CaCO (ppm pp lkalinitas A 3 b. sampel Volume 1000 x 2 100 titran x N x B) (A ) CaCO (ppm Total lkalinitas A 3 KESADAHAN TOTAL
Kesadahan pada dasarnya menggambarkan kandungan Ca++, mg dan ion-ion logam polivalen lainnya seperti Al , Fe , Mn , Sr , Zn , dan H yang terlarut dalam air. Kation-kation tersebut terutama akan berikatan dengan anion bikarbonat, karbonat dan bila ada dengan sulfat. Tetapi karena hanya Ca++ dan Mg++ yang biasa terdapat dalam perairan alami dalam jumlah yang relatif besar, sedangkan ion-ion logam lainnnya ada dalam jumlah sedikit (dapat diabaikan), maka biasanya kesadahan dapat dianggap hanya menggambarkan kandungan Calsium dan Magnesium yang terlarut dalam air. Dalam keadaan seperti ini nilai kesadahan total akan lebih kecil atau sama dengan alkalinitas total. Akan tetapi apabila kesadahan total lebih besar dari pada alkalinitas total, maka konsentrasi logam-logan lainnya, disamping Ca++ dan Mg++, juga ada dalam jumlah cukup besar. Kelebihan kesadahan tersebut menunjukkan “ kesadahan non karbonat”.
Tabel 1. Klasifikasi nilai kesadahan menurut Sawyer dan McCarty (1967) dalam Boyd, 1979
Kesadahan yang disebabkan oleh ion-ion Ca dan Mg yang berikatan dengan bikarbonat disebut kesadahan sementara (temporer). Kesadahan sementara ini akan hilang bila air dididihkan. Karena bikarbonat akan berubah menjadi karbonat dan Calsium serta Magnesium akan mengendap. Pendidihan Ca (HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O Pendidihan Mg (HCO3)2 MgCO3 + CO2 + H2O Kesadahan Klasifikasi 0 - 75 ppm 75 - 150 ppm 150 - 300 ppm > 300 ppm Rendah (Soft)
Moderat (Moderately Hard) Sadah (Hard)
Kesadahan permanen adalah kesadahan yang disebabkan oleh garam-garam Ca dan Mg-karbonat (CaCO2 dan MgCO3) dan garam-garam dari asam anorganik (CaSO4).
Kesadahan total meliputi kesadahan permanen dan kesadahan sementara. Satuan kesadahan dinyatakan dalam ppm CaCO3 atau mg CaCO3/L.
Prinsip Analisa
“Ethylene-Diamine Tetraacetic Acid” dan garam-garam sodiumnya (Na-EDTA) akan membentuk senyawa kompleks bila ditambahkan ke dalam larutan kation logam (metal) tertentu. Jika sejumlah kecil “dye” seperti Eriochrome Black T ditambahkan ke dalam larutan yang mengandung ion-ion Ca EDTA ditambahkan sebagai titran, maka Calsium dan Magnesium akan diikat menurut senyawa kompleks. Apabila Calsium dan Magnesium telah habis diikat oleh EDTA maka larutan akan berubah warna menjadi biru cerah yang merupakan titik akhir titrasi. Secara ringkas titrasi ini dapat digambarkan dalam persamaan reaksi sebagai berikut :
Ca++ + Mg++ + Ca&Mg-EBT kompleks + EDTA CaEDTA – EBT (biru) (merah anggur)
Warna biru terjadi pada pH 8,5 -10,0. Oleh karena itu digunakan larutan buffer untuk mempertahankan pH antara 9,0 – 10,0. Hal ini penting, karena indikator EBT tersebut mempunyai dua perubahan warna yaitu:
Merah anggur Biru Orange pH= 8,3 pH = 11,5
Lama proses titrasi dibatasi hingga tak lebih dari 5 menit untuk meminimalkan kecenderungan pengendapan CaCO3.
Beberapa ion logam seperti : Al, Ba, Cd, Co, Fe, dan sebagainya dapat menyebabkan titik akhir titrasi tidak jelas atau sulit dideteksi. Untuk mengurangi pengaruh senyawa pengganggu tersebut perlu ditambahkan inhibitor tertentu sebelum titrasi dengan EDTA (APHA, 1989). Adanya bahan organik tersuspensi atau koloid juga dapat mengganggu proses titrasi.
Pembuatan pereaksi 1. Larutan Buffer
Timbang 67,5 gram NH4CI dan pipet 570 ml NH4OH peka b, kemudian larutkan dalam akuades hingga 1000ml.
2. Indikator Eriochrome Block-T (EBT)
Sebanyak 0,50 gram Eriochrome Black-T dicampur dengan 4,5 g Hydroxylamine hydrochloride dan dilarutkan dalam 70% ethanol atau Isopropyl alkohol. Larutan ini dapat bertahan hingga 2-3 bulan. Untuk pembuatan indikator yang berupa “powder”, campurkan 0,5 gram EBT dengan 100 gram NaCI. Simpan dalam botol yang tertutup rapat.
3. Larutan CaCI2 0,010 M
Timbang 1000 gram CaCO3 murni dan masukkan ke dalam gelas piala 500 ml. Tambahkan [1:1] HCI (= 50% HCI pekat + 50% akuades) perlahan-lahan sampai semua CaCO3
larut, dan encerkan dengan akuades sampai 200 ml kemudian didihkan 5-10 menit untuk membebaskan CO2, biarkan dingin. Tambahkan NH4OH 3N secukupnya hingga ph larutan mencapai 7 (gunakan pH meter). Pindahkan ke dalam labu ukur 1.000 ml tambahkan akuades hingga tanda tera (1.000 ml).
4. Larutan Na-EDTA titran
Larutan 4,00 gram Disodium EDTA dan 100 mg MgCl2. 6H2O dalam akuades, aduk hingga merata, kemudian tambahkan lagi akuades hingga volume 1000 ml. Larutan ini harus distandarisasi.
5. Standarisasi larutan Na-EDTA
Pipet 10,00 ml CaCl2 0,010 M standar, masukkan ke dalam Erlenmeyer 250 ml, tambahkan 90 ml akuades. Tambahkan 8 tetes indikator EBT. Titrasi dengan EDTA sampai terjadi perubahan warna. Hitung molaritas EDTA dengan persamaan :
M2 * V2 = M1 * V1 M = molaritas; V = volume Prosedur Pengukuran Kesadahan Total
1. Pipet sebanyak 100 ml air sampel, masukkan ke dalam Erlenmeyer. 2. Tambahkan 2 ml larutan buffer, aduk.
4. Titrasi dengan Na-EDTA hingga terjadi perubahan warna dari merah anggur kebiru.
Catatan :
1. Kesadahan total = Kesadahan Ca + Kesadahan Mg.
2. Titrasi harus dilakukan segera setelah penambahan larutan buffer dan indikator. Air sampel untuk analisa kesadahan hanya bisa disimpan selama 1-2 hari
Perhitungan :
ml titran x M titran x 100,1 x 1000 Kesadahan total (mg/L CaCO3) =
ml sampel Kesadahan Ca
Prinsip penentuan Ca++ hampir sama dengan penentuan kesadahan total, hanya diperlukan larutan buffer yang berbeda untuk mempertahankan pH yang lebih tinggi (yaitu pH 12-13) dan digunakan Murexide (AmmoniumPurpurate) sebagai indikator. Akhir titrasi ditandai denganperubahan warna dari pink ke ungu (purple).
Pembuatan Pereaksi Larutan NaOH 1 N
Timbang 40 g NaOH dan larutkan dalam akuades. Larutan ini berfungsi sebagai buffer.
1. Indikator Murexide.
Indikator ini biasanya sudah tersedia dalam bentuk kristal Campuran 200 g Murexide dan 100 g NaCI, kemudian digerus simpan dalam botol gelap. 2. Larutan Na-EDTA standar, titran
(sama seperti yang digunakan untuk Kesadahan Total). Prosedur Pengukuran Kesadahan Ca
1. Pipet 100 ml air sampel, masukkan ke dalam erlenmeyer. 2. Tambahkan 4,0 ml 1N NaOH, aduk.
3. Tambahkan 0,1-0,2 gram(+ seujung pengaduk) murexide, aduk sambil segera dititrasi dengan Na-EDTA dengan hati-hati sampai terjadi perubahan warna dari merah (pink) ke ungu (orchid purple). Akhir titrasi ditandai dengan penambahan satu tetes titran yang tidak lagi mengubah insensitas warna ungu-biru.
Perhitungan :
ml titran x M titran x 100,1 x 1000 Kesadahan Ca++ (mg/L CaCO3) =
Analisa Nitrogen
Nitrogen di perairan terdapat dalam bentuk gas N2, NO2-, NO3-, NH3 dan NH4 + serta sejumlah N yang berikatan dalam organik kompleks (Haryadi, 2003). Sumber nitrogen terbesar berasal dari udara, sekitar 80% dalam bentuk nitrogen bebas yang masuk melalui sistem fiksasi biologis dalam kondisi aerobik. Menurut Chester (1990), keberadaan nitrogen di perairan dapat berupa nitrogen anorganik dan organik.Nitrogen anorganik terdiri atas ion nitrit (NO2-), ion nitrat (NO3-), ammonia (NH3), ion ammonium (NH4+) dan molekul N2 yang larut dalam air, sedangkan nitrogen organik berupa protein, asam amino dan urea akan mengendap dalam air.
1.Ammonia-Nitrogen
Amonia adalah senyawa kimia berupa gas dengan bau tajam yang khas. Sumber ammonia pada wadah budidaya berasal dari limbah metabolisme ikan dan sisa pakan yang tidak dimakan. Dalam air ammonia berada dalam dua bentuk yaitu ammonia tidak terionisasi (NH3) dan ammonia terionisasi (NH4+). Jumlah total kedua bentuk ammonia ini disebut dengan total ammonia nitrogen atau TAN (Ebeling at al. 2006). Keberdaan NH3 diperairan sangat dihindari karena bersifak toksik. Stickey (2005) menyatakan bahwa NH3 dalam media budidaya harus lebih rendah dari 0,8 mg/L.
Prinsip analisa
Penentuan ammonia-nitrogen digunakan metode Indophenol (metoda phenate). Metoda ini memberikan hasil yang cukup baik untuk ananlisa air yang mempunyai nilai kesadahan total (400 mg/L dan konsentrasi nitrit-N <5 mg/L. Pereaksi yang digunakan adalah : phenate (phenol), chlorox (oxidizing solusion) dan mangan sulfat. Phenol dan hypochiorite (chlorox) bereaksi dalam kondisin larutan basa membentuk phenylquinone-monoimine yang selanjutnya akan bereaksi dengan ammonia membentuk idophenol yang berwarna biru. Kepekatan warna biru sebanding dengan kadar ammonia yang ada. Reaksi antara ammonia dan phenol dapat dilihat pada reaksi dibawah ini
Phenol + NH3 + 3C1O- Idophenol + CH2O + OH- +3CI (Hypochlorite) (biru)
Penambahan natrium-nitro-prussida dapat memperjelas warna biru yang terbentuk. Warna biru idophenol yang terbentuk dapat bervariasi, sehubungan dengan umur pereaksi-pereaksi yang
digunakan dan kondisi analisa. Oleh karena itu setiap melakukan penentuan ammonia, harus selalu disertai dengan penentuan standar ammonia dan blanko.
Kadar ammonia yang terukur pada metoda ini adalah ammonia total yaitu terdiri dari NH3
dan NH4-, karena pada larutan bersuasana basa kusat semua ammonia berada dalam bentuk NH3. ini berarti, ammonia yang terukur adalah NH3 yang secara alami ada dalam air ditambah NH3
yang berasal dari mereduksi ammonium (NH4). Untuk mengetahui jumlah NH3 yang ada, dapat ditentukan dari persamaan keseimbangan bila pH dan temperatur pada saat pengambilan sampel diketahui. Prosentase NH3 terhadap ammonia total sangat dipengaruhi oleh pH dan temperatur. Boyd (1979) menyajikan tabel persentase NH3 dalam Total Ammonia Nitrogen (TAN) yang diamati pada pH dan temperatur tertentu. Di air payau atau air laut. Persentase ammonia tersebut juga dipengaruhi oleh salinitas.
Pembuatan Pereaksi
1. Akuades bebas ammonia
Lewatkan akuades pada resin kation pengganti asam kuat (strong acid cation exchange resin). Akuades bebas ammonia ini harus dibuat baru tiap hari.
2. Phenate
Timbang 10,0 g phenol dan 2,5 g NaOH, kemudian larutkan dalam 100 ml akuades. 3. Mangan sulfat
Timbang 50 mg MnSO4, H2O, kemudian larutakan dalam 100 ml akuades bebas ammonia.
4. Chlorox (Oxidizing Solution)
Sebanyak 20 ml chlorox (mengandung + chlorine) dilarutkan ke dalam 80 ml akuades, lalu tambahkan HCI (1+3) hingga ph menjadi sekitar 6,5-7,0. Buat yang baru setiap 4-5 hari.
5. Larutan Standar (NH4CI) 0,30 ppm
a. Timbang 1,9079 g NH4CI, karutkan dalam 500 ml akuades (1000 ppm). b. Pipet 5 ml larutan (a. ), encerkan hingga volume 500 ml (10 ppm). c. Pipet 15 ml larutan (b. ), encerkan hingga volume 500 ml (0,30 ppm).
Prosedur Pengukuran ammonia total
1. Saring 25-50 ml air sampel dengan berkas saring Whatman no. 42 (jangan menggunakn “Vacuum pump”, agar tak ada amonia yang hilang).
2. Pipet 10,00 ml air sampel yang telah disaring, masukkan ke dalam gelas piala.
3. Sambil diaduk (sebaiknya dengan `magnetic stirer`), tambahkan 1 tetes MnSO4, 0,5 ml chlorox (oxidizing solution) dan 0,6 ml phenate. Phenate ditambahkan dengan segera dengan menggunakan pipet tetes yang telah dikalibrasi. Diamkan selama + 15 menit, sampai pembentukan warna stabil (warna akan tetap stabil sampai beberapa jam).
4. Buat larutan blanko dari 10,00 ml akuades. Lakukan prosedur 3.
5. Buat larutan standar dari 10,00 ml larutan standar ammonia (0,30 ppm). Lakukan prosedur 3.
6. Dengan larutan blanko pada panjang gelombang 630 nm, set Spektro fotometer (Gambar 4) pada Absorbance 0,000 (atau Transmittance 100%), kemudian lakukan pengukuran sampel dan larutan standar.
Catatan :
- Bila konsentrasi ammonia (TAN) melebihi 2 ppm, intensitas warna biru yang terbentuk jadi terlalu tinggi (warna terlalu biru), sehingga tak dapat diukur secara akurat dengan spektrofotometer. Bila terjadi, encerkan sampel seperlunya dengan akuades bebas ammonia, kemudian baru diambil 10 ml untuk analisa. Dalam perhitungan, faktor pengencer harus disertakan.
- Bila kekeruhan sampel tidak dapat dihilangkan dengan filtrasi, ammonia mesti disuling dan `di tangkap` dengan larutan asam borat (bario acid) untuk analisa. Cara ini diterangkan dalam “Standard Methods” (APHA, 1989).
Perhitungan
Hitung konsentrasi ammonia-N total (TAN) dengan persamaan:
Abs Sampel – Abs blanko
[TAN] mg/L sebagai N = ppm NH3-N = X Cst
Abs standar - Abs blanko Keterangan
Cst = konsentrasi larutan standar (0,30 mg /L) Abs = nilai absorbance
Konsertasi ammonia yang terukur tersebut dinyatakan dalam kadar nitrogen (N) yang terdapat dalam ammonia (NH3). Untuk mengetahui konsentrasi ammonia yang dinyatakan dalam mg NH3/L (-ppm NH3), nilai [TAN] diatas dikalikan dengan faktor seperti pada persamaan berikut : BM NH3 mg NH3/L = ppm NH3 –N X = ppm NH3-N x 1,216 BA N Keterangan : BM = berat molekul BA = berat atom Gambar 4. Spektrofotometer
2.Nitrit-Nitrogen
Nitrit merupakan hasil metabolisme dari siklus nitrogen. Bentuk pertengahan dari nitrifikasi dan denitrifikasi. nitrit adalah komponen yang mengandung nitrogen berikatan dengan dua atom oksigen. Diperairan alami kandungan nitrit berda dalam jumlah yang sedikit, karena tidak stabil dengan keberadaan oksigen. Kandungan nitrit yang tinggi dapat mengakibatkan terganggunya proses pengikatan oksigen oleh hemoglobin darah, yang selanjutnya membentuk met-hemoglobin yang tidak mampu mengikat oksigen (Effendi 2003).
Prinsip analisa
Metode yang digunakan dalam pengukuran nitrit adalah metode Sulfanilamide (APHA, 1989). Pereaksi yang dipakai adalah sulfanilamide sebagai `diazotizing reagent` dan NED (N-1-napthyl-ethylene-diamine-dihydrochloride) sebagai coupling reagent. Nitrit yang terdapat diperairan bereaksi dengan pereaksi-pereaksi ini membentuk garam-garam diazonium (diazonium salts). `Diazonum salts` bersama dengan amino atau kelompok hidroksil dari aromatik kompleks, membentuk senyawa “azo” yang berwarna merah terang (pink).
Pembuatan Pereaksi
1. Sulfanilamide (Diazotizing reagent)
Sebanyak 5 g sulfanilamide dan 50 ml HCI pekat dilarutkan ke dalam 300 ml akuades, aduk sampai larut. Encerkan hingga volume 500 ml.
2. NED (Coupling reagent)
Sebanyak 500 mg NED dilarutkan ke dalam 500 ml akuades, Simpan dalam botol gelap dan ditempat gelap. Larutan ini secara bertahap akan menjadi cokelat gelap. Harus dibuat yang baru setiap 2-1 minggu.
3. Larutan standar Nitrit-N 1,00 mg/L (1ppm)
Timbang 0,4925 g NaNO2 dan larutkan dengan akuades menjadi 1000 ml (100 ppm). Dari larutan ini, pipet dengan tepat 10,0 ml dan encerkan sampai 1000 ml, sehingga didapat laruitan standar NO2-N 1 pppm.
Prosedur Pegukuran Nitrit
2. Pipet 10,00 ml air sampel yang telah disaring, masukkan ke dalam gelas piala.
3. Tambahkan 0,2 ml ( + 4 tetes) ‘diazotizing reagent’, aduk. Biarkan 2-4 menit (jangan lebih). 4. Tambahkan 0,2 ml NED, aduk. Biarkan 10 menit agar terbentuk warna merah (pink) dengan
sempurna.
5. Buat larutan blanko dari 10 ml akuades.Lakukan prosedur 3 dan 4.
6. Buat satu seri larutan standar nitrit-N dengan konsentrasi (ppm) sebagai berikut: 0,025; 0,05; 0,01; 0,02; 0,04; 0,08 dari larutan standar 1 ppm, dengan pengenceran yang tepat. (gunakan pipet dan labu takar yang sesuai). Lakukan prosedur 2, 3, 4.
7. Dengan larutan blanko dan pada panjang gelombang 543 nm, set spektrofotometer pada ‘Absorbance’ = 0,000 kemudian ukur sampel dan larutan standar.
8. Untuk menentukan konsentrasi nitrit-nitrogen, buat grafik atau persamaan regresi (y = A + BX) dari larutan standar. Sumbu x sebagai konsentrasi (ppm) nitrit-nitrogen dan sumbu y sebagai nilai ‘absorbance’ (A) atau ‘transmittance’ (T). Nilai A atau T air sampel diplotkan pada grafik atau disubtitusikan dalam persamaan regresi, sehingga diperoleh kadar nitrit-nitrogen di perairan.
Konsentrasi (ppm) NO2-N yang terukur pada metoda ini adalah kadar nitrogen yang terdapat pada nitrit (dalam satuan mg N per liter atau ppm NO2-N).
Perhitungan
Untuk mengetahui kadar nitrit sebagai mg NO2/L (ppm NO2) digunakan persamaan berikut :
BM NO2
mg NO2-/L = ppm NO2-N x = ppm NO2-N x 3,28 BA N