Pemanfaatan Ammonium Sulfat Dalam Berbagai Bidang

Ammonium sulfat  (NH₄)₂SO₄, adalah garam anorganik yang mengandung 21% nitrogen sebagai kation ammonium, dan 24% sulfur sebagai anion sulfat. Ammonium sulfat  sering disebut juga dengan ZA singkatan dari istilah bahasa Belanda, zwavelzure ammoniak. Ammonium sulfat   atau ZA umumnya digunakan sebagai bahan pupuk tanaman untuk menambah kadar nitrogen pada tanah. Ammonium sulfat  atau ZA memiliki wujud butiran kristal mirip garam dapur dan terasa sedikit asin.

Ammonium sulfat memiliki sifat-sifat antara lain:

• Rumus molekul: (NH₄)₂SO₄
• Berat molekul: 132,14 gr/mol
• Penampilan: Granula higroskopik putih halus atau Kristal
• Densitas: 1,769 gr/cm³ (pada 20 ^oC)
• Titik leleh: 235-280 °C; 508-553 K; 455-536 °F (terurai)
• Kelarutan dalam air: 70,6 g/100 mL (0 °C);74,4 g/100 mL (pada 20 °C); 103,8 g/100 mL (pada 100 °C).
• Kelarutan dalam pelarut lain: Tidak larut dalam aseton, alcohol dan eter.
• Kelembaban relative kritis: 79,2% (30 °C)

Bahaya ammonium sulfat tidak tercantum dalam indeks Uni Eropa. Ammonium sulfat tidak terbakar, namun ia memiliki LD₅₀ 2840 mg/kg (tikus, melalui mulut).

Senyawa-senyawa terkait Ammonium sulfat, untuk anion lain: ammonium tiosulfat, ammonium sulfit, ammonium bisulfit, dan ammonium persulfat. Yang terkait dengan kation: Natrium sulfat dan Kalium sulfat, sedangkan sentawa terkait ialah ammonium besi (II) sulfat.

Kegunaan Ammonium Sulfat

Kegunaan utama ammonium sulfat ialah sebagai pupuk untuk tanah basa (alkalis). Dalam tanah ion ammonium dilepaskan dan membentuk sejumlah kecil asam, yang menurunkan pH keseimbangan tanah, sambil berkontribusi menyumbang nitrogen esensial untuk pertumbuhan tanaman. Kerugian utama atas penggunaan ammonium sulfat ialah kandungan nitrogennya yang relatif rendah dibandingkan ammonium nitrat, yang meningkatkan biaya transportasi.

Ammonium sulfat juga digunakan sebagai adjuvant semprot pertanian untuk inseksitisida, herbisida, dan fungisida yang larut dalam air. Di sana ammonium sulfat berfungsi untuk mengikat kation-kation besi dan kalsium yang ada baik dalam air maupun dalam sel. Ammonium sulfat terutama efektif sebagai adjuvant untuk herbisida 2,4-D (amina), glyphosate, dan glufosinate.

Penggunaan di Laboratorium

Dalam biokimia, pengendapan ammonium sulfat ialah suatu cara biasa untuk memurnikan protein melalui pengendapan selektif; Ammonium sulfat sangat larut dalam air dan dapat membuat larutan sangat pekat, yang dapat membuat protein mengalami “salt out”, yang menyebabkan pengendapan pada konsentrasi tertentu. Ini memberikan sesuatu yang berarti dan sederhana untuk memfraksinasikan campuran protein kompleks. Ammonium sulfat juga tercantum sebagai bahan racikan untuk banyak vaksin Amerika Serikat setiap Pusat untuk Pengawasan Penyakit.

Aditif Makanan

Sebagai aditif makanan, ammonium sulfat dianggap secara umum diakui karena aman (generally recognized as safe, disingkat GRAS) oleh Badan Pengawasan Obat dan Makanan Amerika Serikat (FDA), dan di Uni Eropa ammonium sulfat dirancang dengan istilah “E number” E517. Ammonium sulfat digunakan sebagai pengatur keasaman dalam tepung dan roti. Namun, ammonium sulfat yang digunakan untuk tujuan tersebut adalah yang dikhususkan untuk produk makanan (food grade).

Kegunaan Lain

Ammonium sulfat digunakan pada skala kecil dalam pembuatan garam-garam ammonium lain, khususnya ammonium persulfat. Larutan ammonium sulfat jenuh dalam air berat (²H₂O) digunakan sebagai standar eksternal dalam spektroskopi NMR sulfur (³³S) dengan bilangan pengganti (shift value) 0 ppm. Ammonium sulfat juga telah digunakan dalam komposisi  zat pemadam api (flame retardant) yang berfungsi banyak layaknya diammonium fosfat. Sebagai zat pemadam api, ammonium sulfat menurunkan suhu pembakaran bahan, yang menurunkan laju kehilangan berat maksimum, dan menyebabkan meningkatnya produksi residu atau arang. Keberhasilan zat pemadam ini dapat ditambahkan dengan mencampurkan ammonium sulfat dengan ammonium sulfamat.

Ammonium sulfat telah digunakan sebagai bahan pengawet kayu, tetapi karena sifat higroskopiknya, penggunaan ini telah dihentikan secara luas disebabkan terkait dengan masalah-masalah korosi logam yang lebih cepat, ketidakstabilan dimesional, dan  penyelesaian yang gagal.

Sifat-sifat Ammonium Sulfat

Ammonium sulfat menjadi ferroelektrik pada suhu di bawah -49,5 °C. Pada suhu kamar ammonium sulfat mengkristal dalam sistem ortorombik, dengan ukuran sel a = 7,729 Å, b = 10,560 Å, c = 5,951 Å. Bila didinginkan ke dalam keadaan ferroelektrik, simetri kristalnya berubah menjadi gugus ruang Pna2₁.

Reaksi Kimia

Ammonium sulfat terurai pada pemanasan di atas 250 °C, pertama membentuk ammonium bisulfat. Pemanas-an pada suhu yang lebih tinggi menyebabkan dekomposisi menjadi ammonia, nitrogen, sulfur dioksida, dan air. Sebagai garam dari asam kuat (H₂SO₄) dan basa lemah (NH₃), larutannya bersifat asam; pH dari larutan 0,1 M adalah  5,5. Dalam larutan berair reaksinya berupa ion-ion NH₄⁺ dan SO₄⁻². Sebagai contoh, penambahan barium klorida, akan mengendapkan barium sulfat. Filtratnya pada penguapan menghasilkan ammonium klorida.

Ammonium sulfat membentuk banyak garam rangkap (ammonium logam sulfat) ketika larutannya dicampur dengan larutan ekuimolar dari logam sulfat dan larutannya adalah diuapkan secara lambat. Dengan ion logam trivalen (bervalensi-tiga), alum seperti ferri ammonium sulfat terbentuk. Sulfat logam rangkap meliputi ammonium kobalto sulfat, ferro diammonium sulfat, ammonium nikel sulfat yang dikenal sebagai garam Tutton dan ammonium seri sulfat. Ammonium sulfat rangkap anhidrat juga terjadi dalam keluarga Langbeinit.