BAB II
TINJAUAN PUSTAKA A. Air
Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat manusia dan makhluk hidup lainnya karena fungsinya bagi kehidupan tersebut tidak akan dapat digantikan oleh senyawa lainnya. Air sebagian terdapat di laut dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, danau, uap air dan lautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti siklus air, yaitu melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai, muara) menuju ke laut Air bersih penting bagi kehidupan manusia.
Kualitas air berhubungan dengan adanya bahan – bahan lain terutama senyawa – senyawa kimia baik dalam bentuk senyawa organic juga adanya mikroorganisme yang memegang peranan penting dalam menentukan kompsisi air. Dalam jaringan hidup, air merupakan medium untuk berbagai reaksi dan proses ekskresi. Air merupakan komponen utama baik dalam tanaman maupun hewan, terasuk manusia.Tubuh manusia terdiri dari 60–70% air. Transportasi zat – zat makanan dalam tubuh semuanya dalam bentuk larutan dengan pelarut air (Achmad, 2004 ).
1. Pembagian Air
Sumber – sumber air ada 4 yaitu:
a. Air Laut
Air laut mempunyai sifat asin karena mengandung garam NaCl.Garam NaCl dalam air laut 3 %, dengan keadaan ini maka air laut tidak memenuhi syarat untuk air minum.
b. Air Atmosfer
Air ini dalam keadaan murni, sangat bersih karena dengan adanya pengotoran udara yang disebabkan oleh kotoran – kotoran industri atau debu dan lain sebagainya.Air hujan juaga mempunyai sifat lunak sehingga boros terhadap pemakkaian sabun.
c. Air Permukaan
Air permukaan adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengaliran, misalnya oleh lumpur, batang kayu, daun – daun, kotoran industri kota dan sebagainya. Jenis pengotoran ini dinamakan kotoran fisik, kimia dan bakteriologi. d. Air Tanah
Air tanah adalah air yang berasal dari permukaan yang merembes kedalam tanah, yang terdapat di dalam lapisan bumi.
1. Kualitas Air
Peraturan Pemerintah No. 20 tahun 1990 mengelompokkan kualitas air menjadi beberapa golongan :
a. Golongan A, yaitu yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu.
b. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum. c. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan.
d. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha di perkotaan, industri, dan PLTA.
2. Pencemaran Air
Pencemaran air adalah perubahan langsung atau tidak langsung terhadap keadaan air yang berbahaya atau berpotensi menyebabkan penyakit ayau gangguan bbagi kehiduapan makhluk hidup.Perubahan langsung atau tidak langsung ini dapat berupa perubahan fisik, kimia, termal, biologi, atau radioaktif. Beberapa indikator terhadap pencemaran air dapat diamati dengan melihat perubahan keadaan air dari keadaan yang normal, diantaranya :
a. Adanya perubahan suhu air
b. Adanya perubahan tingkat keasaman, basa, dan garam air c. Adanya perubahan warna, baud an rasa pada air
d. Terbentuknya endapan, koloid dari bahan terlarut
e. Terdapat mikroorganisme di dalam air ( Situmorang, 2007 ). B. Arang Tempurung Kelapa
Arang tempurung kelapa adalah produk yang diperoleh dari pembakaran tempurung kelapa tidak sempurna. Sebagai bahan bakar, arang tempurung kelapa lebih menguntungkan dibanding kayu bakar karena memberikan kalor pembakaran yang lebih tinggi, dan asap yang lebih sedikit. Kandungan karbon aktif pada arang tempurung kelapa sangat tinggi yang berfungsi sebagai anti toksik atau anti racun dan penawar bau dan penghilangan logam berat (Prihandana Rangga, 2010).
1. Proses Pembuatan Arang Batok Kelapa a. Dibakar Langsung
Batok kelapa langsung dibakar di atas tanah, setelah menjadi bara dimatikan apinya, biasanya dengan cara disiram air menggunakan air pada bara tersebut. Hasil arang dari cara ini kualitas arangnya kurang bagus karena arang tersebut banyak yang pecah–pecah dan mengandung kadar air tinggi.
Skema 1. Pembuatan arang dibakar langsung b. Dibakar dalam Kaleng
Disediakan kaleng yang sudah dilepas penutup atasnya (seperti tong sampah). Diberdirikan drum dengan lubang menghadap keatas, dimasukkan dua
Batok Kelapa
Dibakar diatas tanah
Terbentuk bara
Api dimatikan dengan cara disiram air
genggam batok kelapa kedalam dasar kaleng kemudian dibakar. Setelah api menyala dimasukkan sedikit demi sedikit batok kelapa, biarkan asap mengepul seperti sekam. Bila api menyala segera ditimbun dengan batok kelapa terus sampai drum terisi penuh oleh batok kelapa kemudian kaleng ditutup. Bila batok kelapa yang berada diatas sudah menjadi arang, berarti arang sudah jadi. Tumpahkan kaleng yang berisi arang diatas matras, dibiarkan hingga dingin.Setelahdinginarang diayak untuk memisahkan dari debu.
Skema 2. Pembuatan arang dibakar didalam kaleng.
Dimasukkan dua genggam batok kelapa ke dalam kaleng Disiapkan Kaleng
Kosong
Dibakar Dimasukkan sedikit demi
sedikit batok kelapa kedalam kaleng
Bila api menyala cepat – cepat ditimbun dengan batok kelapa
sampai kaleng terisi penuh Dibiarkan asap mengepul
sepeti sekam
Kaleng ditutup ( batok kelapa diatas menjadi arang, berarti arang sudah
C. Mangan ( Mn )
1. Pengertian Mangan ( Mn )
Mangan ( Mn ) adalah logam berwarna abu – abu keperakan yang merupakan unsure pertama logam golongan VIIB, dengan berat atom 54.94g.mol -1
, nomor atom 25, berat jenis 7.43 g.cm-3, dengan mempunyai velensi 2, 4, dan 7. Mangan ( Mn ) digunakan dalam campuran baja, industri pigmen, las, pupuk, pestisida, keramik, elektronik, dan alloy, industri baterai, cat, dan zat tambahan pada makanan. Di alam jarang sekali Mn berada dalam keadaan unsur, umumnya berada dalam keadaan senyawa dengan berbagai macam valensi.
2. Sumber Keberadaan
Kandungan Mn di bumi sekitar 1060 ppm, di tanah sekitar 61 – 1010ppm, di sungai sekitar 7 mg/l, di laut sekitar 10 ppm, di air tanah sekitar <0,1mg/l. Mangan (Mn) terdapat dalam bentuk kompleks dengan bikarbonat, mineral dan organik. Mangan ( Mn ) banyak terdapat dalam pyrolusite (MnO2), braunite (Mn2+Mn3+6)(SiO12), psilomelane (Ba,H2O2)2Mn5O10 dan rhodochrosite ( MnCO3 ). (Eaton Et.al, 2005, Said,2003 ; Perpamsi, 2002).
3. Dampak Mangan ( Mn )
Mangan ( Mn ) termasuk logam esensial yang dibutuhkan oleh tubuh sebagaimana zat besi. Tubuh manusia mengandung Mn sekitar 10 mg dan banyak ditemukan di liver, tulang, dan ginjal. Mn dapat membantu kinerja liver dalam memproduksi urea, superoxide dismutase, karboksilase piruvvate, dan enzim glikoneogenesis serta membantu kinerja otak bersama enzim glutamine sintetase.
Kelebihan Mn dapat menimbulkan racun yang lebih kuat dibanding besi. Toksisitas Mn hampir sama dengan nikel dan tembaga. Mangan bervalensi 2 terutama dalam bentuk permanganat merupakan oksidator kuat yang dapat mengganggu membran mucous, menyebabkan gangguan kerongkongan timbulnya penyakit “manganism” yaitu sejenis penyakit Parkinson, gangguan tulang, osteoporosis, penyakit perthe’s,gangguan kardiovaskuler, hati, reproduksi dan perkembangan mental, hipertensi, hepatitits, posthepaticcirrhosis, perubahan warna rambut, kegemukan, masalah kulit, kolesterol, neurological symptoms dan menyebabkan epilepsi (Janelle, 2004; www.digitalnaturopath.com ).
D. Penetapan Kadar Mangan
1. Prinsip Penetapan Kadar Mangan ( Mn )
Mn yang ada pada sampel dioksidasi dengan K2S2O8 menjadi KMnO4 yang berwarna ungu. Kemudian dibandingkan dengan larutan standart dan dibaca dengan spektrofotometer pada λ 525 nm.
2. Reaksi
2 Mn2+ + 5 S2O8 + 8 H2O → 2 MnO4 + 10 SO42- + 16 H+ 3. Penggangu
a. Ion klorida sampai 1,0 gram diikat dengan penambahan Hg2SO4 menjadi garam kompleks.
b. Zat organik dihilangkan dengan pemanasan lebih lama dan lebih banyak ditambahkan persulfat (Yusrin, 2004).
Spektrofotometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu pada suatu objek kaca atau kuarsa yang disebut kuvet. Sebagian dari cahaya tersebut akan diserap dan sisanya akan dilewatkan. Nilai absorbansi dari cahaya yang dilewatkan akan sebanding dengan konsentrasi larutan didalam kuvet.
Spektrofotometer merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar kromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube. Benda bercahaya seperti matahari atau bohlam listrik memancarkan spectrum lebar yang terdiri atas panjang gelombang. Panjang gelombang yang dikaitkan dengan cahaya tampak itu mampu mempengaruhi selaput pelangi mata manusia dan karenanya menimbulkan kesan subyektif akan ketampakan (vision). Dalam analisis secara spektrofotometri terdapat tiga daerah panjang gelombang elektromagnetik yang digunakan, yaitu daerah UV(200– 380nm), daerah visibel ( 380 – 700 nm ), daerah inframerah ( 700 – 3000 nm ) (Khopkar,1990).
Metode ini dapat digunakan untuk mengetahui zat yang terkandung dalam makanan atau minuman seperti micro nutrient, zat pewarna, dll tergantung panjang gelombang yang telah disetting pada spektrofometer.Setiap senyawa punya serapan maksimal pada panjang gelombang tertentu.Panjang gelombang ini dinamakan panjang gelombang maksimal.Pada panjang gelombang maksimum, hubungan antara absorbansi dan konsentrasi senyawa bisa disetarakan. Panjang
gelombanga maksimum dicari lebih dahulu supaya lebih mudah mengatur range panjang gelombang analisanya.
1. Bagian – bagian Spektrofotometer
Secara garis besar spektrofotometer terdiri dari empat bagian penting yaitu :
a. Sumber Cahaya
Sebagai sumber cahaya pada spektrofotometer haruslah memiliki pancaran radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber energy cahaya yang biasa untuk daerah tampak, untraviolet dekat, dan inframerah dekat adalah sebuah lampu pijar dengan kawat rambut terbuat dari wolfram (tungstern ). Lampu ini mirip dengan bola lampu pijar biasa, daerah panjang gelombang adalah 350-2200 nanometer (nm).
b. Monokromator
Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk menguraikan cahaya polikromatis menjadi beberapa komponen panjang gelombang tertentu (monokromatis ) yang berbeda ( terdispersi ).
c. Cuvet
Cuvet spektrofotometer adalah suatu alat yang digunakan sebagai tempat contoh atau cuplikan yang akan dianalisis. Cuvet biasanya terbuat dari kwarsa, Plexiglass, kaca, plastic dengan bentuk tabung empat persegi panjang 1 x 1 cm dan tinggi 5 cm. Pada pengukuran di daerah UV dipakai cuvet kwarsa atau plexiglass, sedangkan cuvet dari kaca tidak dapat dipakai sebab kaca
mengabsorbsi sinar UV. Semua macam cuvet dapat dipakai untuk pengukuran di daerah sinar tampak ( visibel ).
d. Detektor
Peranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang. Detektor akan mengubah cahaya menjadi sinyal listrik yang selanjutnya akan ditampikan oleh ditampilkan oleh penampil data dalam bentuk jarum penunjuk atau angka digital.
2. Metode Spektrofotometer
Terdapat tiga teknik yang biasa digunakan dalam analisis secara spektrofotometer yaitu:
a. Metode Standar Tunggal
Metode yang menggunakan satu larutan standar yang telah diketahui konsentrasinya, selanjutnya absorbansi larutan standar dan absorbansi larutan sampel di ukur spektrofotometer.
Rumus perhitungan kadar sampel :
b. Metode Kurva Kalibrasi
Metode ini dibuat suatu seri larutan standar dengan berbagai konsentrasi selanjutnya absorbansi masing-masing larutan diukur dengan spektrofotometer. Kemudian dibuat grafik antara konsentrasi dengan absorbansi yang merupakan garis lurus melewati titik.
Y
Keterangan: y = ax + b Y = absorbansi
X = konsentrasi X
c. Metode Asidi Standar
Metode yang dipakai secara luas karena mampu meminimalkan kesalahan yang disebabkan oleh perbedaan kondisi lingkaran (matriks) sampel dan standar. Dua atau lebih dari sejumlah volume tertentu dari sampel dipindahkan ke dalam labu takar. Satu larutan di encerkan sampai volume tertentu kemudian di ukur absorbansinya tanpa ditambah dengan zat standar, sedangkan larutan yang lain sebelum di ukur absorbansinya ditambahkan terlebih dahulu dengan sejumlah tertentu larutan standar dan di encerkan seperti pada larutan yang pertama.
3. Prinsip Kerja Spektrofotometer
Prinsip kerja spektrofotometer adalah bila cahaya (monokromatik maupun campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk akan dipantulkan, sebagian diserap dalam medium itu dan sisanya diteruskan. Nilai yang keluar dari cahaya yang diteruskan dinyatakan dalam nilai absorbansi karena memiliki hubungan dengan konsentrasi sampel. Hokum Beer menyatakan absorbansi cahaya berbanding lurus dengan konsentrasi dan ketebalan bahan / medium.
4. Keuntungan Spektrofotometer
Keuntungan dari spektrofotometer adalah :
a. Penggunaannya luas, dapat digunakan untuk senyawa anorganik, organik dan biokimia yang diabsorbsi di daerah ultra lembayung atau daerah tampak.
b. Sensitivitasnya tinggi, batas deteksi untuk mengabsorbsi pada jarak 10-4 sampai 10-5 m. Jarak ini dapat diperpanjang menjadi 10-6 sampai 10-7 m dengan prosedur modifikasi yang pasti.
c. Selektivitasnya tinggi, jika panjang gelombong dapat ditemukan dimana analit mengabsobsi sendiri, persiapa pemisahan menjadi tidak perlu.
d. Ketelitiannya baik, kesalahan relatif pada konsentrasi yang ditemui dengan tipe spektrofotometer UV-Vis ada pada jarak dari 1 % sampai 5 %. Kesalahan tersebut dapat diperkecil hingga beberapa puluh persen dengan perlakuan khusus. e. Mudah, spektofotometer mengukur dengan mudah dan kinerjanya cepat dengan instrumen modern, daerah pembacaannya otomatis (Skoog,DA, 1996).
5. Kesalahan Spektrofotometer
Faktor-faktor yang sering menyebabkan kesalahan dalam menggunakan spektrofotometer dalam mengukur konsentrasi suatu analit:
a. Adanya serapan oleh pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi selain komponen yang akan dianalisis termasuk zat pembentuk warna.
b. Serapan oleh kuvet. Kuvet yang ada biasanya dari bahan gelas atau kuarsa, namun kuvet dari kuarsa memiliki kualitas yang lebih baik.
c. Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat tinggi, hal ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi, sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat yang digunakan (melalui pengenceran atau pemekatan).
