Analisis multiparameter pada pupuk menggunakan titrasi termometrik

26 Mei 2026

Article

This article is Part 3 of a series.

Go to

Pertanian tanpa pupuk sudah tidak mungkin lagi dilakukan – tanpa pupuk, perkiraan populasi global saat ini yang mencapai 8,2 miliar orang tidak akan dapat dipenuhi kebutuhannya. Pupuk menyediakan nutrisi penting yang dibutuhkan tanaman untuk pertumbuhan yang optimal. Pupuk yang ideal tidak hanya bergantung pada jenis tanaman, tetapi juga pada kondisi tanah. Untuk mencapai hasil terbaik, pengetahuan tentang komposisi pupuk sangatlah penting. Alternatif yang lebih sederhana dibandingkan metode analisis pupuk lainnya yang lebih mahal dan memakan waktu adalah titrasi termometrik (TET).

Overhead view of a vast green field being harvested by an agricultural combine.

Artikel ini membahas topik-topik berikut:

Berbagai jenis pupuk untuk kebutuhan yang berbeda
Mengapa menganalisis komposisi pupuk?
Titrasi termometrik untuk analisis pupuk
Apa itu titrasi termometrik?
Bagaimana analisis dilakukan?

Berbagai jenis pupuk untuk kebutuhan yang berbeda

Pupuk dapat diklasifikasikan dengan berbagai cara, misalnya berdasarkan asalnya. Pupuk yang berasal dari tumbuhan dan/atau hewan, seperti kotoran ternak atau kompos, biasanya disebut sebagai «pupuk organik», sedangkan yang diperoleh dari garam mineral atau bijih disebut sebagai «pupuk anorganik».

Klasifikasi pupuk anorganik yang paling umum digunakan didasarkan pada komposisi nutrisinya. Klasifikasi berdasarkan komposisi nutrisi memungkinkan petani untuk memilih pupuk yang optimal sesuai dengan kondisi tanah dan tanaman mereka. Pupuk tunggal (single-nutrient atau straight fertilizer) hanya menyediakan satu jenis nutrien, contohnya amonium nitrat atau superfosfat tunggal. Namun, yang lebih umum digunakan adalah pupuk multinutrien yang terdiri dari dua atau lebih nutrien, seperti monoamonium fosfat atau pupuk NPK (nitrogen-fosfat-kalium).

Nutrisi untuk tanaman

Makronutrien nitrogen, fosfor, dan kalium merupakan nutrien utama yang dibutuhkan tanaman untuk pertumbuhannya. Nutrien sekunder lainnya seperti sulfur dan kalsium, serta mikronutrien seperti boron, juga penting tetapi dibutuhkan dalam jumlah yang lebih kecil.

Close-up image of green seedlings sprouting from the soil with an illustrative overlay of various elements and molecules instrumental for plant growth.

Mengapa menganalisis komposisi pupuk?

Memilih komposisi pupuk yang ideal sangat penting untuk pertumbuhan tanaman yang optimal. Jika tidak, tanaman dapat mengalami kekurangan nutrisi. Namun, pemberian nutrien yang berlebihan juga dapat merugikan, misalnya menyebabkan “pupuk terbakar” (fertilizer burn).

Penyebaran pupuk yang berlebihan sekaligus dapat mencemari lingkungan. Oleh karena itu, produsen pupuk wajib mencantumkan jumlah nutrien yang terkandung dalam produknya. Berbagai standar dari ISO, EN, dan AOAC tersedia untuk penentuan nutrien ini secara terstandarisasi.

Titrasi termometrik untuk analisis pupuk

Secara tradisional, nutrien utama dalam pupuk ditentukan melalui metode analisis seperti gravimetri, fotometri, atau ICP-OES (Inductively Coupled Plasma – Optical Emission Spectroscopy). Metode-metode ini memerlukan persiapan sampel yang memakan waktu atau penggunaan peralatan analisis yang mahal.

Titrasi termometrik merupakan alternatif yang hemat biaya dan menghemat waktu untuk analisis kalium, fosfor, sulfur, nitrogen amonia, dan urea.

Menggunakan titrasi termometrik

to analyze fertilizer composition has several benefits:

Analisis beberapa parameter dengan satu perangkat dan satu sensor
Kemungkinan otomatisasi untuk menganalisis banyak sampel dalam satu hari
Hasil cepat untuk setiap parameter dengan waktu titrasi kurang dari lima menit

Apa itu titrasi termometrik?

Titrasi termometrik (TET) didasarkan pada prinsip perubahan entalpi. Setiap reaksi kimia berkaitan dengan perubahan entalpi yang pada akhirnya menyebabkan perubahan suhu. Perubahan suhu selama proses titrasi dapat diukur menggunakan termistor yang sangat sensitif, seperti dThermoprobe, untuk menentukan titik akhir titrasi.

Jika Anda ingin membaca lebih lanjut tentang prinsip dasar titrasi termometrik, silakan lihat postingan blog kami..

Blog: Titrasi termometrik – bagian yang selama ini hilang dari keseluruhan solusi

Bagaimana analisis dilakukan?

Bagian ini menjelaskan cara menganalisis berbagai makronutrien dalam pupuk menggunakan titrasi termometrik.

OMNIS, OMNIS titrator, OMNIS rod stirrer, titration, thermometric titration, TET, digital thermoprobe, thermoprobe, oil samples

OMNIS Titrator equipped with the dThermoprobe for thermometric titration.

Thermometric titration curve of the phosphate determination in an NPK fertilizer, resulting in a single, well-defined exothermic endpoint (green = titration curve, orange = second derivative showing the endpoint).

Figure 1. Thermometric titration curve of the phosphate determination in an NPK fertilizer, resulting in a single, well-defined exothermic endpoint (green = titration curve, orange = second derivative showing the endpoint).

Fosfor merupakan makronutrien penting untuk proses fotosintesis dan pertumbuhan tanaman yang optimal. Nutrien ini memberikan energi bagi tanaman untuk menyerap nutrien lain dari tanah. Secara historis, kandungan total fosfor ditentukan melalui analisis gravimetri. Sebagai alternatif, analisis spektrofotometri atau ICP-OES juga dapat digunakan untuk penentuan tersebut. Namun, semua metode ini memerlukan tahap persiapan sampel yang memakan waktu atau kalibrasi rutin.

Titrasi termometrik untuk fosfor didasarkan pada metode gravimetri, tetapi menghilangkan kebutuhan waktu pengeringan yang lama untuk mencapai berat konstan. Sejumlah aliquot sampel yang sesuai dimasukkan ke dalam bejana titrasi, kemudian ditambahkan 5 mL buffer pH 10 (amonium klorida/amonia) serta 5 mL larutan oksalat (untuk mengendapkan kalsium yang dapat mengganggu). Larutan kemudian diencerkan hingga 30 mL dengan air deionisasi dan dititrasi menggunakan larutan titran magnesium nitrat hingga melewati titik akhir eksotermik (Gambar 1).

Untuk informasi lebih rinci mengenai titrasi termometrik fosfor dalam pupuk, silakan baca dokumen aplikasi gratis kami di sini.

AB-316: Penentuan asam fosfat dalam pupuk cair dengan titrasi termometrik

AB-314: Penentuan total fosfat dalam asam fosfat dan pupuk fosfat dengan titrasi termometrik

AN-H-035: Fosfat dalam pupuk – Penentuan cepat dan andal dengan titrasi termometrik

Thermometric titration curve of ammoniacal nitrogen and urea determination in an NPK fertilizer, resulting in two exothermic endpoints (green = titration curve, orange = second derivative showing the endpoints). The first endpoint (EP1, left) corresponds to ammonia and the second one (EP2, right) belongs to urea.

Figure 2. Thermometric titration curve of ammoniacal nitrogen and urea determination in an NPK fertilizer, resulting in two exothermic endpoints (green = titration curve, orange = second derivative showing the endpoints). The first endpoint (EP1, left) corresponds to ammonia and the second one (EP2, right) belongs to urea.

Makronutrien nitrogen sangat penting karena merupakan komponen asam amino (penyusun protein) dan asam nukleat (DNA dan RNA). Dalam pupuk anorganik, nitrogen biasanya terdapat dalam bentuk amonium, nitrat, atau urea. Amonia umumnya ditentukan setelah distilasi basa melalui titrasi balik asam-basa. Spesies nitrogen lainnya sering kali terlebih dahulu diubah menjadi amonia melalui proses digesti sebelum dianalisis.

Pada titrasi termometrik, digunakan pendekatan yang berbeda. Ion amonium serta urea bereaksi secara eksotermik dengan hipoklorit dalam reaksi redoks. Reaksi ini semakin dikatalisis dengan adanya ion bromida dalam larutan yang sedikit bersifat basa.

Untuk menganalisis nitrogen amonia dan urea dengan TET, sejumlah aliquot sampel yang sesuai dimasukkan ke dalam bejana titrasi, kemudian ditambahkan 10 mL larutan bromida/bikarbonat. Larutan selanjutnya diencerkan hingga 50 mL dengan air deionisasi dan dititrasi dengan hipoklorit hingga melewati titik akhir eksotermik (Gambar 2).

Informasi lebih rinci mengenai titrasi termometrik untuk amonium dan urea dapat ditemukan dalam Catatan Aplikasi berikut.

AN-H-071: Penentuan ion amonium dengan titrasi menggunakan hipoklorit

AN-H-146: Nitrogen amonium dan urea dalam pupuk NPK – Penentuan cepat dan simultan kedua komponen dengan titrasi termometrik

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang asal-usul pupuk industri, baca tentang proses Haber-Bosch dalam seri blog kami mengenai sejarah kimia

Blog: Sejarah Kimia – Bagian 4

Thermometric titration curve of potassium determination in an NPK fertilizer, resulting in a single, well-defined exothermic endpoint (green = titration curve, orange = second derivative showing the endpoint).

Figure 3. Thermometric titration curve of potassium determination in an NPK fertilizer, resulting in a single, well-defined exothermic endpoint (green = titration curve, orange = second derivative showing the endpoint).

Kalium merupakan makronutrien penting bagi tanaman. Nutrien ini mengatur keseimbangan air tanaman dan membuatnya lebih tahan terhadap kekeringan. Secara historis, kandungan kalium ditentukan melalui analisis gravimetri. Baru-baru ini, ICP-OES juga digunakan untuk penentuan ini, namun peralatannya sangat mahal.

Titrasi termometrik untuk kalium didasarkan pada pengendapan kalium dengan natrium tetrafenilborat (STPB). Metode ini merupakan titrasi yang cepat, karena itu telah diadopsi dalam berbagai standar Tiongkok untuk pupuk (HG/T 2321 untuk kalium dihidrogen fosfat, GB/T 20784 untuk kalium nitrat, dan GB/T 37918 untuk kalium klorida).

Sejumlah aliquot sampel yang sesuai ditambahkan ke dalam bejana titrasi. Larutan kemudian diencerkan hingga 30 mL dengan air deionisasi dan dititrasi menggunakan STPB hingga melewati titik akhir eksotermik (Gambar 3).

Untuk informasi lebih rinci mengenai titrasi termometrik kalium dalam pupuk, baca Application Note berikut:

AN-H-147: Kalium dalam pupuk – Penentuan cepat dan andal dengan titrasi termometrik

AN-H-148: Kalium dalam garam kalium (potash) – Penentuan cepat dan ekonomis dengan titrasi termometrik in potash

Thermometric titration curve of sulfate determination in an NPK fertilizer spiked with a known amount of sulfuric acid for better endpoint recognition. This results in a single, well-defined exothermic endpoint (green = titration curve, orange = second derivative showing the endpoint).

Figure 4. Thermometric titration curve of sulfate determination in an NPK fertilizer spiked with a known amount of sulfuric acid for better endpoint recognition. This results in a single, well-defined exothermic endpoint (green = titration curve, orange = second derivative showing the endpoint).

Sulfur merupakan makronutrien sekunder bagi tanaman. Unsur ini berperan penting dalam pertumbuhan kloroplas serta bertindak sebagai katalis dalam penyerapan nitrogen. Sulfur biasanya diberikan dalam bentuk sulfat. Asam sulfat juga memengaruhi proses produksi asam fosfat basah, sehingga pengetahuan tentang kadarnya sangat penting.

Secara konvensional, sulfur ditentukan dengan metode gravimetri. Reaksi pengendapan yang sama dengan barium juga digunakan dalam titrasi termometrik, tetapi tanpa memerlukan waktu pengeringan yang lama hingga mencapai berat konstan.

Untuk analisis, sejumlah aliquot sampel yang sesuai dimasukkan ke dalam bejana titrasi dan diasamkan (jika diperlukan). Larutan kemudian diencerkan hingga 30 mL dengan air deionisasi dan dititrasi menggunakan barium klorida hingga melewati titik akhir eksotermik (Gambar 4). Untuk meningkatkan sensitivitas metode, sampel dapat ditambahkan (spiking) dengan larutan standar asam sulfat.

Informasi lebih rinci mengenai titrasi termometrik untuk sulfur dapat ditemukan dalam dokumen aplikasi berikut.

AB-307: Penentuan sulfat dalam pupuk fosfat granular dengan titrasi termometrik

AB-308: Penentuan sulfat dalam asam fosfat (sampel pupuk cair) dengan titrasi termometrik

AN-H-116: Penentuan sulfat dalam asam fosfat melalui penambahan standar asam sulfat

AN-H-145: Sulfat dalam pupuk – Penentuan cepat dan andal dengan titrasi termometrikin fertilizers

Kesimpulan

Titrasi termometrik merupakan metode analisis yang hemat biaya tanpa memerlukan perawatan atau kalibrasi sensor. Metode ini memberikan solusi yang cepat dan andal untuk penentuan berbagai analit dalam pupuk. Hubungi perwakilan Metrohm setempat Anda untuk mengetahui lebih lanjut tentang titrasi termometrik dan potensinya dalam mengatasi tantangan aplikasi Anda.

Informasi Tambahan

Brosur: Thermometric Titration dengan OMNIS

On-demand webinar: Thermometric titration

Analisis multiparameter pada pupuk: Cepat dan mudah melalui titrasi termometrik

Pupuk dengan berbagai komposisi nutrien tersedia untuk memenuhi kebutuhan unik dari berbagai jenis tanah. Informasi mengenai komposisi pupuk (misalnya total nitrogen, fosfor, dan kalium) tersedia untuk membantu memilih pupuk yang paling sesuai untuk suatu jenis tanah tertentu. Secara konvensional, komponen-komponen ini ditentukan melalui metode gravimetri (misalnya untuk fosfor, kalium, atau sulfat) atau dengan ICP-OES (misalnya untuk fosfor atau kalium). Metode-metode ini memiliki kekurangan berupa waktu analisis yang lama serta persiapan sampel yang rumit (pada gravimetri), atau memerlukan peralatan mahal dengan biaya operasional tinggi (pada ICP-OES). Makalah ini menjelaskan bagaimana titrasi termometrik merupakan metode alternatif yang cepat dan hemat biaya untuk memberikan informasi mengenai kandungan berbagai nutrien dalam berbagai jenis pupuk.

Penulis

Dr. Mona Wagner

Application Specialist Titration
Metrohm International Headquarters, Herisau, Switzerland

Contact

Lucia Meier

Technical Editor
Metrohm International Headquarters, Herisau, Switzerland

Contact

OMNIS Titrator with magnetic stirrer, without function license

2.1001.0020

Innovative, modular potentiometric OMNIS Titrator for stand-alone operation or as the core of an OMNIS titration system. Thanks to 3S Liquid Adapter technology, handling chemicals is more secure than ever before. The titrator can be freely configured with measuring modules and cylinder units and can have a stirrer added as needed. Thanks to various software function licenses, various measuring modes and functionalities are possible. Control via PC or local network; Connection option for up to four additional titration or dosing modules for additional applications or auxiliary solutions; Connection option for one rod stirrer; Various cylinder sizes available: 5, 10, 20 or 50 mL; Liquid Adapter with 3S technology: Secure handling of chemicals, automatic transfer of the original reagent data of the manufacturerMeasuring modes and software options:; Endpoint titration: "Basic" function license; Endpoint and equivalence point titration (monotonic/dynamic): "Advanced" function license; Endpoint and equivalence point titration (monotonic/dynamic) with parallel titration: "Professional" function license;

dThermoprobe

6.01117.300

High-sensitivity digital temperature sensor for thermometric titration with OMNIS.The Thermoprobe has a short response time and a high resolution, which enables precise recording of even the smallest temperature changes.This sensor can be used in aqueous and nonaqueous solutions which do not contain any HF, for determinations such as:Acid number (TAN) in accordance with ASTM D8045; Total base number (TBN); Free fatty acids; Ca/Mg determination; Phosphate;

Cylinder unit OMNIS special, 10 mL

6.03004.210

Intelligent 10 mL cylinder unit for one OMNIS Titrator, Titration Module or Dosing Module. This cylinder unit is especially recommended for the following solutions:Aqueous alkaline solutions; Titrant 5; Silver nitrate solutions; Nonaqueous alkaline solutions; Permanganate solutions; EDTA solutions; Includes dosing tubing and antidiffusion tip.

Function license Thermometric Titrator

6.06001.930

Function license "Thermometric Titrator" for the OMNIS TitratorContains the function modesThermometric Titration (TET); MEAS U/T/pH; Liquid Handling; Titration only with internal buret of an OMNIS Titrator;

2 / 4