendi, 2003). Menurut Boyd (1990), amonia dapat meningkatkan kebutuhan oksigen pada insang dan jaringan tubuh yang mengalami kerusakan, dan menurunkan kemampuan darah dalam membawa oksigen. Dalam kondisi kronik, peningkatan amonia dapat menyebabkan timbulnya penyakit dan penurunan pertumbuhan. Pescod (1973) menyarankan agar kandungan amonia dalam suatu perairan tidak lebih dari 1 mg/l, yaitu agar kehidupan ikan menjadi normal.

D.    Sifat-sifat Fisik

Adapun sifat-sifat fisik dari amoniak yaitu:

1.      Gas tidak berwarna

2.      berbau khas amoniak

3.      iritan

4.      mudah larut dalam air.

5.      Ambang bau : 0.32 – 46.8 ppm

6.      Titik leleh : -77.7 ^oC

7.      Titik didih : -33.4 ^oC

8.      Tekanan Uap : 400 mmHg (-45,4 ^oC)

9.      Kelarutan dalam air : 31 g/100g (25 ^oC)

10.  Berat jenis : 0.682 (-33,4 ^oC)

11.  pH (1,0 N larutan) : 11.6

12.  kelarutan : etanol 10% (25^oC); methanol 16% (25^oC)

13.  Berat jenis uap : 0.6 (udara=1)

14.  Suhu kritis : 133 ^oC

E.     Manfaat

Adapun manfaat dari ammoniak yaitu:

1.      Untuk pembuatan pupuk, terutama urea dan ZA (Zwavelzur amonium = amonium sulfat)

NH_3(g) + CO_2(g)                        CO(NH₂)_2(aq) + panas

NH_3(g) + H₂SO₄                       (NH₄)₂SO_4(aq)

Pembuatan pupuk dengan cara Haber-Bosch yaitu dengan cara ammonia dibuat dalam skala besar dari nitrogen yang diperoleh dari udara, ditambah hydrogen (sebagian besar diproduksi dari metana yang terjadi secara alami) yang menjadi campuran nitrogen dan hydgrogen bertekanan tinggi. Kemudian didaur ulang sehingga amoniak terbentuk dan dibiarkan hingga terjadi proses pengembunan sehingga terbentuk amoniak cair (NH₃) yang siap dipindahkan untuk diolah menjadi pupuk. Namun sebelum amoniak diproduksi melalui proses Haber-Bosch, sumber utama senyawa nitrogen untuk industry adalah mineral yang harus ditambang dan diangkat sejauh ribuan kilometer.

Untuk membuat senyawa nitrogen yang lain, seperti asam nitrat, amonium klorida, amonium nitrat.

NH_3(g) + 5 O_2(g)                        4 NO_(g) + 6 H₂O_(g)

NH_3(g) + HCl_(aq)                       NH₄Cl_(aq)

NH_3(g) + HNO_3(aq)                    NH₄NO_3(aq)

2.      Untuk membuat hidrazin.

NH_3(g) +     NaOCl_(aq)              N₂H_4(l) + NaCl_(s) + H₂O_(l)

Hidrazin merupakan salah satu senyawa nitrogen yang digunakan sebagai bahan bakar roket.

3.      Dalam pabrik es, amonia cair digunakan sebagai pendingin (refrigerant) karena amonia cair mudah menguap dan akan menyerap panas sehingga menimbulkan efek pembekuan.

4.      Sebagai bahan peledak

5.      Bahan pembuatan baterai

6.      Campuran dalam produk cat rambut dan obat pelurusan rambut.

F.      Industri

      Industri yang menggunakan amoniak sebagai bahan baku yaitu perusahaan pupuk, industri tekstil, industri karet dan pabrik es batu. 

     

G.    Sifat-sifat Bahaya

Kesehatan:

      Efek Jangka Pendek (Akut)

      Iritasi terhadap saluran pernapasan, hidung, tenggorokan dan mata terjadi          pada 400-700 ppm. Sedang pada 5000 ppm menimbulkan kematian.      Kontak dengan mata dapat menimbulkan iritasi hingga kebutaan total.       Kontak dengan kulit dapat menyebabkan luka bakar (frostbite).

     

      Efek Jangka Panjang (Kronis)

      Menghirup uap asam pada jangka panjang mengakibatkan iritasi pada   hidung,tenggorokan dan paru-paru. Termasuk bahan teratogenik.

      Nilai Ambang Batas : 25 ppm (18 mg/m3) (ACGIH 1987-88) STEL 35           ppm (27 mg/m3).

      Toksisitas : LD50 = 3 mg/kg (oral, tikus). LC 50 = 200 ppm (tikus       menghirup 4 jam)

Kebakaran:

Dapat terbakar pada daerah mudah terbakar : 16-25 % (LFL-UFL). Suhu kamar : 651 ^oC.

Reaktivitas :

Stabil pada suhu kamar, tetapi dapat meledak oleh panas akibat kebakaran. Larut dalam air membentuk ammonium hidroksida.

H.    Mekanisme Dalam Tubuh

      Masuk melalui penafasan, kontak mata dan kontak kulit. Didalam tubuh akan masuk dan mengikuti sistem pernafasan. Amoniak mudah larut didalam air sehingga akan dikeluarkan bersama dengan urine yang mengandung amoniak juga.

I.       Keselamatan dan Pengamanan

Penanganan dan Penyimpanan:

Hindari penghirupan gas/uap. Juga hindari kontak dengan kulit dan mata. Pasang ventilasi atau “local exhauster” di tempat kerja untuk mengurangi cemaran agar < NAB. Pakailah alat pelindung diri : respirator, kacamata, gloves dan pakaian kerja. Wadah dan pompa untuk transfer bahan harus di “ground”kan untuk menghindari terjadinya listrik statis. Hindari kontak amonia dengan karet, plastik dan cat. Simpan bahan dalam wadah tertutup, di luar, bebas dari matahari, berventilasi, dingin, jauh dari api dan pemanas.

Tumpahan dan Bocoran:

Isolasi daerah kebocoran sampai 100 – 200 m. Pakailah alat pelindung diri dalam menangani kebocoran/tumpahan atau seluruh tubuh dalam perlindungan yang sempurna (encapsulated). Jangan sentuh bahan. Uap/gas amonia dalam udara (kabut) dapat didispersikan dengan menyemprot dengan air. Bila mungkin segera matikan kebocoran gas. Hindari tumpahan bahan mengalir kedalam perairan karena amat toksik bagi lingkungan. Sedikit tumpahan dapat diserap dengan tanah atau pasir atau dinetralkan dengan asam.

Alat Pelindung Diri:

Pernafasan              : Respirator dengan kartrij apabila konsentrasi < 250 ppm. Pada konsentrasi lebih tinggi pakailah respirator dengan pasok udara atau SCBA.

Mata                      : Safety goggles dan pelindung muka.

Kulit                       : Gloves (neoprene, karet, PVC karet butil).

Tambahan              : Pancuran air pencuci mata dan safety shower.

Pertolongan Pertama

Terhirup :

      Bawa ke tempat aman dan udara yang segar, beri pernapasan buatan jika          perlu, segera bawa ke dokter.

Terkena mata:

      Cuci dengan air bersih dan mengalir selama 20 menit dan segera bawa ke          dokter.

Terkena kulit:

      Cuci dengan air bersih dan mengalir selama 20 menit, lepaskan pakaian yang tekontaminasi.

Tertelan:

      Bila sadar, beri minum 1-2 gelas air/susu, jangan dirangsang untuk         muntah.

Pemadam Api:

Hentikan kebocoran gas dengan aman, gunakan semprotan air sebagai pendingin. Media pemadaman CO2, halon, bubuk bahan kimia kering.

Cara Menurunkan Kadar

Sebetulnya reduksi kandungan amoniak pada air limbah yang paling efektif (bisa sampai dibawah 5 ppm) adalah:

Dengan metode pengolahan limbah mikrobiologi dengan proses nitrifikasi yaitu Amoniak diubah jadi nitrit/nitrat oleh bakteri nitrosomonas atau bakteri lain terus kemudian diubah lagi jadi nitrogen bebas yang ramah lingkungan.

Cara lainnya bisa dengan metode stripping, yaitu pemanasan amoniak dengan menggunakan steam atau heater supaya amoniaknya menguap ke udara
bebas atau dengan cara membuas separti air mancur juga dapat mengurangi kadar ammonia, tapi tentunya hal ini hanya memindahkan fasa limbah dari cair menjadi gas.

Cara untuk menurunkan kadar amonia dalam air adalah dengan mengganti air sebagian atau seluruhnya atau dengan cara filterisasi. Untuk budidaya ikan hias dalam akuarium atau kolam kecil, filterisasi ini paling sering digunakan karena lebih praktis dan menghemat waktu.

Limbah amoniak dapat dinetralkan dengan asam sulfat (pupuk ZA).

INFORMASI LINGKUNGAN

            Amoniak dalam air amat beracun bagi ikan, udang dan binatang air lainnya. Dapat menimbulkan kesuburan tanaman air (eutropia). NH3 dalam air dapat dibuang dengan proses tripping (pH optimum ± 12) atau dengan proses mikrobiologi. Limbah amoniak dapat dinetralkan dengan asam sulfat (pupuk ZA). Baku mutu ambien untuk pencemaran amoniak adalah 2 ppm. Asap tebal akibat kecelakaan dalam transportasi pengangkutan amoniak dapat disemprot dengan air.