Sabtu, 18 Februari 2012

Analisa Air

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Analisa air termasuk ke dalam bagian kimia analisa kuantitatif karena menentukan kadar suatu zat dalam campuran zat-zat lain. Prinsip analisa air yang digunakan adalah prinsip titrasi dan metode yang digunakan adalah metode indikator warna dan secara umum termasuk ke dalam analisa volumetrik.

Air merupakan sumber daya alam yang mempunyai fungsi sangat penting bagi kehidupan manusia dan mahluk hidup lainnya serta sebagai modal dasar dalam pembangunan. Dengan perannya yang sangat penting, air akan mempengaruhi dan dipengaruhi oleh kondisi atau komponen lainnya.

Air juga banyak mendapat pencemaran. Berbagai jenis pencemar air kebanyakan berasal dari:

  1. Sumber domestik (rumah tangga), perkampungan, kota, pasar, jalan, dan sebagainya.
  2. Sumber non-domestik (pabrik, industri, pertanian, peternakan, perikanan, serta sumber-sumber lainnya).

Semua bahan pencemar diatas secara langsung ataupun tidak langsung akan mempengaruhi kualitas air. Berbagai usaha telah banyak dilakukan agar kehadiran pencemaran terhadap air dapat dihindari atau setidaknya diminimalkan.

Apabila kandungan zat-zat kimia terlalu banyak jumlahnya didalam air, air tersebut dapat menjadi sumber bencana yang dapat merugikan kelangsungan hidup semua makhluk sekitarnya. Dengan adanya pencemaran-pencemaran air oleh pabrik maupun rumah tangga, kandungan zat-zat kimia di dalam air semakin meningkat dan pada akhirnya kualitas air tersebut menurun. Oleh karena itu, diperlukan analisa air untuk menentukan dan menghitung zat-zat kimia yang terkandung di dalam air sehingga dapat diketahui air tersebut membahayakan kesehatan, layak tidaknya dikonsumsi maupun sudah tercemar atau belum (Hanum, 2002).

1.2 Rumusan Masalah

Perumusan masalah pada percobaan analisa air ini adalah bagaimana cara menentukan alkalinitas air dari beberapa sampel yang ditentukan, yaitu air Sungai Setia Budi, air minum dalam kemasan (AMDK) “RON 88”, dan air mancur bundaran Gatot Subroto.

1.3 Tujuan

Adapun tujuan yang diinginkan dari percobaan analisa air ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui alkalinitas suatu sampel

2. Untuk mengetahui standar air minum dan air bersih yang layak digunakan

3. Untuk mempelajari penentuan kadar alkalinitas air

1.4 Manfaat

Manfaat yang dapat diperoleh pada percobaan analisa air ini adalah antara lain sebagai berikut :

1. Praktikan dapat mengetahui bagaimana alkalinitas suatu sampel

2. Praktikan dapat mengetahui seperti apa standar air minum dan air bersih yang layak digunakan

3. Praktikan dapat mengetahui cara penentuan alkalinitas air

1.5 Ruang Lingkup

Praktikum Kimia Analisa modul Kimia Analisa Kualitatif ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Analisa Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara dengan kondisi ruangan :

Tekanan : 760 mmHg

Suhu : 30 oC

Adapun bahan-bahan yang digunakan antara lain air Sungai Setia Budi, air minum dalam kemasan (AMDK) “VOLVIC”, air mancur bundaran Gatot Subroto, air hujan, indikator metil jingga (C14H14N3NaO3S), dan H2SO4 1,5 N. Sedangkan alat-alat yang digunakan antara lain: buret, statif dan klem, erlenmeyer, gelas ukur, beaker glass, corong, dan pipet tetes.


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Alkalinitas

Alkalinitas adalah suatu parameter kimia perairan yang menunjukan jumlah ion karbonat dan bikarbonat yang mengikat logam golongan alkali tanah pada perairan tawar. Nilai ini menggambarkan kapasitas air untuk menetralkan asam, atau biasa juga diartikan sebagai kapasitas penyangga (buffer capacity) terhadap perubahan pH.

Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menentukan asam tanpa penurunan nilai pH larutan. Alkalinity dalam air yaitu: ion karbonat (CO32-), ion bikarbonat (HCO3), ion borat (BO32-), ion fosfat (PO43-), dan ion silikat (SiO42-). Alkalinitas ditetapkan melalui titrasi asam basa. Asam kuat seperti H2SO4 dan HCl dapat menetralkan zat-zat alkalinity yang merupakan zat basa sampai titik akhir titrasi yaitu kira-kira pH 8,3 dan 4,5. Perairan.mengandung alkalinitas ≥20 ppm menunjukkan bahwa perairan tersebut relatif stabil terhadap perubahan asam/basa sehingga kapasitas buffer atau basa lebih stabil. Selain bergantung pada pH, alkalinitas juga dipengaruhi oleh komposisi mineral, suhu, dan kekuatan ion. Nilai alkalinitas alami tidak pernah melebihi 500 mg/liter CaCO3. Perairan dengan nilai alkalinitas yang terlalu tinggi tidak terlalu disukai oleh organisme akuatik karena biasanya diikuti dengan nilai kesadahan yang tinggi atau kadar garam natrium yang tinggi (Hanum, 2002).

Alkalinitas secara umum menunjukkan konsentrasi basa atau bahan yang mampu menetralisir kemasaman dalam air. Secara khusus, alkalinitas sering disebut sebagai besaran yang menunjukkan kapasitas pem-buffer-an dari ion bikarbonat, dan sampai tahap tertentu ion karbonat dan hidroksida dalam air. Ketiga ion tersebut di dalam air akan bereaksi dengan ion hidrogen sehingga menurunkan kemasaman dan menaikkan pH. Alkalinitas biasanya dinyatakan dalam satuan ppm (mg/L) kalsium karbonat (CaCO3). Air dengan kandungan kalsium karbonat lebih dari 100 ppm disebut sebagai alkalin, sedangkan air dengan kandungan kurang dari 100 ppm disebut sebagai lunak atau tingkat alkalinitas sedang (Anonim, 2009a).

2.2 Kesadahan Air

Kesadahan merupakan petunjuk kemampuan air untuk membentuk busa apabila dicampur dengan sabun. Pada air berkesadahan rendah, air akan dapat membentuk busa apabila dicampur dengan sabun, sedangkan pada air berkesadahan tinggi tidak akan terbentuk busa. Disamping itu, kesadahan juga merupakan petunjuk yang penting dalam hubungannya dengan usaha untuk memanipulasi nilai pH. Penggunaan paramater kesadahan total sering sekali membingungkan, oleh karena itu, sebaiknya penggunaan parameter ini dihindarkan.

Kesadahan pada air mungkin disebabkan oleh adanya satu atau lebih ion. Ini termasuk hidroksida, karbonat, dan bikarbonat. Ion hidroksida selalu ada di dalam air, walaupun terkadang konsentrasinya sangat kecil. Tetapi, hidroksida dengan konsentrasi tinggi di saluran air alami dianggap tidak biasa, kecuali setelah melewati penapisan jenis tertentu. Jumlah karbonat yang kecil ditemukan pada saluran air alami di tempat tertentu, sangat jarang melebihi 3 atau 4 grain/gallon. Mereka juga dapat ditemukan di air setelah penapisan, seperti pelembut lime soda ash. Bikarbonat adalah sumber yang paling umum penyebab alkalinitas. Hampir semua saluran alami memiliki jumlah yang dapat dihitung, dari 0 sampai sekitar 50 grain/gallon.

Tetapi jumlah yang berlebihan menyebabkan beberapa masalah. Ion ini tentu bebas berada di air, tetapi mereka ada di kation, seperti kalsium, magnesium, dan natrium. Anda mungkin tidak akan memperhatikan kondisi alkali karena ion bikarbonat, kecuali ada dalam jumlah yang besar. Sebaliknya, anda harus siap mendeteksi alkalinitas walaupun memiliki jumlah karbonat dan ion hidroksida yang sangat kecil. Air dengan alkali tinggi memiliki rasa seperti soda. Peraturan EPA (Environmental Protection Agency) membatasi alkalinitas dalam total padatan terlarut (500 ppm) dan beberapa lebih dibatasi oleh pH. Alkali yang memiliki kandungan mineral tinggi juga menyebabkan pengeringan yang berlebihan terhadap kulit karena pada faktanya, mereka menghilangkan kelembaban pada kulit. Masalah pada alkalinitas dapat dihilangkan oleh reverse osmosis bersama dengan total padatan terlarutnya. Metode lain juga dapat menghilangkan alkalinitas, namun metode tersebut tidak cocok digunakan untuk perumahan dibandingkan jika menggunakan reverse osmosis. Metode ini adalah distilasi dan deionisasi. Beberapa metode lain juga dapat menghilangkan alkalinitas, namun metode ini tidak baik digunakan di rumah.

Metode tersebut adalah :

1. Penghilang padatan dengan lime soda ash. Pada saat yang sama, proses ini akan didapatkan jumlah yang seimbang dari alkalinitas. Pelembutan dengan lime biasanya dilarang digunakan oleh industri dan penerapan dalam skala besar lainnya. Pelembutan lime akan mengurangi total alkalinitas, pelembutan lime mengubah HCO3 menjadi CO3, ion alkalinitas yang lebih kuat.

2. Anion resin yang diregenerasi oleh natrium klorida menghilangkan semua anion (karbonat, bikarbonat, sulfat, dan nitrat). Ia mengganti anion dengan persamaan kimia yang seimbang terhadap ion klorida. Kerugian dari proses ini adalah hampir semua dari kasus menghasilkan konsentrasi ion klorida yang tinggi. Pada titik kejenuhan, resin memiliki kecenderungan untuk mengeluarkan kembali konsentrasi tinggi yang dibawa anion termasuk nitrat. Untuk pemakaian perumahan, hasil seperti ini tentu tidak diinginkan karena alkalinitas asli.

3. Pemberian asam mineral akan menetralisir alkalinitas air. Asam hidroklorin, asam sulfur, atau kombinasi dari keduanya dapat digunakan. Proses ini mengubah bikarbonat dan karbonat menjadi asam karbon. Pada titik ini, dianjurkan untuk melakukan beberapa metode untuk mengeluarkan gas karbondioksida keluar ke atmosfer. Kerugian dari teknik ini jelas. Diperlukan kontrol yang presisi dalam proses dan kehati-hatian dalam menangani asam yang pekat.

(Anonim, 2009b)

2.3 Analisa Umum pada Air

Analisa-analisa yang dapat dilakukan pada air antara lain:

1. Jar Test

Jar test adalah suatu percobaan yang berfungsi untuk menentukan dosis optimal dari koagulan (biasanya tawas/alum) yang digunakan pada proses pengolahan air bersih.

Kekeruhan air dapat dihilangkan melalui pembubuhan koagulan. Umumnya koagulan tersebut berupa Al2(SO4)3, namun dapat pula berupa garam FeCl3 atau sesuatu poli-elektrolit organis (Hanum, 2002).

2. Turbiditas

Turbiditas merupakan suatu ukuran yang menyatakan sampai seberapa jauh cahaya mampu menembus air , dimana cahaya yang menembus air akan mengalami pemantulan oleh bahan-bahan tersuspensi dan bahan koloidal. Satuannya adalah Jackson Turbidity Unit (JTU), dimana 1 JTU sama dengan turbiditas yang disebabkan oleh 1 mg/l SiO2 dalam air. Dalam danau atau perairan lainnya yang relatif tenang, turbiditas terutama disebabkan oleh bahan koloidan dan bahan-bahan hakus yang terdispersi dalam air. Dalam sungai yang mengalir , turbiditas terutama disebabkan oleh bahan-bahan kasar yang terdispersi. Turbiditas penting bagi kualitas air permukaan, terutama berkenaan dengan pertimbangan estetika, daya filter, dan disinfeksi. Pada umumnya kalau turbiditas meningkat, nilai fisik menurun, filtrasi air lebih sulit dan mahal, dan efektivitas desinfeksi berkurang. Turbiditas dalam perairan mungkin terjadi karena material alamiah, atau akibat aktivitas proyek, pembuangan limbah, dan operasi pengerukan.

Selain pembubuhan koagulan diperlukan pengadukan sampai terbentuk flok. Flok-flok ini mengumpulkan partikel-partikel kecil dan koloid yang tumbuh dan akhirnya bersama-sama mengendap (Anonim, 2010b).

3. Analisa kesadahan

Kesadahan adalah air yang mengandung garam-garam mineral seperti garam kalsium dan magnesium. Kesadahan dalam air terutama disebabkan oleh ion-ion Ca2+, Mg2+, Mn2+, Fe2+, dan semua kation yang bermuatan dua (Hanum, 2002).

4. Analisa Alkalinitas

Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menentukan asam tanpa penurunan nilai pH larutan. Alkalinitas dalam air yaitu : ion karbonat (CO32-), ion bikarbonat (HCO3), ion borat (BO32-), ion fosfat (PO43-), dan ion silikat (SiO42-).

Alkalinitas ditetapkan melalui titrasi asam basa. Asam kuat seperti H2SO4 dan HCl dapat menetralkan zat-zat alkalinitas yang merupakan zat basa sampai titik akhir titrasi yaitu kira-kira pH 8,3 dan 4,5 (Hanum, 2002).

  1. Analisa COD

Chemical Oxygen Demand (COD) adalah jumlah oksigen (mg O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organis yang ada dalam 1 liter sampel air, dimana pengoksidasi K2Cr2O7 digunakan sebagai sumber oksigen (oxidizing agent).

COD adalah jumlah oksigen yang diperlukan agar bahan buangan yang ada dalam air dapat teroksidasi melalui reaksi kimia baik yang dapat didegradasi secara biologis maupun yang sukar didegradasi. Bahan buangan organik tersebut akan dioksidasi oleh kalium bikromat yang digunakan sebagai sumber oksigen (oxidizing agent) menjadi gas CO2 dan gas H2O serta sejumlah ion krom. Reaksinya sebagai berikut :

HaHbOc + Cr2O72- + H+ → CO­2 + H2O + Cr3+

Jika pada perairan terdapat bahan organik yang resisten terhadap degradasi biologis, misalnya tannin, fenol, polisakarida dan sebagainya, maka lebih cocok dilakukan pengukuran COD daripada BOD. Kenyataannya hampir semua zat organik dapat dioksidasi oleh oksidator kuat seperti kalium permanganat dalam suasana asam, diperkirakan 95% - 100% bahan organic dapat dioksidasi.

Seperti pada BOD, perairan dengan nilai COD tinggi tidak diinginkan bagi kepentingan perikanan dan pertanian. Nilai COD pada perairan yang tidak tercemar biasanya kurang dari 20 mg/L, sedangkan pada perairan tercemar dapat lebih dari 200 mg/L dan pada limbah industri dapat mencapai 60.000 mg/L.

Prinsipnya pengukuran COD adalah penambahan sejumlah tertentu kalium bikromat (K2Cr2O7) sebagai oksidator pada sampel (dengan volume diketahui) yang telah ditambahkan asam pekat dan katalis perak sulfat, kemudian dipanaskan selama beberapa waktu. Selanjutnya, kelebihan kalium bikromat ditentukan dengan cara titrasi. Dengan demikian kalium bikromat yang terpakai untuk oksidasi bahan organik dalam sampel dapat dihitung dan nilai COD dapat ditentukan (Anonim, 2011e).

6. Analisa BOD

Biological Oxygen Demand (BOD) adalah suatu analisis empiris yang mencoba mendekati secara global proses mikrobiologis yang benar-benar terjadi di dalam air. Angka BOD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk menguraikan (mengoksidasikan) hampir semua zat organis yang terlarut dan sebagian zat organis yang tersuspensi dalam air. Pemeriksaan BOD diperlukan untuk menentukan beban pencemaran akibat air buangan penduduk atau industri, dan untuk mendisain sistem pengolahan biologis bagi air yang tercemar tersebut. Penguraian zat organis adalah peristiwa alamiah. Apabila sesuatu badan air dicemari oleh zat organis, bakteri dapat menghabiskan oksigen terlarut dalam air selama proses oksidasi tersebut yang bisa mengakibatkan kematian ikan. Keadaan menjadi anaerobik dan dapat menimbulkan bau busuk pada air.

BOD merupakan salah satu indikator yang menyatakan dampak biologis dari jasad organik yang hidup di air, dan merupakan salah satu parameter kualitas air. Kajian mengenai parameter kualitas air telah banyak dilakukan, namun untuk parameter BOD belum banyak studi yang dilakukan (Anonim, 2003).

1.4 Manfaat Air dalam Industri

Kegunaan air dalam proses industri sangat banyak sekali, selain sebagai air baku pada industri air minum dan pemutar turbin pada pembangkit tenaga listrik, juga sebagai alat bantu utama dalam kerja pada proses – proses industri. Selain itu juga air digunakan sebagai sarana pembersihan (cleaning) baik itu cleaning area atau alat – alat produksi yang tidak memerlukan air dengan perlakuan khusus atau cleaning dengan menggunakan air dengan kualitas dan prasyarat tertentu yang membutuhkan sterilisasi dan ketelitian yang tinggi. Dalam hal ini pembahasan difokuskan pada air sebagai penghasil energi kalor dan sebagai penyerap energi kalor (pendingin) dalam industri pada umumnya.

1. Air umpan boiler

Boiler adalah tungku dalam berbagai bentuk dan ukuran yang digunakan untuk menghasilkan uap lewat penguapan air untuk dipakai pada pembangkit tenaga listrik lewat turbin, proses kimia, dan pemanasan dalam produksi.

Sistem kerjanya yaitu air diubah menjadi uap. Panas disalurkan ke air dalam boiler, dan uap yang dihasilkan terus – menerus. Feed water boiler dikirim ke boiler untuk menggantikan uap yang hilang. Saat uap meninggalkan air boiler, partikel padat yang terlarut semula dalam feed water boiler tertinggal.

Partikel padat yang tertinggal menjadi makin terkonsentrasi, dan pada saatnya mencapai suatu level dimana konsentrasi lebih lanjut akan menyebabkan kerak atau endapan untuk membentuk pada logam boiler.

2. Air pendingin dan sirkulasi sebagai Cooling tower dan Chiller

Cooling tower atau menara pendingin adalah suatu sistem pendinginan dengan prinsip air yang disirkulasikan. Air dipakai sebagai medium pendingin, misalnya pendingin condenser, AC, diesel generator ataupun mesin – mesin lainnya.

Jika air mendinginkan suatu unit mesin maka hal ini akan berakibat air pendingin tersebut akan naik temperaturnya, misalnya air dengan temperatur awal T1 setelah digunakan untuk mendinginkan mesin maka temperaturnya berubah menjadi T2. Disini fungsi cooling tower adalah untuk mendinginkan kembali T2 menjadi T1 dengan blower / fan dengan bantuan angin. Demikian proses tersebut berulang secara terus menerus.

Sedangkan pada chiller temperatur yang dibutuhkan relatif lebih rendah dibandingkan penggunaan cooling tower.

Beda antara cooling tower dan chiller adalah pada sistem yang digunakan. Maksudnya, bila cooling tower adalah sistem terbuka sedangkan pada chiller adalah sistem tertutup sehingga proses penguapan lebih rendah dibandingkan dengan sistem terbuka.

Sistem pendinginan air dapat dikategorikan ke dalam dua tipe dasar, sebagai berikut:

1) Sistem pendingin air satu aliran

Sistem pendinginan air satu aliran adalah satu diantara aliran air yang hanya melewati satu kali penukar panas. Dan lalu dibuang ke pembuangan atau tempat lain dalam proses.

Sistem tipe ini mempergunakan banyak volume air. Tidak ada penguapan dan mineral yang terkandung didalam air masuk dan keluar penukar panas. Sistem pendingin air satu aliran biasa digunakan pada terminal tenaga besar dalam situasi tertutup dari air laut atau air sungai dimana persediaan air cukup tinggi.

2) Sistem pendinginan air sirkulasi

Pada sistem sirkulasi terbuka ini, air secara berkesinambungan bersikulasi melewati peralatan yang akan didinginkan dan menyambung secara seri. Transfer panas dari peralatan ke air, dan menyebabkan terjadinya penguapan ke udara. Penguapan menambah konsentrasi dan padatan mineral dalam air dan ini adalah efek kombinasi dari penguapan dan endapan, yang merupakan konstribusi dari banyak masalah dalam pengolahan dengan sistem sirkulasi terbuka.

Pada peristiwa sirkulasi air ini, akan terjadi proses – proses sebagai berikut:

a. Pendingin air cooling tower adalah atas dasar penguapan (evaporasi)

Pada peristiwa fisika dikenal prinsip “jumlah kalor yang diterima = jumlah kalor yang dilepaskan”. Kalor untuk melakukan pendinginan dari T2 menjadi T1 sama dengan kalor penguapan atau dengan kata lain air tersebut menjadi dingin dikarenakan sebagian dari air tersebut menguap. Untuk cooling tower, besarnya penguapan dapat dihitung bila diketahui kapasitas pompa sirkulasi (m3/jam).

b. Pada pendingin air cooling tower terjadi pemekatan garam.

Dengan adanya penguapan maka lama kelamaan seluruh mineral yang tidak dapat menguap akan berkumpul sehingga terjadi pemekatan. Dengan banyaknya mineral yang terkandung pada air cooling tower perlu dilakukan proses bleed off dan penambahan air make up. Air yang menguap adalah air yang murni bebas dari garam – garam mineral dengan konsentrasi = 0.

(Anonim, 2010a)

1.5 Teknik Pengolahan Air dalam Industri

Proses pengolahan air menjadi air bersih harus melalui beberapa tahapan - tahapan, yaitu :

1. Screening

Screening berfungsi untuk memisahkan air dari sampah-sampah dalam ukuran besar.

2. Tangki sedimentasi

Tangki sedimentasi berfungsi untuk mengendapkan kotoran-kotoran berupa lumpur dan pasir. Pada tangki sedimentasi terdapat waktu tinggal. Ke dalam tangki sedimentasi ini diinjeksikan klorin yang berfungsi sebagai oksidator dan desinfektan. Sebagai oksidator klorin digunakan untuk menghilangkan bau dan rasa pada air.

3. Klarifier (clearator)

Klarifier berfungsi sebagai tempat pembentukan flok dengan penambahan larutan Al2(SO4)3 sebagai bahan. Pada klarifier terdapat mesin agitator yang berfungsi sebagai alat untuk mempercepat pembentukan flok. Pada klarifier terjadi pemisahan antara air bersih dan air kotor. Air bersih ini kemudian disalurkan dengan menggunakan pipa yang besar untuk kemudian dipompakan ke filter. Klarifier terbuat dari beton yang berbentuk bulat yang dilengkapi dengan penyaring dan sekat.

Dari inlet pipa klarifier, air masuk ke dalam primary reaction zone. Di dalam primary reaction zone dan secondary reaction zone, air dan bahan kimia. Koagulan, yaitu tawas, diaduk dengan alat agitataor blade agar tercampur homogen. Maka koloid akan membentuk butiran-butiran flokulasi.

Air yang telah bercampur dengan koagulan membentuk ikatan flokulasi, masuk melalui return floc zone dialirkan ke clarification zone. Sedimen yang mengendap dalam concentrator dibuang. Hal ini berlangsung secara otomatis yang akan terbuka setiap satu jam sekali dalam waktu 1 menit. Air yang masuk ke dalam clarification zone sudah tidak dipengaruhi oleh gaya putaran oleh agitator, sehingga lumpurnya mengendap. Air yang berada dalam clarification zone adalah air yang sudah jernih.

4. Sand Filter

Penyaring yang digunakan adalah rapid sand filter (filter saringan cepat). Sand filter jenis ini berupa bak yang beriisi pasir kwarsa yang berfungsi untuk menyaring flok halus dan kotoran lain yang lolos dari klarifier (clearator). Air yang masuk ke filter ini telah dicampur terlebih dahulu dengan klorin dan tawas.

Media penyaring biasanya lebih dari satu lapisan, yaitu pasir kwarsa dan batu dengan mesh tertentu. Air mengalir ke bawah melalui media tersebut. Zat-zat padat yang tidak larut akan melekat pada media, sedangkan air yang jernih akan terkumpul di bagian dasar dan mengalir keluar melalui suatu pipa menuju reservoir.

5. Reservoir

Reservoir berfungsi sebagai tempat penampungan air bersih yang telah disaring melalui filter, air ini sudah menjadi airyang bersih yang siap digunakan dan harus dimasak terlebih dahulu untuk kemudian dapat dijadikan air minum.

(Hanum, 2002)

Gambar 2.1 Proses Pengolahan Air Minum (Hanum, 2002)

1.6 Aplikasi Analisa Air dalam Industri

1.6.1 Analisis Karbondioksida pada Uji Kualitas Air Sumur

Air adalah kebutuhan manusia yang sangat penting. Air yang cukup banyaknya dan berkualitas dapat membantu program penyehatan masyarakat. Beberapa sumber air untuk kebutuhan sehari-hari antara lain sumur dangkal, sumur artesis, mata air, air permukaan dan penampung air hujan.

Tidak semua masyarakat mempunyai sumber air yang memenuhi syarat kesehatan. Masyarakat lebih memilih menggunakan air dari PDAM dengan harapan akan memperoleh air yang mempunyai kualitas lebih baik dan memenuhi syarat kesehatan. Seiring dengan bertambahnya penduduk, kebutuhan air bertambah, ini berarti bertambah pula masyarakat yang membutuhkan air bersih untuk keperluan sehari-hari dengan menjadi pelanggan tetap PDAM.

Di lain pihak, PDAM memiliki kendala dalam melayani banyaknya pelanggan dengan sumber air yang jumlahnya terbatas. Oleh karena itu, banyak masyarakat yang belum mendapatkan layanan PDAM, sebagian masyarakat tidak menggunakan layanan PDAM karena mempunyai sumber air sendiri seperti sumur dangkal, atau menggunakan sumber lain untuk keperluan setiap harinya. Padahal belum tentu air yang digunakan tersebut layak untuk dikonsumsi dan belum tentu memenuhi syarat kesehatan sehingga dapat menimbulkan berbagai macam penyakit.

Karbondioksida adalah salah satu gas minor yang ada di atmosfir dan merupakan hasil akhir dari pembusukan biologis, baik yang aerobik maupun anaerobik. Air hujan dan kebanyakan persediaan air permukaan mengandung karbondioksida(biasanya kurang dari 1 mg/lt), tetapi air tanah dapat mengandung lebih banyak karbondioksida karena adanya pembusukan biologis dan bahanbahan organik. Adanya karbondioksida merupakan hal yang sangat penting, karena pengaruh pH air, menimbulkan karat bagi kebanyakan sistem pipa dan mempengaruhi keutuhan dosis bila menggunakan pengolahan kimia. Sedangkan CO2 agresif mengandung gas asphyxiant, bersifat merusak pipa dan melarutkan logam.

Metode penetapan CO2 bebas sesuai dengan prosedur penetapan asidi-alkalinitas dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

Kadar CO2 = 1000 x t NaOH x 0,1 x 44 x F NaOH ........................(2.1)

ml contoh

Keterangan :

t = volume titrasi NaOH 0,1 N (ml),

44 = BM CO2,

0,1 = Normalitas NaOH,

F = faktor NaOH 1,02.

Sedangkan CO2 agresif diperhitungkan berdasarkan grafik MUNDLEIN. Apabila konsentrasi CO2 bebas dan HCO3 dapat ditentukan maka perhitungan CO2 agresif dapat ditentukan sesuai prosedur tersebut di atas (Abditya, 2010).

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Bahan

3.1.1 Air (H2O)

A. Sifat-sifat fisika :

1. Berat molekul : 18,016 gr/mol

2. Titik didih : 1000C

3. Titik lebur : 00C

4. Densitas bentuk cairan : 1 gr/cm3

5. Densitas bentuk es : 0,915 gr/cm3

6. Tidak berwarna

7. Bentuk kristal heksagonal

B. Sifat-sifat kimia :

1. pH saat keadaan murni 7

2. Larut dalam 95% etil alcohol

3. Larut dalam etil eter

4. Pelarut yang baik

5. Bukan merupakan zat pengoksidasi kuat

6. Lebih bersifat reduktor daripada oksidator

7. Reaksi dengan logam besi menghasilkan Fe3O4

(Anonim, 2011a)

3.1.2 Metil Jingga

A. Sifat-sifat fisika :

1. Berat molekul : 372,33 gr/mol

2. Rumus molekul : (CH3)2NC6H4N2C6H4SO3Na

3. Spesifik gravitasi : 1

4. Berbentuk bubuk berwarna merah atau kuning orange

5. Pada suhu kamar berbentuk larutan

6. Tidak berbau

7. Larut didalam 500 bagian air

B. Sifat-sifat kimia :

1. Trayek pH 3,1 - 4,4

2. Berwarna merah dalam asam

3. Stabil saat penggunaan maupun penyimpanan

4. Tidak menguap pada suhu 70 OF

5. Terurai menghasilkan COx, NOx, dan SOx

6. Larut dalam air

(Anonim, 2011c)

3.1.3 Asam Sulfat (H2SO4)

A. Sifat-sifat fisika :

1. Berat molekul : 98,08 gr/mol

2. Titik didih : 3400C

3. Titik lebur : 100C

4. Densitas relatif : 1,8 gr/cm3

5. Tidak berbau

6. Tidak berwarna

7. Seperti minyak

B. Sifat-sifat kimia :

1. Merupakan cairan yang higroskopis

2. Merupakan asam kuat

3. Bersifat korosif pada logam

4. Saat pemanasan, terbentuk uap beracun (SOn)

5. Merupakan asam bervalensi 2

6. Terurai dengan 95% etil alcohol

7. Dapat menimbulkan hujan asam

(Anonim, 2011b)

3.2 Peralatan

3.2.1 Peralatan dan Fungsi

1. Statif

Fungsi : sebagai penjepit buret

2. Buret

Fungsi : sebagai alat pentiter

3. Erlenmeyer

Fungsi: sebagai wadah atau tempat larutan

4. Gelas ukur

Fungsi: Mengukur volume larutan yang akan digunakan

5. Beaker glass

Fungsi: menakar larutan yang akan digunakan atau sebagai wadah larutan

6. Corong

Fungsi: memperluas permukaan wadah agar larutan yang dituang ke dalamnya tidak tumpah

7. Pipet tetes

Fungsi: mengambil larutan dalam jumlah sedikit


3.2.2 Rangkaian Peralatan

Gambar 3.1 Rangkaian Peralatan

Keterangan:

1. Statif 5. Beakar glass

2. Buret 6. Corong

3. Erlenmeyer 7. Pipet tetes

4. Gelas ukur

3.3 Prosedur Praktikum Analisa Alkalinitas

· 100 ml larutan sampel dimasukkan ke erlenmeyer

· 3 tetes metil jingga ditambahkan ke dalam larutan

· Larutan dititrasi dengan H2SO4 1,5 N hingga larutan berwarna merah merah muda (pink)

· Volume H2SO4 1,5 N hingga larutan berwarna merah muda (pink) dicatat

· Percobaan dilakukan 3 kali

· Volume rata-rata H2SO4 1,5 N dihitung

· Kadar alkalinitas dihitung dengan rumus:

Alkalinitas (mg/L) = x 1000 x 50,4

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Tabel 4.1 Tabel Hasil Percobaan

Run

Volume Asam Sulfat (H2SO4) 1,5 N yang terpakai (mL)

AMDK VOLVIC

Air Hujan

Air Mancur Bundaran Gatot Subroto

1

0,1 ml

0,05 ml

0,1 ml

2

0,1 ml

0,05 ml

0,1 ml

3

0,1 ml

0,05 ml

0,1 ml

4

0,1 ml

0,05 ml

0,1 ml

5

0,1 ml

0,05 ml

0,1 ml

6

0,1ml

0,05 ml

0,1 ml

V rata-rata

0,1 ml

0,05 ml

0,1 ml

Alkalinitas

151,2 mg/l

75,6 mg/l

151,2 mg/l


4.2 Pembahasan

4.2.1 Sampel 1

Gambar 4.1 Kurva Titrasi Asam Sulfat (H2SO4) 1,5 N pada AMDK VOLVIC Sebanyak 6 Kali Pengulangan

Pada grafik, titik-titik tersebut menunjukkan volume H2SO4 yang terpakai pada saat menitrasi sampel. Volume H2SO4 yang terdapat pada grafik merupakan volume H2SO4 untuk menghasilkan warna merah muda yang stabil. Hasil run 1 sampai run 6 memiliki nilai yang tidak begitu jauh berbeda karena volume sampel yang digunakan adalah sama yaitu 50 ml. Volume rata-rata H2SO4 yang digunakan adalah 0,1 ml. Adanya fluktuasi volume H2SO4 disebabkan karena kadar alkalinitas pada sampel 1 memiliki konsentrasi ion karbonat, bikarbonat, dan hidroksida yang selalu tidak tetap pada masing- masing pengulangan, sehingga volume H2SO4 yang digunakan juga berbeda, karena tidak habis bereaksi dengan ion alkalinitas tersebut. Pada percobaan dengan sampel ini tidak dicapai volume H2SO4 yang konstan sehingga perlu dilakukan beberapa run percobaan lagi agar diperoleh volume yang konstan. Alkalinitas yang diperoleh dari sampel 1 adalah 151,2 mg/ l.

Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan RI No.416/Menkes/Per/IX/1990, tentang Syarat-Syarat Kualitas Air Bersih, menyatakan bahwa kadar maksimum kesadahan (CaCO3) yang diperbolehkan yaitu 500 mg/L. Air sadah tidak layak digunakan sebagai air minum karena banyak mengandung mineral kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg) yang dapat mengakibatkan gangguan terhadap kesehatan maupun gangguan secara ekonomi. Nilai ambang batas kesadahan air yang diperbolehkan sebagai air minum adalah 100 mg/L dan air yang mempunyai kesadahan di atas harga tersebut dikategorikan sebagai air sadah (Krisna, 2011).

Pada percobaan, diperoleh kadar alkalinitas pada sampel air AMDK Volvic adalah 151,2 mg/L. Berdasarkan teori diatas, syarat-syarat kualitas air bersih menyatakan bahwa kadar maksimum kesadahan (CaCO3) yang diperbolehkan yaitu 500 mg/L, nilai ambang batas kesadahan air yang diperbolehkan sebagai air minum adalah 100 mg/L dan air yang mempunyai kesadahan di atas harga tersebut dikategorikan sebagai air sadah sehingga sampel air AMDK Volvic dikategorikan sebagai air yang memenuhi syarat kualitas air bersih namun tidak memenuhi standar air bersih air minum.

4.2.2 Sampel 2

Gambar 4.2 Kurva Titrasi Asam Sulfat (H2SO4) 1,5 N pada Air Hujan Sebanyak 6 kali Pengulangan

Pada grafik, titik-titik tersebut menunjukkan volume H2SO4 yang terpakai pada saat menitrasi sampel. Volume H2SO4 yang terdapat pada grafik merupakan volume H2SO4 untuk menghasilkan warna merah muda yang stabil. Hasil run 1 sampai run 6 memiliki nilai yang tidak begitu jauh berbeda karena volume sampel yang digunakan adalah sama yaitu 50 ml. Volume rata-rata H2SO4 yang digunakan adalah 0,05 ml. Pada percobaan dengan sampel ini tidak dicapai volume H2SO4 yang konstan sehingga perlu dilakukan beberapa run percobaan lagi agar diperoleh volume yang konstan. Alkalinitas yang diperoleh dari sampel 2 adalah 75,6 mg/ L. Sesuai dengan prinsip titrasi, reaksi terjadi apabila adanya perubahan warna, perubahan suhu, dan menghasilkan gas.

Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan RI No.416/Menkes/Per/IX/1990, tentang Syarat-Syarat Kualitas Air Bersih, menyatakan bahwa kadar maksimum kesadahan (CaCO3) yang diperbolehkan yaitu 500 mg/L. Air sadah tidak layak digunakan sebagai air minum karena banyak mengandung mineral kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg) yang dapat mengakibatkan gangguan terhadap kesehatan maupun gangguan secara ekonomi. Nilai ambang batas kesadahan air yang diperbolehkan sebagai air minum adalah 100 mg/L dan air yang mempunyai kesadahan di atas harga tersebut dikategorikan sebagai air sadah (Krisna, 2011).

Pada percobaan, diperoleh kadar alkalinitas pada sampel air hujan adalah 75,6 mg/L. Berdasarkan teori diatas, syarat-syarat kualitas air bersih menyatakan bahwa kadar maksimum kesadahan (CaCO3) yang diperbolehkan yaitu 500 mg/L, nilai ambang batas kesadahan air yang diperbolehkan sebagai air minum adalah 100 mg/L dan air yang mempunyai kesadahan di bawah nilai tersebut memenuhi syarat kualitas air bersih dan air minum.

4.2.3 Sampel 3

Gambar 4.3 Kurva Titrasi Asam Sulfat (H2SO4) 1,5 N pada Air Mancur

Bundaran Gatot Subroto Sebanyak 6 Kali Pengulangan

Dari gambar di atas, dapat dilihat bahwa volume asam sulfat (H2SO4) 1,5 N yang terpakai pada setiap percobaan tidak sama, yaitu 0,1 ml untuk semua run. Dari hasil yang di dapat volume asam sulfat yang dipakai hampir konstan dengan rata-rata 0,1 ml. Alkalinitas yang diperoleh dari sampel 3 adalah 151,2 mg/ l.

Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan RI No.416/Menkes/Per/IX/1990, tentang Syarat-Syarat Kualitas Air Bersih, menyatakan bahwa kadar maksimum kesadahan (CaCO3) yang diperbolehkan yaitu 500 mg/L. Air sadah tidak layak digunakan sebagai air minum karena banyak mengandung mineral kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg) yang dapat mengakibatkan gangguan terhadap kesehatan maupun gangguan secara ekonomi. Nilai ambang batas kesadahan air yang diperbolehkan sebagai air minum adalah 100 mg/L dan air yang mempunyai kesadahan di atas harga tersebut dikategorikan sebagai air sadah (Krisna, 2011).

Pada percobaan, diperoleh kadar alkalinitas pada sampel air mancur Bundaran SIB adalah 151,2 mg/L. Berdasarkan teori diatas, syarat-syarat kualitas air bersih menyatakan bahwa kadar maksimum kesadahan (CaCO3) yang diperbolehkan yaitu 500 mg/L, nilai ambang batas kesadahan air yang diperbolehkan sebagai air minum adalah 100 mg/L dan air yang mempunyai kesadahan di atas harga tersebut dikategorikan sebagai air sadah sehingga sampel air mancur Bundaran SIB dikategorikan sebagai air sadah.


BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari percobaan analisa air ini adalah:

1. Volume H2SO4 yang digunakan pada percobaan sampel 1, 2 dan 3 dalam enam kali pengulangan memiliki variasi nilai yang sama, sehingga dapat dicapai volume yang konstan.

2. Kadar alkalinitas air pada sampel 1 adalah 151,2 mg/L, sampel 2 adalah 75,6 mg/l dan sampel 3 adalah 151,2 mg/l.

3. Kadar alkalinitas pada sampel 1 dengan sampel 2 dan 3 memiliki hasil yang berbeda. Jenis sampel 2 yaitu Air Hujan memiliki kadar alkalinitas lebih kecil dibandingkan dengan sampel 1 yang merupakan AMDK, dan sampel 3 yang merupakan air mancur.

4. Penganalisaan alkalinitas air dilakukan berdasarkan prinsip titrasi asam basa.

5. Volume H2SO4 dihitung saat sampel telah menghasilkan warna orange yang stabil.

5.2 Saran

Adapun saran yang dapat disampaikan untuk praktikan selanjutnya adalah:

1. Asam sulfat (H2SO4) 1,5 N dibuat dengan benar agar ketika menggunakannya tidak menyebabkan kesalahan pada percobaan yang dilakukan.

2. Praktikan sebaiknya tidak menggunakan erlenmeyer untuk sampel yang satu dengan yang lainnya agar kandungan sampel tidak saling terkontaminasi.

  1. Sebelum melakukan praktikum, sebaiknya alat-alat yang dipinjam dari laboratorium dicuci bersih, agar tidak meninggalkan sisa-sisa dari zat lain yang dapat mengakibatkan galat dalam percobaan.
  2. Pada saat pengambilan sampel harus sangat teliti, karena jika jumlahnya terlalu banyak maka akan menimbulkan galat yang besar.
  3. Praktikan hendaknya menghindari mengambil sampel yang berisi kotoran-kotoran, karena akan memperlambat proses titrasi warna.


DAFTAR PUSTAKA

Abditya.2010.Analisis Biaya Uji Kualitas Air Sumur.Program D3 Teknik Sipil Infrastruktur Perkotaan Fakultas Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta

Anonim.2003.Analisa BOD.http://www.tekmira.esdm.go.id/HasilLitbang/?p=441. Diakses: 4 November 2011

______.2009a.Alkalinitas.http://maswira.wordpress.com/2009/02/01/alkalinitas. Di akses: 4 November 2011

______.2009b.Kesadahan.http://airsehatisiulang.com/index.php?option=comcontent&task =view&id=47&Itemid=77. Diakses: 5 November 2011

______.2010a. Kegunaan Air. http://ferdian89.wordpress.com. Diakses: 4 November 2011

______.2010b. Analisa Turbiditas. http://abrarenvirolink.blogspot.com/2010/03/ana lisis-mengenai- bagaimana-mengetahui.html. Diakses: 4 November 2011

______.2011a. Air. http://id.wikipedia.org/wiki/Air. Diakses: 5 November 2011

______.2011b. Asam Sulfat. http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sulfat. Diakses: 6 November 2011

______.2011c. Metil Jingga. http://en.wikipedia.org/wiki/Methyl_orange. Diakses: 6 November 2011

______.2011d. Parameter Kualitas Air. http://daimoto-watertreatment.blogspot. com/2011/05/parameter-air.html. Diakses: 5 November 2011

______.2011e. Penganalisaan COD.http://teknologikimiaindustri.blogspot.com/2011 /02/chemical-oxygen-demand-cod.html. Diakses: 4 November 2011

Hanum, Farida. 2002. Proses Pengolahan Air Sungai Untuk Keperluan Air Minum. http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1845/1/kimia-farida.pdf. Di akses: 4 November 2011

Krisna, Dwi Nur Patria. 2011. Kesadahan dalam Air Tanah. http://kesehatan.kompasiana.com/alternatif/2011/10/19/kesadahan-dalam-air-tanah/. Diakses pada 19 Januari 2012




Tidak ada komentar:

Poskan Komentar