LAPORAN KIMIA ANALITIK KI3121
Percobaan 04
PENENTUAN KEKERUHAN AIR
SECARA TURBIDIMETRI
Nama : Agam Muarif
Nim : 10510070
Kelompok : 05
Tanggal Percobaan : 09 November 2012
Tanggal Laporan : 19 November 2012
Nama Asisten : Gaby Almira (10509028)
LABORATORIUM KIMIA ANALITIK PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
Percobaan - 4
Penentuan Kekeruhan Air Secara Turbidimetri
I. Tujuan Menentukan kekeruhan larutan sampel secara Turbidimetri dengan menggunakan tiga metode
II. Teori Dasar
Turbiditas merupakan satuan kekeruhan yang diakibatkan adanya hamburan sinar oleh suatu partikel. Hamburan sinar terjadi karena interaksi antara sinar yang diberikan dengan partikel suspensi yang terdispersi dalam larutan. Partikel-partikel suspensi tersebut dapat berupa alga, material organik, mikroorganisme, material koloid dan bahkan molekul besar sekalipun. Hamburan didefiniskan sebagai peristiwa penyerapan atau pemantulan kembali cahaya oleh suatu partikel. Terdapat beberapa jenis hamburan,yaitu :
1. Hamburan Rayleigh:
Hamburan oleh partikel kecil (atom atau molekul) dan terjadi ke segala arah.
Partikel yang mempunyai ukuran lebih kecil dari panjang gelombang sinar datang.
Hamburan sinar terjadi secara elastik (tidak ada energi yang hilang),
2. Hamburan Debye (kadang disebut Rayleigh-Debye):
Hamburan oleh partikel yang lebih besar daripada pada proses hamburan Rayleigh, datang
Hamburan sinar terjadi secara elastik (tidak ada energi yang hilang),
Distribusi hamburan tidak merata pada semua arah, bergantung sudut hamburan.
Tidak selalu dianggap sebagai klasifikasi terpisah dari Rayleigh 3. Hamburan Mie:
Hamburan oleh partikel dengan ukuran > sinar datang
Hamburan sinar terjadi secara elastik
Bersama Hamburan Debye merupakan proses yang penting dan digunakan dalam penentuan ukuran partikel dan dasar pengukuran secara turbidimetri dan nefelometri
4. Hamburan Brillouin:
Hamburan tak elastik, dengan pergeseran panjang gelombang
Pergeseran panjang gelombang bergantung sudut hamburan
Diakibatkan oleh fluktuasi gelombang suara termal
Pengukuran memerlukan spektrometer resolusi tinggi 5. Hamburan Raman:
Hamburan yang dapat mengubah frekuensi antarasinar yang datang dengan sinar yang dihamburkan
Metode yang biasa digunakan untuk mengukur turbiditas suatu larutan adalah turbidimetri dengan alat turbidimeter. Dasar dari analisis turbidimetri adalah pengukuran intensitas cahaya yang ditranmisikan sebagai fungsi dari konsentrasi fase terdispersi, bilamana cahaya dilewatkan melalui suspensi maka sebagian dari energi radiasi yang jatuh dihamburkan dengan penyerapan, pemantulan, dan sisanya akan ditranmisikan (Khopkar, 2003).
Gambar 1 : Prinsip alat Turbidimetri dan Nefelometri
Prinsip umum dari alat turbidimeter adalah sinar yang datang mengenai suatu partikel ada yang diteruskan dan ada yang dipantulkan, maka sinar yang diteruskan digunakan sebagai dasar pengukuran (Day and Underwood, 2002).Turbidimetri biasanya digunakan pada konsentrasi materi terdispersinya tinggi.
Pengukuran tingkat kekeruhan dapat ditentukan menggunakan suatu metoda lagi, yaitu nefelometri. Pada nefelometri konsentrasi kekeruhan yang diukur kecil (0 – 20 NTU) bila dibandingkan dengan turbidimetri ( >20 NTU) dengan NTU adalah Nefelo Turbidans Unit.Hal ini disebabkan karena mengalami gangguan dari interferensi dan ketidaklinearan.
Perbedaan juga terdapat pada sinar yang diukur, pada nefelometri sinar yang diukur merupakan hasil hamburan dari sinar datang, oleh karena itu detector dipasang pada sudut tertentu dari sampel.
Turbidimetri dapat diukur menggunakan instrumen spektro-fotometer sederhana atau fotometer, sedangkan nefelometri dapat menggunakan instrumen pengukur fluoresensi (fluorometer).Seringkali menggunakan filter, dapat sebelum ataupun sesudah sel sampel, dan sinar yang diukur adalah sinar biru (intensitas hamburan tinggi). Pada turbidimetri, detektor diletakkan segaris dengan sumber sinar (sudut 0o), sedangkan untuk nefelometri 90o.Dapat pula digunakan alat yang lebih canggih, dengan detektor yang dapat bergeser setengah lingkaran, sehingga pengukuran hamburan dapat dilakukan pada sudut 0 -180o. Sel wadah sampel disesuaikan dengan instrumen yang digunakan.
III. Data Pengamatan
λ = 500 nm [Standar] = 400 NTU Metoda I [standar] (NTU) S 40 0,25568 60 0,39382 80 0,52282 100 0,66241 120 0,78287 [sampel] 0,72052
Metoda II Volume Standar (mL) S 1 0,88108 2 1,02360 3 1,15120 4 1,27010 Metoda III Volume standar (mL) S 0 0,26657 2,5 0,52733 4,0 0,68504 5,0 0,79614 7,5 1,06870
IV. Pengolahan Data
Metoda I [standar] (NTU) S 40 0,25568 60 0,39382 80 0,52282 100 0,66241 120 0,78287 [sampel] 0,72052
Konsentrasi sampel ditentukan dari hasil regresi linier terhadap kurva larutan standar dengan metoda I sebagai berikut :
Dengan persentase kesalahan terhadap konsentrasi asli dari sampel adalah :
% galat = x 100% % galat = x 100% % galat = 1,88 % Metoda II Volume Standar (mL) S S’ 1 0,88108 0,969188 2 1,02360 1,22832 3 1,15120 1,49656 4 1,27010 1,77814 y = 0,0066x - 0,0057 R² = 0,999 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 50 100 150 S [konsentrasi]
Kurva Metode 1
Series1 Linear (Series1)Dari persamaan regresi linier turbidan terhadap volume standar, dapat dihitung konsentrasi dari sampel yang digunakan pada percobaan, sebagai berikut :
S = + S’ = + dengan y = S’ m = k Cs /10 x = Vs intersep = k Cx Vx / 10 sehingga, m = k Cs /10 0,269 = k 400/10 k = 0,006725 intersep = k Cx Vx / 10 0,694 = 0,006725 Cx 10/10 Cx = 103,197 NTU Dengan persentase kesalahan sebagai berikut :
% galat = x 100% % galat = x 100% % galat = 4,45 % y = 0.2695x + 0.6943 R² = 0.9997 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 0 1 2 3 4 5 S' Volume Standar (mL)
Kurva Metode 2
Series1 Linear (Series1) Metoda III Volume standar (mL) S 0 0,26657 2,5 0,52733 4,0 0,68504 5,0 0,79614 7,5 1,06870
Dari persamaan regresi linier turbidan terhadap volume standar, dapat dihitung konsentrasi dari sampel yang digunakan pada percobaan, sebagai berikut :
S = + dengan y = S m = x = Vs intersep = sehingga, m = 0,107 = k = 0,0066875 y = 0.107x + 0.2623 R² = 0.9998 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 2 4 6 8 S Volume Standar (mL)
Kurva Metode 3
Series1 Linear (Series1)intersep =
0,262 =
Cx = 97,944 NTU Dengan persentase kesalahan sebagai berikut :
% galat = x 100%
% galat = x 100%
% galat = 9,31 %
V. Pembahasan
Pada percobaan penentuan kekeruhan sampel air digunakan metode turbidimetri. Metode spektrofotometri ini mengukur penurunan intensitas cahaya yang diteruskan akibat adanya hamburan. Metode ini cocok untuk mengukur sampel yang memiliki konsentrasi besar atau ukuran partikel yang terlarut besar. Turbidimetri menggunakan sinar datang yang searah dengan detektor dan signal processor.
Gambar 2. Bagan alat turbidimetri
Pada percobaan ini, kekeruhan air ditentukan dengan menggunakan tiga prosedur yang berbeda. Pada metoda pertama digunakan metoda kurva kalibrasi atau standar luar. Sedangkan untuk metoda kedua dan ketiga, kita menggunakan metoda penambahan standar. Perbedaan antara penambahan standar pada metoda kedua dan ketiga terletak pada jumlah standar yang ditambahkan dan volume total yang digunakan. Pada metoda kedua, larutan standar ditambahkan dengan jumlah yang tetap dan volume total yang digunakan selalu berubah. Pada metoda ketiga, jumlah volume standar yang ditambahkan berbeda, namun volume total yang digunakan adalah tetap.
Metode I merupakan metode kurva kalibrasi sekaligus metode penambahan luar. Metode ini dilakukan dengan mengasumsikan medium (matriks) sampel dan standar adalah sama dan konsentrasi sampel berada pada daerah konsentrasi standar. Pada metode kurva kalibrasi dilakukan pengukuran transmitan sejumlah larutan standar pada daerah konsentrasi tertentu. Dan dari hasil yang diperoleh %galat dari metode ini lumayan kecil,sebab sampel tepat berada dalam range pengukuran oleh
sampel standar.Metode 1 menghasilkan persen galat yang lebih besar dibandingkan metode 2 dapat disebabkan oleh kesalahan dalam membuat larutan.Adapun nilai konsentrasi yang didapatkan dari metode 1 adalah 110,03 NTU dan %galat adalah 1,88%.
Metode II & III merupakan metode penambahan standar dalam. Pada metode ini, sampel air ditambah dengan larutan standar pada berbagai volume yang kemudian diencerkan sampai volume total menjadi 25 mL. Metode ini merupakan metode yang teliti, karena penambahan standar dilakukan agar nilai turbidans dapat dideteksi oleh alat bila konsentrasi partikulat penghambur sangat kecil. Perbedaan metode 1 & 2 adalah kondisi pemakaiannya, metode 2 biasa dipakai saat jumlah sampel sangat sedikit sehingga proses penambahan standar dapat berlangsung seiringan dengan proses analisisi. Pada metode 3 segala sesuatu di persiapkan terlebih dahulu, perbedaan galat yang kecil pada metoda 2,yang mana konsentrasi yang didapat adalah 103,197 NTU dengan %galat adalah 4,45% & metode 3 memiliki persen galat yang cukup besar yaitu 9,31% dengan konsentrasi 97,944 NTU walaupun sama – sama metoda penambahan dalam, dapat dipengaruhi oleh kondisi proses penambahan standarnya. Pada metode 2 kesalahan dapat muncul saat proses pengadukan yang tidak merata, atau penambahan standar yang tidak tepat.
Penyimpangan hasil perhitungan dari nilai sebenarnya mungkin disebabkan antara lain: Kekeruhan larutan standar yang dipakai tidak tepat sesuai konsentrasi yang seharusnya sehingga menimbulkan kesalahan pada penentuan kekeruhan. Selain itu, kemungkinan yang lain adalah pada saat penuangan kembali larutan (pada metode II) pada kuvet ke dalam gelas kimia, ada sebagian larutan yang tertinggal pada kuvet. Sebagian larutan yang tertinggal tersebut tidak diikutsertakan dalam pengukuran sehingga menimbulkan kesalahan pada pengukuran dan penentuan kekeruhan nantinya. Jika hal itu terjadi, penyimpangan semakin besar dapat terjadi pada metode II sebab kesalahan yang disebut sebelumnya (sisa larutan pada kuvet yang) dilakukan sebanyak beberapa kali seiring dengan penambahan standar yang dilakukan.
VI. Kesimpulan
- Secara turbidimetri didapatkan konsentrasi sampel dengan menggunakan metoda satu adalah 110,03 NTU dengan persentase kesalahan 1,88 %.
- Secara turbidimetri didapatkan konsentrasi sampel dengan menggunakan metoda dua adalah 103,197 NTU dengan persentase kesalahan 4,45 %.
- Secara turbidimetri didapatkan konsentrasi sampel dengan menggunakan metoda tiga adalah 97,944 NTU dengan persentase kesalahan 9,31 %.
- Dari percobaan dapat disimpulkan metoda yang paling baik pada pengukuran secara turbidimetri adalah metoda dua.
VII. Daftar Pustaka
- J.D. Ingle, Jr and S.R. Crouch, Spectrochemical Analysis, Prentice-Hall International, Inc. 1998, hal. 513 – 515.
- Khopkar, S.M., (2003), Konsep Dasar Kimia Analitik, Terjemahan A.Saptorahardjo, Edisi pertama, UI Press, Jakarta.
