oseanografi

Asam nitraut

Senyawa kimia asam nitrat (HNO₃) adalah sejenis cairan korosif yang tak berwarna, dan merupakan asam beracun yang dapat menyebabkan luka bakar. Larutan asam nitrat dengan kandungan asam nitrat lebih dari 86% disebut sebagai asam nitrat berasap, dan dapat dibagi menjadi dua jenis asam, yaitu asam nitrat berasap putih dan asam nitrat berasap merah.

Unsur nitrogen (N) dan fosfor (P) merupakan unsur hara (nutrisi) yang diperlukan oleh flora (tumbuhan laut) untuk

pertumbuhan dan perkembangan hidupnya. Unsur-unsur tersebut ada dalam bentuk nitrat (NO3) dan fosfat (PO4).

Unsur-unsur kimia ini bersama-sama dengan unsur-unsur lainnya seperti belerang (S), kalium (K) dan karbon (C)

disebut juga unsur hara (nutrien). Zat-zat hara ini dibutuhkan oleh fitoplankton maupun tanaman yang hidup di laut

untuk pertumbuhannya. Fitoplankton selanjutnya akan dimakan oleh zooplankton (fauna kecil yang hidup di permukaan

air), zooplankton dan tanaman akan dimakan oleh ikan-ikan kecil, ikan-ikan kecil akan dimakan oleh ikan besar dan

demikian seterusnya [1]. Tanaman dan binatang yang hidup di laut akan mati dan tenggelam ke dasar

perairan, selanjutnya akan membusuk dan nutrien yang ada di tubuhnya akan kembali ke dalam air, sehingga dasar

perairan lebih kaya akan nutrien dibandingkan dengan permukaan. Upwelling adalah gerakan vertikal/ hampir vertikal

atau penaikan massa air di bawah permukaan ke permukaan. Upwelling merupakan proses yang penting untuk

mengembalikan zat-zat hara dari lapisan air dekat dasar ke daerah permukaan, oleh karena itu daerah di mana terjadiproses upwelling akan sangat kaya akan nutrien, sehingga plankton melimpah, dan ikan-ikan akan berkumpul di daerah

itu, sehingga daerah upwelling merupakan daerah yang sangat baik untuk usaha penangkapan ikan. Tulisan ini mengkaji

fluktuasi kadar zat hara fosfat dan nitrat selama proses upwelling di laut Banda.

Sifat-sifat asam

Sebagai mana asam pada umumnya, asam nitrat bereaksi dengan alkali, oksida basa, dan karbonat untuk membentuk garam, seperti amonium nitrat. Karena memiliki sifat mengoksidasi, asam nitrat pada umumnya tidak menyumbangkan protonnya (yakni, ia tidak membebaskan hidrogen) pada reaksi dengan logam dan garam yang dihasilkan biasanya berada dalam keadaan teroksidasi yang lebih tinggi.Karenanya, perkaratan (korosi) tingkat berat bisa terjadi. Perkaratan bisa dicegah dengan penggunaan logam ataupun aloi anti karat yang tepat.
Asam nitrat memiliki tetapan disosiasi asam (pK_a) 1,4: dalam larutan akuatik, asam nitrat hampir sepenuhnya (93% pada 0.1 mol/L) terionisasi menjadi ion nitrat NO₃ dan proton terhidrasi yang dikenal sebagai ion hidronium, H₃O⁺.
HNO₃ + H₂O → H₃O⁺ + NO₃^-

Sifat-sifat oksidasi

Reaksi dengan logam

Sebagai sebuah oksidator yang kuat, asam nitrat bereaksi dengan hebat dengan sebagian besar bahan-bahan organik dan reaksinya dapat bersifat eksplosif. Produk akhirnya bisa bervariasi tergantung pada konsentrasi asam, suhu, serta reduktor. Reaksi dapat terjadi dengan semua logam kecuali deret logam mulia dan aloi tertentu. Karakteristik ini membuat asam nitrat menjadi agen yang umumnya digunakan dalam uji asam. Sebagai kaidah yang umum, reaksi oksidasi utamanya terjadi dengan asam pekat, memfavoritkan pembentukan nitrogen dioksida (NO₂).
Cu + 4H⁺ + 2NO₃^- → Cu⁺² + 2NO₂ + 2H₂O
Sifat-sifat asam cenderung mendominasi pada asam nitrat encer, diikuti dengan pembentukan nitrogen oksida (NO) yang lebih diutamakan.
3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
Karena asam nitrat merupakan oksidator, hidrogen (H₂) jarang terbentuk. Hanya magnesium (Mg), mangan (Mn), dan kalsium (Ca) yang bereaksi dengan asam nitrat dingin dan encer yang dapat menghasilkan hidrogen:
Mg_(s) + 2HNO_3(aq) → Mg(NO₃)_2(aq) + H_2(g)
Asam nitrat mampu menyerang dan melarutkan semua logam yang ada pada tabel periodik, kecuali emas dan platina.

Pemasifan

Kendati kromium (Cr), besi (Fe), dan aluminium (Al) akan terlarut dalam asam nitrat yang encer, asam pekat akan membentuk sebuah lapisan logam oksida yang melindungi logam dari oksidasi lebih lanjut. Hal ini disebut dengan pemasifan. Konsentrasi pemasifan yang umum berkisar dari 18% sampai 22% berat.

Reaksi dengan non-logam

Ketika asam nitrat bereaksi dengan berbagai unsur non-logam, terkecuali silikon serta halogen, biasanya ia akan mengoksidasi non-logam tersebut ke keadaan oksidasi tertinggi dengan asam nitrat menjadi nitrogen dioksida untuk asam pekat dan nitrogen monoksida untuk asam encer.
C + 4HNO₃ → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O
Ataupun
3C + 4HNO₃ → 3CO₂ + 4NO + 2H₂O

Bila yang diungkapkan oleh Wyrtky [6] ini benar maka dapat dimengerti mengapa kadar zat hara fosfat pada bulan

Agustus lebih tinggi dari bulan-bulan yang lain. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa bulan atau musim

berpengaruh terhadap kadar fosfat (Fh > Ft 1%) (Tabel 2).

Keadaan yang sebaliknya dijumpai untuk stasiun, di mana hasil analisis statistik tidak menunjukkan adanya pengaruh

posisi stasiun terhadap kadar fosfat (Fh < Ft) (Tabel 2). Hal ini berarti bahwa kondisi perairan pada saat itu relatif

homogen, sehingga tidak terdapat perbedaan yang signifikan antar stasiun pengamatan. Uji Beda Nyata Jujur (BNJ)

menunjukkan bahwa bulan yang paling berpengaruh terhadap kadar fosfat adalah bulan Agustus pada tingkat

kepercayaan 5% (Tabel 3).

Berdasarkan kenyataan ini dapat dikatakan bahwa puncak upwelling di Laut Banda terjadi pada bulan Agustus (musim

timur). Namun bila dikaji lebih lanjut seperti apa yang diungkapkan oleh Nontji [5] bahwa upwelling mencapai

puncaknya pada bulan November, terlihat di sini ada dua pendapat yang berbeda. Dengan demikian dapat pula

dikatakan bahwa puncak dari upwelling belum dapat ditentukan secara tepat dan pasti.

Bila dikaji dari kondisi iklim yang akhir-akhir ini sering tidak menentu dan berubah-ubah, maka kemungkinan terjadinya

perubahan waktu upwelling dapat saja terjadi, mengingat upwelling sangat dipengaruhi oleh kondisi iklim. Jika dikaji

pula dari kedalaman, terlihat bahwa kadar fosfat cenderung meningkat dengan bertambahnya ke dalam laut (Tabel 4).

Dari Tabel 4 terlihat kadar fosfat rata-rata pada ke dalam 50 m berkisar antara 1.076 – 2.198 􀁭g.at/l. Kadar ini lebih

tinggi dibandingkan dengan lapisan permukaan yang kadar fosfatnya berkisar antara 0.766 – 1.492 􀁭g.at/l. Keadaan ini

disebabkan karena dasar perairan umumnya kaya akan zat hara, baik yang berasal dari dekomposisi sedimen

maupun senyawa-senyawa organik yang berasal dari jasad flora dan fauna yang mati. Adanya kadar fosfat yang rendah

dan tinggi pada kedalaman-kedalaman tertentu dapat disebabkan oleh berbagai faktor, antara lain adanya arus laut pada

kedalaman tersebut yang membawa fosfat dan kelimpahan fitoplankton. Hubungan antara kelimpahan fitoplankton

dengan zat hara telah banyak diungkapkan oleh Koesoebiono [8]. Dengan adanya proses upwelling, maka semua fosfat

yang ada di dasar perairan akan terangkat naik ke permukaan, sehingga lapisan permukaan menjadi subur akibat

terjadinya pengayaan (eutrofikasi) zat hara ini.