Apakah yang menyebabkan amonia larut dalam air?

monia merupakan polutan A atmosfer yang penting yang mempunyai peran kunci dalam beberapa masalah pencemaran udara. Amonia dalam bentuk gas berhubungan erat dengan kehadiran amonium di atmosfer, yang pada gilirannya amonium ini bertindak sebagi agen penetral di atmosfer dan juga b e rko n trib u s i te rh a da p m a s a la h pengasaman atmosfer. Sumber utama amonia berasal dari limbah hewan, pupuk dan beberapa kegiatan industri.

Keberadaan gas ammonia di atmosfer mempunyai peranan sebagai agen penetral terhadap masalah pengasaman atmosfer. Amonia dapat mengalami konversi menjadi ion ammonium di atmosfer pada tingkat kecepatan reaksi sekitar 30% per jam dalam air hujan. Ion ammonium memiliki faktor netralisasi atau NFs dalam deposisi basah yang mengindikasikan bahwa ammonia mempunyai kemampuan untuk menetralkan hujan asam. Ammonia tidak hanya mempengaruhi nilai keasaman hujan, tetapi juga dapat menghasilkan NH4NO2, NH4HSO4 dan [NH4]2SO4 melalui serangkaian interaksi multi fase kompleks dengan SO2 dan Nox. Siklus amonia di atmosfer tidak terlepas dengan siklus nitrogen, saling berkaitan satu sama lain. Pada gambar 1 dibawah ini dapat terlihat ilustrasi mengenai perjalanan amonia di atmosfer. Penting untuk membedakan dengan cermat antara yang tersisa sebagai gas amonia dan yang berubah menjadi ion amonium. Hal ini berhubungan dengan reaksinya nanti dengan ion sulfat, nitrat dan klor. Tanah mengemisikan amonia ke atmosfer dengan

efek difusi ke atas oleh turbulensi atmosfer dan sisa aliran deposisi kembalinya di atas permukaan pada konsentrasi yang lebih rendah. Konsentrasi amonium nitrat

bertambah dengan ketinggian, sementara amonia

menurun dengan ketinggian, hal ini berkaitan dengan

reaksi amonia dan uap asam nitrat. Kecepatan perubahan amonia menjadi amonium tergantung dari konsentrasi jenis asam yang ada di atmosfer. Reaksi dengan radikal OH

juga mengurangi konsentrasi amonia, tetapi hanya dalam

kecepatan yang signifikan. Dengan demikian, jumlah amonia yang dipancarkan ke atmosfer tidak hanya tergantung pada turbulensi, tetapi juga tergantung kepada sejauh mana massa udara tercemar dan

terasamkan.

Ada beberapa reaksi penting amonia baik dia atmosfer maupun setelah terdeposisi di tanah. Reaksi ini menggambarkan bagaimana amonia dapat menetralkan asam-asam yang terdapat di atmosfer.

a. Reaksi amonia dengan air

Amonia sangat larut di dalam air, reaksi dengan H2O mengubah amonia menjadi ion amonium. Ion amonium ini yang nantinya berperan dalam

penetralan hujan asam. Reaksi yang terjadi adalah

sebagai berikut :

+ - (NH ) + H O ↔ NH + OH 3 aq 2 4 -5 o Kb = 1.774 × 10 pada 25 C

b. Reaksi amonia dengan sulfat, nitrat dan chlor Amonia bereaksi dengan jenis asam-asam atmosfer,

seperti asam sulfat, asam nitrat dan asam klorida.

Reaksi ini membentuk aerosol amonium, misalnya amonium bisulfate, amonium sulfat, amonium nitrat dan amonium klorida. NH + HNO ↔ NH4NO 3 3 3 NH + H SO → NH4SO 3 2 4 4 NH + HCl → NH Cl 3 4

Amonium sulfat dan nitrat merupakan konstituen penting pada PM 2, 5 (partikulat udara) dan berkonstribusi secara signifikan terhadap penurunan visibilitas dan mempengaruhi pula terhadap kesehatan manusia. Gas amonia dan senyawa amonium diendapkan dari udara oleh deposisi basah dan kering yang akan meningkatkan masukan N dan dapat menyebabkan eutrofikasi daratan dan perairan ekosistem.

Pertumbuhan partikel aerosol ammonia dan asam sulfat tergantung dari nilai rasio molekul amonia dan asam sulfat, juga tergantung pada tren kelembaban di atmosfer. Partikel amonium sulfat dapat berbentuk padat, cair atau bahkan padat-cair

c. Reaksi amonia dengan nitrogen oksida

CH C(=O)ONO + 2NH + H O → NH CH CO + 3 2 3 2 4 3 2 NH NO + 2O 4 2 2

d. Reaksi amonia dengan karbon dioksida Reaksi amonia dengan karbon dioksida membentuk tiga jenis asam karbon yang bersifat sebagai asam lemah, yaitu amonium bikarbonat, amonium karbonat dan amonium karbamat.

+ - NH + CO + H O ↔ NH + HCO 3 2 2 4 3 + - + 2- NH + NH + HCO ↔ 2(NH4) + CO 3 4 3 3 - - NH + HCO ↔ NH COO + H2O 3 3 2 Mengingat rendahnya konsentrasi ozon di atmosfer (80 ppb), ozon dapat dianggap sebagi sink untuk ammonia.

2NH + 4O → NH NO + 4O + H O 3 3 4 3 2 2

f. Reaksi amonia dengan hidroksil Kira-kira hampir 10% amonia di atmosfer bereaksi dengan hidroksil, membentuk radikal amida. Reaksi ini terjadi pada pH tinggi. Amonia bereaksi relatif lambat dengan radikal OH, dengan waktu tinggal rat-rata 34 hari jika radikal OH merupakan satu-satunya sumber penghilangan ammonia.

OH + NH → H O + ∙NH 3 2 2

Dalam kombinasi dengan aerosol lain seperti SO42-, NH4+ memiliki dampak jangka panjang yang luas. Lebih penting dari kemampuannya dalam menetralkan keasaman, karena NH4+ dapat diubah menjadi asam oleh aktivitas mikroba dalam tanah melalui reaksi kimia berikut :

+ - + NH + 2O → NO + H O + 2H 4 2 3 2

Hal ini disebut dengan proses reacidification. 1 mol NH₄⁺ dapat mengakibatkan pelepasan 2 mol H⁺. Oleh karena itu penting untuk memperhatikan transformasi kimia amonium setelah pengendapan. Reaksi deposisi amonium yang terjadi setelah terdeposisi ke tanah, yaitu :

e. Reaksi amonia dengan ozon Amonia dapat bereaksi dengan ozon menghasilkan aerosol amonium nitrat. Reaksi ini terjadi sangat cepat ketika konsentrasi amonia cukup tinggi. + + 2- 2- Nh + H + SO → 2H + SO 4 4 4 + + 2- 3- + 2- NH + H . SO → NO + 3H + SO 4 4 4

Asri Indrawati Peneliti PSTA LAPAN