Week 4 Sifat Fisik dan pH Sampel Air

(1)

Week 4 Sifat Fisik

dan pH Sampel Air

Teknik Analisis Pencemar Lingkungan (TAPL) RE

(2)

Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS

(3)

(4)

p H

(5)

(6)

Pengukuran pH Titrasi Asam Basa

 _pH__{kadar asam basa dalam suatu larutan,}

melalui konsentrasi ion hidrogen H+. Ion hidrogen

adalah faktor utama dalam ilmu teknik lingkungan karena:

 keseimbangan dinamis pada semua reaksi kimia dalam pencemaran air

 jumlah reaksi yang tidak menggunakan H+ hanya sedikit.

pH

(7)

 _{mempengaruhi kehidupan biologi dan}

mikrobiologi.

 _{Peranan ion hidrogen tidak penting}__bila

pelarutnya bukan air, melainkan alkohol, bensin, dll.

 _{Pada abad ke-18}__{sudah diketahui bahwa semua}

asam mengandung hidrogen H+ dan semua basa

mengandung hidroksil OH-.

(8)

Prinsip Pengukuran pH



Ion H

+

dan Ion OH

-

selalu berada dalam

keseimbangan kimiawi yang dinamis dengan

H

₂

O melalui reaksi:K

_w

H

₂

O



H

+

+ OH

-keseimbangan (K

_w

) dapat dinyatakan sebagai

berikut:

Kw = (H

+

) (OH

-

)

H

₂

O

pH

(9)

 _{Kw = (H}+) (OH-)

 _{Kw = 10}-14

 _{Jumlah zat dinyatakan dalam mol/liter bukan}

konsentrasi.

 _{Dalam air murni (H}+) = (OH-) = 10-7

 _{- log (H}+) = pH

 _{Nilai pH dapat diikuti dan diperkirakan dengan:}

- Indikator (celupan) selama suatu titrasi asam basa (kolorimetri). Nama tekniknya adalah

kolorimetri dan potensiometri (atau elektrometri)

(10)

Sifat cara kolorimetri & potensiometri

pH

Kolorimetri Potensiometri

Sederhana (dengan kertas

pH) Memerlukan sumber tenaga (listrik / baterai) Ketelitian 0,5 pH Ketelitian 0,01 pH

Indikator tidak tahan lama Harus distandarisasi sebelum digunakan, elektroda

disimpan pada larutan KCl Sampel tidak boleh keruh

(perubahan warna tidak kelihatan)

Sabun dan minyak yang menempel pada elektroda menganggu pengukuran Tidak teliti jika digunakan

untuk mengetahui nilai pH, tapi perubahan pH

Skala pH lengkap

(11)

Gangguan:

- Larutan yang mengandung jumlah kadar garam yang rendah (<10-3 M) kurang bersifat bufer

hingga pembacaan nilai pH kurang stabil

(pembacaan berputar sekitar angka yang benar). - Kalau nilai pH berkaitan dengan reaksi yang

lambat, misalnya peralihan antara CO₂ HCO₃-

(bikarbonat), dan CO₃2- , reaksi 5 - 60 s sebelum

reaksi tersebut mencapai keseimbangan dan kedaan stabil.

(12)

Gangguan:

 pH larutan bisa berubah, seperti absorbsi CO₂

dan pengendapan Mg(OH)₂. Diperlukan pengadukan sampel

 _{Perubahan suhu menyebabkan perubahan}

keseimbangan kimiawi. Dengan demikian nilai Kw berubah sebagai berikut:

14,94 (0oC), 14,53 (10oC), 14,35 (15oC), 14,17

(20oC), dan 13,83 (20oC).

pH

(13)

Ketelitian



tidak cukup bufer, karena kadar garamnya <

10

-3

M, pembacaan menjadi kurang stabil.



Ketelitian kolorimetri  jelas / tidak

perubahan warna



Ketelitian potensiometri  tergantung pada

jenis pH meter, kedaan elektroda, dan

ketelitian standard bufer (0,01 sampai 0,1

satuan pH).

(14)

Pengawetan Sampel

 Kegiatan biologis, pengendapan CaCO₃ dan

Mg(OH)₂, pengaruh udara, dapat merubah nilai pH. Oleh karena itu pH harus ditentukan segera dengan waktu simpan kurang dari 2 jam.

 _{Perlu pengukuran}_{in situ}

pH

(15)

Pada Teknik Lingkungan:

 _{Pada proses koagulasi:}

 tawas  menurunkan pH  Kapur  menaikkan pH

 _{Proses desinfeksi dengan NaOCl}

 _{Koreksi pH pada air minum atau air limbah}  _{Proses biologis pada activated sludge}

(16)

 _{Dipengaruhi oleh banyaknya zat padat terlarut}

(TDS)

 _{Satuan dalam}__mhos/cm

 _{Biasanya TDS = (0,55 – 0,70) DHL}

 _{Jika air banyak mengandung banyak asam bebas}

atau alkaliniti basa maka faktor kurang dari 0,55

 _{Jika banyak mengandung kekeruhan maka faktor}

bisa lebih dari 0,7

DHL

(17)

(18)

 _{Disebabkan zat tersuspensi: lempung, lumpur,}

zat organik, plankton dan zat-zat halus lainnya 

hamburan dan absorbsi cahaya yang melaluinya.

 _{Disebabkan karena suspensi material yang luas,}

tergantung pula dari jumlah suspensi material, dari range koloid ke dispersi yang lebih kasar,

tergantung derajat turbulensinya (Sawyer, 1994).

Kekeruhan

(19)

a. Suspensi kwarts halus b. Suspensi kwarts kasar

(20)

3 metode pengukuran kekeruhan:

1. Metoda nefelometrik (unit kekeruhan nefelometrik atau NTU).

2. Metode Hellige Turbidimetri (unit kekeruhan silika)

3. Metode visuil (unit kekeruhan Jackson).

Prinsip metode nefelometrik

adalah

perbandingan

antara intensitas cahaya yang dihamburkan

dari suatu

sampel air dengan intensitas cahaya yang

dihamburkan

oleh larutan keruh standard pada kondisi

sama.

Kekeruhan

(21)

 _{Makin tinggi intensitas cahaya yang dihamburkan}

maka makin tinggi pula kekeruhannya. Sebagai standard kekeruhan dipergunakan pula suspensi polimer formazin Turbidity Unit (Ftu).

 _{Kekeruhan dari suspensi standard tersebut hampir}

sama dengan skala kekeruhan 40 unit Jackson

(UKJ) yang diukur dengan “Candle Turbidimeter” menggunakan nyala lilin. Oleh karena itu

pengukuran kekeruhan dengan skala nefelometrik mempunyai nilai yang hampir sama dengan skala “Candle turbidimeter”.

(22)

Gangguan Pengukuran Kekeruhan



Warna nyata mengganggu pemeriksaan

kekeruhan,

sehingga mengakibatkan penurunan nilai

kekeruhan yang disebabkan absorbsi cahaya.



Tabung yang kurang bersih dan buram, atau

retak juga mengganggu penentuan.

Ketelitian



sampel yang representatif, terutama bila

sampel mengandung banyak zat tersuspensi.

Kekeruhan

(23)

Pengawetan Sampel Pengukuran Kekeruhan

 _{Selama penyimpangan zat tersuspensi}

mengendap bersama zat koloidal; karena terjadi fokulasi sendiri

 _{sampel dapat diawetkan dengan menyimpan pada}

tempat yang gelap (untuk mencegah ganggang) paling lama 2 hari.

(24)

(25)

Merupakan hal penting untuk pelayanan air

(PDAM):

1. Estetika

 _Mengharapkan_{turbidity-free water}

 Merupakan salah satu indikator adanya pencemaran air limbah dan bahkan logam berat.

2. Filterability

Kekeruhan tinggi meningkatkan kinerja flter dan

pembersihannya  perlu koagulasi-fokulasi sebelum masuk ke fltrasi sehingga removal kekeruhan lebih efektif.

3. Desinfeksi

(26)

Aplikasi dari data kekeruhan

 _{Water Supply}

 raw water for water supply

 _{Domestic and Industrial Waste Treatment}

 Kefektifan dari removal SS, keperluan perubahan dosis koagulan, kecepatan

pengolahan.

Kekeruhan

(27)

Warna

 _{Warna di dalam air dapat disebabkan oleh adanya}

ion-ion metal alam (besi dan mangan), humus, plankton, tanaman air dan buangan industri.

Warna air biasanya dihilangkan terutama sekali untuk penggunaan air industri dan air minum.

 _{Yang dimaksud dengan}_{warna sebenarnya}_adalah

warna nyata yaitu warna setelah kekeruhan sampel

dihilangkan. Sedang yang dimaksud warna nampak

(28)

Prinsip analisa warna

 _{ditentukan dengan membandingkan secara visuil}

warna dari sampel dengan larutan standard warna yang diketahui konsentrasinya.

 _{standard warna digunakan larutan platina-kobalt}

dengan satuan mg/L Pt-Co.

 _{tersedia sebagai cetakan di set peralatan}

Merckoquant (jauh lebih sederhana, cocok untuk lapangan, tapi ketelitiannya lebih rendah).

Warna

(29)

Gangguan pemeriksaan warna

 _{Kekeruhan dan zat tersuspensi dapat}

mengganggu pemeriksaan warna. Gangguan tersebut dihilangkan dengan penyaringan atau centrifuge.

 _{tanpa menyaring dahulu}__{”warna nampak”}  _{sampel disaring}__{“warna sebenarnya”.}

(30)

Environmental Laboratory - Department of Environmental Engineering - ITS Ketelitian penentuan warna

Penentuan warna adalah analisa agak kasar.

Penyimpangan baku yang relatif untuk warna bisa sampai beberapa persen, dan untuk warna nampak sampai 10%.

Pengawetan sampel

Diawetkan pada suhu 4oC dan boleh ditunda paling lama 2 hari.

Warna

(31)

(32)

Rasa

Dibedakan:

 _Asam

 _Manis  _Pahit

 _Asin

 Indera pengecapan

(33)

Bau

 _{Bau dalam}_{Environmental Engineering}

dikategorikan bau yang mengganggu. Bila suatu badan air/air limbah mempunyai bau yang

mengganggu (tidak sedap) maka hal itu

(34)

Let’s Have a Great Sem!

34 Environmental Laboratory - Department of