Penentuan Nikel Dalam Nickel Ore

Prinsip Analisis

Sample bijih nikel kering/dry berukuran – 200 mesh (- 75µm) yang telah dilarutkan dengan asam kuat dan silikat nya telah dihilangkan dengan asam fluoride diendapkan dengan dimethyl glyoxime dalam suasana basa dan panas. Endapan Ni-Glyoxime dilarutkan kembali dengan larutan asam dan panas. Ion nikel yang terbentuk dititrasi dengan indikator murexide membentuk kompleks Ni-EDTA dalam suasana basa.


Peralatan

1. Porcelain Crucible
2. Erlenmeyer 500 ml dan 300 ml
3. Measuring Glass 25 ml dan 100 ml
4. Labu Semprot
5. Filter Paper No. 41 dia. 12.5 cm
6. Analytical Balance, kapasitas 200 ± 0,1 mg.
7. Beaker Glass 250 dan 500 ml
8. Beaker PTFE 100 ml
9. Kaca Arloji
10. Oven
11. Funnel
12. Hot Plate
13. Burrete 50 ml
14. Standing Burrete
15. Gegep
16. Lacmus Paper
17. Desicator

Reagen

1. Tartaric Acid Solution 25 % (C₄H₆O₆)
Ditimbang 250 gr Tartaric acid dan larutkan dengan aquadest menjadi 1,000 ml.

2. Dimethyl Glyoxime 2 % (C₄H₅N₂O₂)
Ditimbang 20 gr Dimethyl Glyoxime dan larutkan dengan ethanol absolute sampai 1,000 ml.

3. EDTA Standard Solution 0.025 M
Ditimbang 9,306 gr EDTA dalam beaker glass 250 ml dan larutkan dengan aquadest. Masukkan dalam measuring flask 1,000 ml dan himpitkan dengan aquadest sampai tanda batas dan dikocok hingga homogen.

4. Amonia Solution (NH₄OH) 1:1

5. Nitric Acid Solution (HNO₃) 1:1 Panas

6. Hydrochloric Acid Solution (HCl) 1:9 Panas

7. Hydrochloric Acid (HCl) concentrate

8. Amonia (NH₄OH) concentrate

9. Nitric Acid (HNO₃) concentrate

10. Hydrofluoric acid (HF) concentrate

11. Perchloric acid (HClO₄) concentrate


Prosedur Analisis

1. Penentuan Faktor Larutan standar EDTA 0,025 M

1.1. Pembuatan Larutan standar Ni 1 mg/ml

1. Ditimbang ± 1,0000 gr standar nikel dalam gelas piala 250 ml.

2. Tambahkan 20 ml HNO₃ (p) larutkan diatas hotplate pada suhu 300°C hingga Volume larutan lebih kurang 5 ml.

3. Dinginkan lalu pindahkan ke dalam labu ukur 1 liter (saring no.41) dan himpitkan hingga tanda garis.

4. Kocok hingga homogen

1.2. Penentuan Faktor Larutan Standar EDTA 0,025 M

1. Pipet 20 ml Larutan Standar Ni 1 mg/ml (Larutan No. 1.1.) ke dalam Erlenmeyer 300 ml.

2. Tambahkan 2,5 ml asam tartaric 25% dan kertas lakmus asam 5 x 5 mm. Basakan dengan NH₄OH (p) (lakmus berubah dari merah ke biru ).

3. Tambahkan aquadest hingga volume lebih kurang 100 ml.

4. Tambahkan lebh kurang 0,01 gr indicator murexide dan 5 ml NH₄OH (1:1).

5. Titrasi dengan larutan EDTA 0,025 M sampai terjadi perubahan warna dari Orange ke ungu.

2. Penentuan Kandungan Nikel.

1. Timbang sample sebanyak 1 gr ketelitian 0.1 mg dan masukkan ke dalam beaker PTFE. Basahi dengan sedikit aquadest.

2. Tambahkan 10 ml HCl pekat, 5 ml HNO₃ pekat, 30 ml HClO₄ pekat dan 2 ml HF pekat. Panaskan di atas hot plate suhu 300 ºC hingga volume 5 ml atau hampir kering (Uap putih akan keluar dan hati-hati, jangan sampai hangus).

3. Tambahkan 20 ml HCl 1:9 dan 50 ml aquadest untuk melarutkan garam-garam nitrat dan klorida yang terbentuk.

4. Saring dengan kertas saring Whatman No. 41 ke dalam erlenmeyer 500 ml dan bilas dengan HCl 1:9 sebanyak 3 kali (untuk meyakinkan melarutnya garam-garam klorida dan nitrat) dan aquadest panas 4 kali hingga bersih.

5. Filtrat ditambahkan 25 ml tartaric acid 25 % dan aquadest sampai volume 300 ml.

6. Tambahkan beberapa tetes indikator BTB 0.1 % hingga kekuningan.

7. Netralkan larutan dengan NH₄OH 1:1 hingga terjadi perubahan warna kehijauan (kondisi larutan dalam keadaan basa), dan tambahkan kembali 5 ml NH₄4OH 1:1.

8. Panaskan di atas hot plate hingga hampir mendidih (suhu ± 70ºC).

9. Sambil dipanaskan, larutan ditambahkan 35 ml larutan dimethyl Glyoxime 2 % sedikit demi sedikit sambil di aduk untuk mengendapkan nikel sehingga terbentuk Nikel Glyoxime.

10. Diamkan di atas hotplate selama 10 menit (larutan di jaga, jangan sampai mendidih atau suhu ± 70ºC).

11. Dinginkan di temperature ruang atau air yang mengalir selama 2 jam untuk membentuk endapan yang sempurna (bulky).

12. Saring dengan kertas saring No. 41, cuci bersih dengan aquadest dalam suasana basa (500 ml aquadest dan 2 ml NH₄OH pekat). Terakhir bilas dengan air panas (bebas nitrat dan klorida).

13. Endapan, filter paper, dan funnel (corong) dipindahkan ke erlenmeyer, dan endapan dilarutkan kembali dengan HNO₃ 1:1 panas sebanyak 3 kali. Bilas dengan aquadest panas hingga bersih.

14. Larutan nikel diuapkan di atas hot plate suhu 300ºC hingga volume 5 ml dan tambahkan aquadest hingga volume 30 ml lalu didinginkan.

15. Tambahkan 1 ml tartaric acid 25 % dan basa kan dengan NH₄OH 1:1 hingga larutan berwarna kehijauan.

16. Tambahkan 10 ml NH₄OH 1:1 dan encerkan dengan aquadest sampai kira-kira 100 ml.

17. Larutan ditambahkan kira-kira 0.1 gr indikator murexide dan dititrasi dengan larutan standard EDTA 0.025 sampai terjadi perubahan warna dari Orange ke Ungu.

PERHITUNGAN

1. Perhitungan Penentuan Faktor Larutan Standar EDTA 0,025 M

Dimana :
F = Faktor EDTA 0,025 M dengan standar Ni 1 mg/ml.
Y = Vol Larutan standar Ni 1 mg/ml.
W = Berat standar nikel (gr).
X = Kemurnian standar Ni 1 mg/ml.
V = Vol. standar EDTA 0,025 M sebagai penitar

2. Perhitungan Kandungan Nikel dalam Bijih Nikel

Dimana :
F = Factor EDTA 0,025 M standar Ni 1 mg/ml
V = Volume penitaran EDTA 0,025 M
W = Berat sample ( mg )

3. Konversi Kandungan Nikel terhadap Moisture dalam Sample Analitik

Dimana :
M = Kandungan Moisture dalam sample analitik
Ni = Prosentase Ni pada No. 2.

Referensi
JIS M 8126:1994. Ores - Methods for Determination of Nickel.

Penentuan Total Besi (Fe) dalam Nickel Ore

PRINSIP

Sample bijih nikel kering/dry berukuran – 200 mesh (- 75µm) dilarutkan dan di oksidasi dengan aqua regia. Larutan disaring dan direduksi dengan SnCl2, besi (II) yang terbentuk dititrasi oleh K2Cr2O7 dalam suasana asam.

PERALATAN

Erlenmeyer 250 ml
Burrete 50 ml
Standing Burrete
Measuring Flask 250 ml
Measuring Glass 25 ml
Labu Semprot
Hot Plate

PEREAKSI

Hydrochloric Acid (HCl) concentrate

Larutan HCl 1:1

Larutan SnCl2 10 %; Serbuk SnCl2 sebanyak 10 gram dilarutkan dalam 20 ml HCl pekat dan di encerkan dengan aquadest sampai 100 ml.

Larutan HgCl2 5% ;Serbuk HgCl2 sebanyak 25 gram dilarutkan oleh HCl 1:1 hingga larut di dalam beaker glass 600 ml. Encerkan dengan aquadest sampai 500 ml.

Larutan Mixed Acid; 3 ml H2SO4 (p) : 3 ml H3PO4 (p) : 14 ml H2O

Indikator Barium/sodium Diphenilamine Sulfonate (BDS) 0,2 %; Sebanyak 0,1 gr BDS dilarutkan dengan aquadest sampai 50 ml.

Larutan Standard Kalium Dichromate (K2Cr2O7) 0,05 N; Ditimbang dengan tepat sebanyak 2,4520 gr serbuk k2Cr2O7, dan di masukkan ke dalam labu ukur 1000 ml. Himpitkan dengan aquadest hingga tanda batas.

PROSEDUR KERJA

1. Persiapan Larutan Induk A

a. Ditimbang ± 0,5000 gr sample dan di masukkan ke dalam beaker glass 250 ml. Basahi dengan sedikit aquadest.

b. Tambahkan 20 ml HNO3 (p) dan 60 ml HCl (p) serta di tutup dengan kaca arloji.

c. larutkan diatas hotplate pada suhu 300°C hingga Volume larutan lebih kurang 5 ml.

d. Dinginkan dan lalu pindahkan ke dalam labu ukur 250 ml melalui penyaring dengan kertas saring no.40 (endapan untuk penentuan Silikat) Cuci hingga bersih dan himpitkan hingga tanda garis.

e. Larutan dikocok hingga homogen.

2. Penentuan faktor standar K2Cr2O7 0.05 N dengan standar Fe 1 mg/ml.

2.1. Pembuatan larutan standar Fe 1 mg/ml

a. Timbang 1.0000 gram standar Fe ke dalam gelas piala 250 ml.

b. Tambahkan 20 ml HNO3 (p), larutkan di atas hot plate pada suhu 300 ºC hingga volume lebih kurang 10 ml dan dinginkan.

c. Masukkan ke dalam labu ukur 1 liter dan himpitkan hingga tanda garis.

d. Kocok hingga homogen.

2.2. Penentuan faktor larutan standar K2Cr2O7 0.05 N

a. Dipipet 25 ml larutan standar Fe 1 mg/ml ke dalam erlenmeyer 300 ml

b. Tambahkan 10 ml larutan HCl (1:1), panaskan hingga hampir mendidih, tambahkan setetes demi setetes SnCl2 10% hingga tak berwarna, dinginkan

c. Tambahkan 10 ml HgCl2 5% dan 20 ml mixed acid dan 2-5 tetes indicator Ba-Diphenalamine sulfonat (BDS) 0,2%.

d. Titrasi dengan larutan standar K2Cr2O7 0.05 N sampai larutan berwarna ungu (titik terakhir)

2.3. Perhitungan

      V1 x W
F = ----------
         V2

Dimana :
F = faktor larutan standar K2Cr2O7 0,05 N
V1 = Volume larutan standar Fe 1 mg/ml (ml)
V2 = Volume larutan standar K2Cr2O7 0,05 N (ml)
W = Berat standar Fe (mg)

3. Penentuan Total Besi

3.1. Dipipet 25 ml Larutan Induk A ke dalam Erlenmeyer 250 ml dan ditambahkan 10 ml HCl 1:1.
3.2. Panaskan larutan hingga mendidih dan tambahkan setetes demi setetes larutan SnCl2 10 % hingga larutan tidak berwarna. Dinginkan.
3.3. Tambahkan 10 ml HgCl2 5% dan 20 ml Mixed Acid serta 2-5 tetes indicator BDS 0,2%.
3.4. Larutan dititrasi dengan standard K2Cr2O7 0,05 N sampai larutan berubah menjadi ungu.

PERHITUNGAN

1. Perhitungan Penentuan Besi dalam sample

             fp x V x N x 55,85
% Fe = -------------------------- x 100 %
                      w

Dimana :
fp = Faktor Pengenceran = 10 kali.
V = Volume K2Cr2O7 0,05 N (ml).
N = Normalitas K2Cr2O7
55,85 = Bobot atom Fe.
W = Berat sample (mg).

atau
              fp x V x F
% Fe = ---------------- x 100 %
                     w

Dimana :
fp = Faktor Pengenceran = 10 kali.
V = Volume K2Cr2O7 0,05 N (ml).
F = Faktor K2Cr2O7 0,05 N dengan Larutan Std Fe 1 mg/ml/
W = Berat sample (mg).

2. Konversi Kandungan Besi terhadap Moisture dalam Sample Analitik

                        100
% Fe (dry) = ------------- x % Fe
                     (100 – M)

Dimana :
M = Kandungan Moisture dalam sample
Fe = Prosentase Fe pada No. 2.

Cara uji merkuri (Hg) secara uap dingin (cold vapour) dengan Mercury Analyzer dalam sampel Sedimen

1. Prinsip Analisis

Senyawa merkuri dalam contoh uji sedimen dioksidasi menjadi ion merkuri oleh oksidator
kuat dalam suasana asam. Ion merkuri (Hg2+) kemudian direduksi menjadi atom merkuri
oleh SnCl2. Atom merkuri yang terbentuk kemudian diukur absorbansinya dengan Mercury Analyzer.

2. Pereaksi

a) larutan induk merkuri, Hg 1000 µg/ml;
b) asam sulfat p.a, H2SO4 pekat p.a;
c) asam nitrat p.a, HNO3 pekat p.a;
d) asam perklorat p.a, HClO4 pekat p.a;
e) larutan HNO3 : HClO4 (1 : 1);
f) asam klorida p.a, HCl pekat p.a;
g) hidroksilamin hidroklorida, NH2OH HCl 10%:
   Timbang 10 g hidroksilamin hidroklorida, tambahkan air suling bebas merkuri sampai
   volume 100 ml.
h) kalium permanganat, KMnO4 5%:
    Timbang 5 g KMnO4, tambahkan air suling bebas merkuri sampai volume 100 ml.
i) tin klorida, SnCl2 10%:
    Timbang 10 g SnCl2, larutkan dalam 20 ml HCl pekat kemudian tambahkan air suling
    bebas merkuri sampai volume 100 ml.
j) air suling bebas merkuri:
    - Masukan ± 1 g KMnO4 ke dalam 1000 ml air suling.
    - Destilasi dan tampung ke dalam botol gelas bebas merkuri. Air suling ini siap
    digunakan untuk pengujian.
k) batu didih; dan
l) sodium hidroksida, NaOH 5 N.
    Timbang 20 g sodium hidroksida, tambahkan air suling bebas merkuri sampai volume
    100 ml.

3. Peralatan

a) Mercury Analyzer;
b) labu ukur 50 ml yang tahan terhadap suhu >300ºC*);
c) labu ukur 100 ml dan 1000 ml;
    * labu yang digunakan adalah khusus untuk analisis merkuri, Hg dan volumenya tidak berubah
    setelah pemanasan 300 ºC.
d) pipet volumetrik 1,0 ml; 2,0 ml; 3,0 ml; 4,0 ml; 5,0 ml; dan 10 ml;
e) gelas piala 100 ml;
f) penangas listrik (hot plate);
g) timbangan analitik dengan ketelitian sampai dengan 0,0001 g;
h) oven;
i) cawan porselen;
j) botol gelas gelap borosilikat;
k) mortar dan alu;
l) batang pengaduk;
m) spatula;
n) alat destilasi.

   CATATAN Semua peralatan gelas yang akan digunakan harus direndam dengan deterjen bebas
   fosfat, kemudian bilas dengan air suling. Selanjutnya dicuci dengan KMnO4 5% dan dibilas
   dengan hidroksilamin hidroklorida 10%. Kemudian dibilas kembali dengan air suling bebas
   merkuri. Biarkan peralatan gelas sampai kering dan siap untuk digunakan.


4. Persiapan dan pengawetan contoh uji

Siapkan contoh uji dengan tahapan sebagai berikut:
a) Sediakan contoh uji yang telah diambil sesuai dengan metode Sediment Sampling
    USEPA-600 (SOP#: 2016);
b) Buang benda-benda asing seperti potongan plastik, daun atau bahan lain yang bukan
    merupakan contoh uji;
c) Kering udarakan contoh uji pada suhu ruang;
d) Gerus contoh uji dan dihomogenkan;
e) Simpan contoh uji ke dalam botol gelas gelap borosilikat yang bebas merkuri.


5. Persiapan pengujian

5.1 Pembuatan larutan baku merkuri, Hg 100 µg/ml

a) Pipet 10 ml larutan induk merkuri 1000 µg/ml ke dalam labu ukur 100 ml.
b) Tambahkan 1 ml larutan asam nitrat, HN03 pekat.
c) Tambahkan air suling bebas merkuri sampai tepat pada tanda tera.

5.2 Pembuatan larutan baku merkuri, Hg 10 µg/ml

a) Pipet 10 ml larutan baku merkuri 100 µg/ml ke dalam labu ukur 100 ml.
b) Tambahkan 1 ml larutan asam nitrat, HN03 pekat.
c) Tambahkan air suling bebas merkuri sampai tepat pada tanda tera

5.3 Pembuatan larutan baku merkuri, Hg 1 µg/ml

a) Pipet 10 ml larutan baku merkuri 10 µg/ml ke dalam labu ukur 100 ml.
b) Tambahkan 1 ml larutan asam nitrat, HN03 pekat.
c) Tambahkan air suling bebas merkuri sampai tepat pada tanda tera.

5.4 Pembuatan larutan kerja dengan konsentrasi 0 ng/ml; 20 ng/ml; 40 ng/ml; 60
       ng/ml; 80 ng/ml dan 100 ng/ml

a) Pipet 0,0 ml; 1,0 ml; 2,0 ml; 3,0 ml; 4,0 ml; dan 5,0 ml larutan baku merkuri, Hg 1 µg/ml
    ke dalam 6 labu ukur 50,0 ml*).
b) Tambahkan 2 ml larutan HNO3 : HClO4 (1 : 1) ke dalam masing-masing labu ukur.
c) Tambahkan 5 ml H2SO4 ke dalam masing-masing labu ukur.
d) Tambahkan 1 ml air suling bebas merkuri ke dalam masing-masing labu ukur.
e) Tambahkan batu didih secukupnya ke dalam masing-masing labu ukur.
f) Panaskan di atas penangas listrik pada suhu 250˚C selama 20 menit.
g) Dinginkan, tepatkan dengan air suling bebas merkuri sampai tanda tera.


6. Prosedur

6.1 Penentuan kadar merkuri, Hg

a) Siapkan labu ukur 50 ml*);
b) Timbang ± 0,5 g contoh uji, masukkan ke dalam labu ukur;
c) Lakukan langkah 5.4 b) sampai dengan g);
d) Untuk penentuan ketepatan (akurasi) dengan cara spike matrix dilakukan dengan cara
    sebagai berikut:
    - Siapkan labu ukur 50 ml*);
    - Timbang ± 0,5 g contoh uji ke dalam labu ukur;
    - Tambahkan 1,0 ml larutan baku merkuri 1 µg/ml ke dalam masing-masing labu ukur;
    - Lakukan langkah pada butir 5.4 b) sampai dengan g).
e) Untuk analisis blanko lakukan sebagai berikut:
    - Pipet 5 ml air suling bebas merkuri;
    - Lakukan langkah pada butir 5.4 b) sampai dengan g).

6.2 Penentuan kadar air

a) Timbang dan catat berat cawan porselin yang akan digunakan;
b) Masukkan contoh uji ke dalam cawan porselin yang telah ditimbang sebanyak + 5 g;
c) Panaskan contoh uji pada oven dengan suhu 105oC selama 2 jam;
d) Timbang dan catat berat cawan;
e) Ulangi langkah pada butir 4.6.2 c) sampai dengan d) minimal 3 (tiga) kali atau sampai
    mencapai berat konstan.


7 Pengukuran kadar merkuri, Hg dengan Mercury Analyzer 4.7

7.1 Pengukuran kurva kalibrasi

a) Atur Mercury Analyzer dan optimalkan untuk pengujian merkuri sesuai dengan petunjuk
    penggunaan alat;
b) Masukkan 5 ml larutan kerja 0,0 ng/ml ke dalam Mercury Analyzer;
c) Tambahkan 5 ml air suling bebas merkuri dan 1 ml larutan SnCl2;
d) Ukur serapannya dengan alat Mercury Analyzer dan catat tinggi puncak;
e) Lakukan langkah pada butir 7.1 b) sampai dengan d) untuk masing-masing larutan
    kerja;
f) Buatkan kurva kalibrasi dari data diatas atau tentukan persamaan garis lurusnya.

7.2 Pengukuran kadar merkuri, Hg

a) Optimalkan alat Mercury Analyzer sesuai dengan petunjuk penggunaan alat;
b) Masukkan 5 ml contoh uji yang didapat dari langkah 4.6.1 dalam tabung yang berada
    pada alat Mercury Analyzer;
c) Tambahkan 5 ml air suling bebas merkuri dan 1 ml larutan SnCl2;
d) Ukur serapannya dengan alat Mercury Analyzer dan catat tinggi puncak;
e) Apabila perbedaan hasil pengukuran secara duplo lebih dari 20% periksa kondisi alat
    dan ulangi langkah 7.2 b) sampai dengan d);
f) Apabila perbedaannya kurang dari 20%, rata-ratakan hasilnya.


8. Perhitungan

8.1 Kadar merkuri

a) Tentukan kadar merkuri dengan cara memplotkan hasil pengukuran merkuri, Hg pada
    kurva kalibrasi.

b) Hitung kadar merkuri dengan perhitungan sebagai berikut:

    b.1 untuk perhitungan dalam berat kering contoh uji:
                       CxVxfp
          Hg = -------------------
                   B(1 − Ka / 100)

    b.2 untuk perhitungan dalam berat basah contoh uji:
                   CxV
          Hg = -------
                     B

dengan pengertian::
Hg  adalah kadar merkuri dalam sedimen (ng/g);
C   adalah kadar merkuri yang diperoleh dari kurva kalibrasi (ng/ml);
V   adalah volume akhir (ml) ;
B   adalah berat awal contoh uji (g);
Ka  adalah kadar air (%);
fp  adalah faktor pengenceran (bila tidak dilakukan pengenceran, maka fp = 1).

8.2 Kadar air


                    Csb − Cst
          Ka = -------------- x 100%
                      Csb

dengan pengertian :
Ka    adalah kadar air (%);
Csb   adalah berat contoh uji sebelum dipanaskan (kering udara) (g);
Cst   adalah berat contoh uji setelah dipanaskan (berat kering) (g).


8.3 Persen temu balik

                   Hgs − Hg
          R = -------------- x 100%
                      S

dengan pengertian:
R    adalah persen temu balik (%);
Hgs  adalah kadar contoh uji yang di spike (ng/g);
Hg   adalah kadar contoh uji yang tidak di spike (ng/g);
S    adalah kadar standar yang diperoleh (target value) (ng/g).


Referensi :
SNI 06-6992.2-2004

Determination of Organic Matter/Organic Carbon in Soil

1. PRINCIPLE

    Samples are digested with an excess of acidic potassium dichromate solution. The chromium
    is reduced from the Cr (VI) oxidation state to the Cr (III) state by the oxidisable organic
    carbon present in the sample. The unreacted Cr (VI) can then be titrated with ferrous
    sulfate to determine the amount of Cr (VI) consumed. The oxidisable organic carbon, organic
    matter and total organic carbon can be calculated.

2. INTERFERENCES

2.1 Underestimation of the organic matter/organic carbon may result when higher oxides of       manganese are present in substantial quantities. The possible effects of these
      interferences should be taken into account in the analysis of some types of poorly aerated
      soils.

2.2 Over estimation of organic matter/carbon may occur due to the presence of large amounts
      of chloride or metallic or ferrous iron or sulfides in the soil sample.

      The interference due to chlorides may be minimised by either washing the sample with
      water or replacing the concentrated sulphuric acid with COD digestion reagent. The silver
      in the reagent precipitates the chlorides in the sample.

      The sulfides can be destroyed prior to crushing by the addition of dilute sulfuric acid. Add
      acid until no further evolution of hydrogen sulfide occurs. The sample should be dried prior
      to crushing.


3. REAGENTS

3.1 Sulphuric acid (H2SO4), 98%, AR

3.2 Silver sulphate (Ag2SO4), AR

3.3 Sulfuric acid reagent: refer to QWI-EN/EP026 or prepare as below: add 25.3 g of silver       sulphate (3.2) to a 2.5 L Winchester of sulphuric acid (3.1). Let stand for 24 hours
      to dissolve. Mix.

3.4 Potassium dichromate (K2Cr2O7), AR

3.5 Potassium dichromate, 0.1667 M: Accurately weigh 49.035 g of K2CR2O7 (5.4) and dissolve in       water. Make up to 1 L in a volumetric flask. Verify by running x 200 on ICP-AES.
      The expected Cr result I 17320 mg/L. For acceptance/rejection criteria refer to QWI-EN/50.

3.6 Sulfuric acid, 1 N: Carefully add 28 mL of sulfuric acid (3.1) to 800 mL of reagent grade       water. Allow to cool and make to 1 L. This may be done in a beaker.

3.7 Sulfuric acid, 0.1 N: Carefully add 100 mL of 1 N sulfuric acid (3.1) to 800 mL of reagent       grade water. Allow to cool and make to 1 L.

3.8 Ferrous sulphate heptahydrate (FeSO4.7H2O), AR

3.9 Standard ferrous sulfate titrant, ~0.5 M: Dissolve 140 g FeSO4.7H2O (3.8) in ~800 mL of       water. Carefully add 14 mL of H2SO4 (3.1), cool and dilute to 1 L. Standardise on use.

3.10 Sodium diphenylamine-sulfonate, AR

3.11 Indicator solution: Dissolve 0.25 g of sodium diphenylamine-sulfonate (3.10) in 100 mL of       water.

3.12 Phosphoric acid, 85%, AR

3.13 Organic Matter Standard – Garden soil. In-house.


4. APPARATUS

4.1 Mortar and pestle

4.2 Drying oven, 104 +/- 10oC

4.3 Balance (0.0001 g accuracy)

4.4 Volumetric flask, 100 and 1000 mL

4.5 Beaker, capable of holding 1 L

4.6 Pipettes, 1 and 10 mL

4.7 Measuring cylinders, glass, 20 and 200 mL

4.8 Erlenmeyer flasks, 250 or 500 mL

4.9 Burette, 25 Ml, 0.1 mL increments

4.10 Hotplate or similar heat insulating surface.


5. PROCEDURE

5.1 Sample Pre-treatment

      5.1.1 Dry sample at 104 +/- 10oC and crush using a mortar and pestle.

      5.1.2 If sample contains sulfides or chlorides, the following procedure is to be employed.
               Carefully (wearing glasses, gloves and laboratory coat) wash about 10 g of sample
               with COD digestion 0.1 N sulphuric acid reagent (5.6) until all effervescence ceases.                The sample is then washed with reagent grade water, dried and crushed again.

5.2 Weigh 0.2-5.0 g (+/-0.01 g)* of sample and standard (5.13) into a 250 mL conical flask.

      Note: The size of sample for chemical analysis will vary with the amount of organic matter
      present in the soil. The most suitable size of sample to be used is that it is giving a total of
      5 mL to 8 mL dichromate solution reduced.

      Usually,
      

Soil Type	Appropriate Amount of Soil
Organic horizon*	0.1-0.2 g
Heating rate	5 to 6°C/min
Surface Soils	0.5 g
Subsoils	2.0 g

* Surface layer of decomposing material not significantly mixed with the mineral soil.

5.3 Run 10 mL of the 0.1667 M K2Cr2O7 solution (3.5) into the conical flask containing the       sample, standard or blank from a burette and, very carefully, add 20 mL sulphuric acid
      reagent (3.3) using a measuring cylinder.

      Note: Standardise FeSO4 by running 3 blanks through steps 5.3-5.9.

5.4 Swirl the mixture thoroughly for about 1 min and then stand it on a heat insulating surface       for 30 minutes to allow oxidation of the organic matter to proceed.

5.5 Add 200 mL of water followed by 10 mL of phosphoric acid (3.12) and 1 mL of the indicator       (3.11) to the flask, shake the resultant mixture thoroughly. If the indicator is absorbed by
      the soil, add a further 1 mL of the solution.

      Note: The heat transfer affects the extent and rate of reaction. Therefore it is crucial that
      the flask is cooled prior to the titration in order to obtain uniformity of results.

5.6 Titrate with 0.5 M of FeSO4 (3.9) in 0.5 mL increments, swirling the contents of the flask       until the colour of the solution changes from blue to green.

      Note: If the sample background is high, filter the suspension through an acid-washed glass
      fibre filter.

5.7 Add a further 0.5 mL of K2Cr2O7 solution (3.5) changing the colour back to blue.

5.8 Titrate with 0.5 M of FeSO4 (3.9) drop by drop, with continued swirling until the colour       changes from blue to green.

5.9 Record the total volume of FeSO4 titrant to the nearest 0.05 mL.


6. CALCULATIONS

6.1 Calculation Equation for Organic Matter and TOC

                     V (mL) x 0.67
          OM% = -------------------
                      Wt. Sample (g)


          TOC% = OM% x 0.58 OR

                     V (mL) x 0.39
          TOC% = -------------------
                      Wt. Sample (g)


      Where
      OM%   =    organic matter present in the oven dry sample, in percent
      TOC%  =    total organic carbon present in the oven dry sample, in percent
      V       =    volume of K2Cr2O7 needed to oxidise the organic matter in the soil (mL)
               = 10.5 x (1-V2/V1)
      Wt     =    mass of sample soil used in the test (oven-dried) (g)

6.2 Relationship Between Organic Matter (OM%), Total Organic Carbon (TOC%) and Oxidisable
      Organic Carbon (OOC%)

      The procedure is based on the determination of the oxidisable organic carbon (OOC)       content of the soil and assumption that:
      (a) Soil organic matter contains an average of 58% of carbon by mass.
      (b) 77% of the carbon in the organic material is oxidised.
      (c) 1 mL of volume of K2Cr2O7 consumed is equivalent to 3 mg of carbon (Piper, 1943, Soil
      and Plant Analysis).

      The percentage of organic matter (OM) present in the oven-dried sample is calculated
      below:



      OM% = TOC% / 0.58

                      OOC%
      OM% = ---------------
                  0.58 x 0.77


      TOC% = OM% x 0.58
                = OOC% x 1.3

      Because the Oxidisable Organic Carbon in the oven-dried sample is calculated below:

                    (V1-V2) x NFeSO4 x 0.003 (g/mL) x 100%
      OOC% = -------------------------------------------------
                                Wt. Sample (g)

                    10.5 x (1-V2/V1) x 6 x 0.1667 x 0.3
                = -------------------------------------------------
                                Wt. Sample (g)



                = V x 0.3 / Wt. Sample (g)

      Therefore:

                  V (mL) x 0.67
      OM% = ---------------------
                  Wt. Sample (g)

                  V (mL) x 0.39
      TOC% = ---------------------
                  Wt. Sample (g)


      Where
      OM%    =   organic matter present in the oven dry sample, in percent
      TOC%   =   total organic carbon present in the oven dry sample, percent
      OOC%   =   oxidisable organic carbon present in the oven dry sample, in percent
      V      =   volume of K2Cr2O7 required to oxidise the organic matter in the soil (mL)
              = 10.5 x (1-V2 / V1)
      Wt   =   mass of sample soil used in the test (oven-dried) (g)
      N     =   normality of FeSO4 (N)
      V2    =   total volume of FeSO4 used in the sample (mL)
      V1    =   average of total volume of FeSO4 used in blank (mL)