TUGAS KIMIA LINGKUNGAN
PENENTUAN JUMLAH OKSIGEN DALAM AIR SECARA
KUALITATIF
Disusun oleh :
1. Widha Putri Pangestu 15303241019 2. Marleni Tri Santi 15303241020 3. Onindika Lintang Putri 15303241024
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUA ALAM
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Menentukan jumlah oksigen terlarut dalam air secara kualitatif
B. DASAR TEORI
Oksigen terlarut (DO) adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesa dan absorbsi atmosfer/udara. Oksigen terlarut di suatu perairan sangat berperan dalam proses penyerapan makanan oleh mahkluk hidup dalam air. Untuk mengetahui kualitas air dalam suatu perairan, dapat dilakukan dengan mengamati beberapa parameter kimia seperti oksigen terlarut (DO). Semakin banyak jumlah DO (dissolved oxygen) maka kualitas air semakin baik, jika kadar oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak sedap akibat degradasi anaerobik yang mungkin saja terjadi. Satuan DO dinyatakan dalam persentase saturasi. Oksigen terlarut dibutuhkan oleh semua jasad hidup untuk pernapasan, proses metabolisme atau pertukaran zat yang kemudian menghasilkan energi untuk pertumbuhan dan pembiakan. Disamping itu, oksigen juga dibutuhkan untuk oksidasi bahan – bahan organik dan anorganik dalam proses aerobik. Sumber utama oksigen dalam suatu perairan berasal dari suatu proses difusi dari udara bebas dan hasil fotosintesis organisme yang hidup dalam perairan tersebut.
Kelarutan oksigen dalam air dapat dipengaruhi oleh suhu, tekanan parsial gas-gas yang ada di udara maupun yang ada di air, salinitas, turbulens air, ketinggian serta komponen organik atau persenyawaan unsur-unsur mudah teroksidasi di dalam air. Kelarutan tersebut akan menurun apabila suhu dan salinitas meningkat, oksigen terlarut dalam suatu perairan juga akan menurun akibat pembusukan-pembusukan dan respirasi dari hewan dan tumbuhan yang kemudian diikuti dengan meningkatnya CO2 bebas serta menurunnya pH (Nybakken, 1992). Kelarutan oksigen meningkat dengan meningkatnya turbulen pada air, namun semakin dalam jarak antara permukaan air dengan tanah di dalam air maka semakin rendah kelarutan oksigen tersebut.
Oksigen (O2) dalam suatu perairan tidak lepas dari pengaruh parameter lain seperti karbondioksida, alkalinitas, suhu, pH, dan sebagainya. Di mana semakin tinggi kadar oksigen yang dibutuhkan, maka karbondioksida yang dilepaskan sedikit. Hubungan antara kadar oksigen terlarut dengan suhu ditunjukkan bahwa semakin tinggi suhu, kelarutan oksigen semakin berkurang (Efendi, 2003).
Kadar oksigen (O2) dalam perairan tawar akan bertambah dengan semakin rendahnya suhu dan berkurangnya kadar alkalinitas. Pada lapisan permukaan, kadar oksigen akan lebih tinggi karena adanya proses difusi antara air dengan udara bebas serta adanya proses fotosintesis. Dengan bertambahnya kedalaman akan mengakibatkan terjadinya penurunan kadar oksigen terlarut dalam perairan
Di dalam air, oksigen memerankan peranan dalam menguraikan komponen-komponen kimia menjadi komponen-komponen yang lebih sederhana. Oksigen memiliki kemampuan untuk beroksida dengan zat pencemar seperti komponen organik sehingga zat pencemar tersebut tidak membahayakan. Dengan adanya oksigen dalam air, mikroorganisme semakin giat dalam menguraikan kandungan dalam air. Reaksi yang terjadi dalam penguraian tersebut adalah :
Komponen Organik+O2 +nutrien mikroorganisme→ CO2+H2O+Sel
baru+nutrien+energi
Menurut (Hutagalung, 1985) metode yang dapat digunakan dalam menentukan kadar oksigen terlarut dalam perairan salah satunya yaitu metode titrasi dengan cara winkler. Prinsip penentuan kadar oksigen dalam air berdasarkan titrasi iodometri yang diperkenalkan oleh WINKLER adalah sebagai berikut : dalam larutan yang bersifat basa kuat, MnSO4 bereaksi dengan basa (OH¯) membentuk endapan Mn(OH)2 yang berwana putih. Endapan Mn(OH)2 dalam larutan yang bersifat basa kuat, merupakan senyawa yang tidak stabil, sehingga segera dioksidasi oleh oksigen yang terdapat dalam larutan contoh menjadi Mn(OH)3.
MnSO4 + 2OH- → 2Mn(OH)3
2Mn(OH)3 + 1
2 O2 + H2O → Mn(OH)2 + SO4
Reaksi oksidasi ini bersifat kuantitatif, yang berarti banyaknya Mn (OH)3 yang terbentuk adalah ekivalen dengan banyaknya O2 yang terdapat dalam larutan contoh.
Setelah proses pengendapan sempurna, larutan diasamkan dengan H2SO4. Dalam suasana asam kuat, endapan Mn(OH)3 larut kembali dan melepaskan Mn . Ion Mn2+ yang dilepaskan ini bersifat oksidator kuat, sehingga akan mengoksidasi ion iodida menjadi I2 bebas. I2 yang dibebaskan dari garam NaI atau KI ini dititrasi dengan natrium tio-sulfat (Na2S2O3).
2Mn(OH)3 + 2I- + 6H+ → 2Mn2+ + I2 + 6H2O I2 + I- ↔ I3
-Larutan tio-sulfat dioksidasi menjadi tetrationat dan I2 direduksi menjadi I¯. Untuk menentukan titik afchir titrasi dipakai indikator kanji. Iodium (I2) bereaksi dengan kanji membentuk senyawa kompleks yang berwarna biru.
I3- + 2S2O32- → I- + S4O6
larutan contoh dapat dihitung dari banyaknya larutan baku tio-sulfat yang terpakai untuk titrasi.
C. ALAT DAN BAHAN
1.
Alat :Gambar Alat Gambar Alat Gambar Alat
a
.3 buah alat injeksi 30ml
b
.3 buah Jarum injeksi
c
.Batu krikil berukuran kecil
d
.3 buah Karet Gelang
e
.Sepatula
f
.Stopwatch
g
.Kaca Arloji
h
.Tabung Reaksi
i
.2.
Bahan :j
.Plastik
Beaker Glass 25 ml
k
.Neraca Analitik
l
.m
.Rak Tabung Reaksi
Pipet Volume
n
.Pipet Tetes
o
.p
.Gambar Bahan Gambar Bahan
a.
.Akuades
b
.Air Kolam
c
.Air comberan (air bekas cucian piring)
Padatan KI
d
.Larutan NaOH Larutan KI
g
.Larutan Alkali-Iod Padatan NaOH
h.
Asam fosfat
D. CARA KERJA
1. Membuat larutan alkali – iod
Memasukkan kedalam labu takar dan menambhakan akuades hingga garis batas.Menimbang padatan sesuai dengan perhitungan yang didapat. Menghitung berapa gram padatan NaOH yang akan dignakan dalam membuat
larutan (Dengan rumus molaritas).
2. Menentukan jumlah oksigen dalam air
Mengulagi pekerjaan 2-5 untuk padatan KI.
Melakukan penggojokan hingga larutan menjadi homogen.
Mengambil 5 ml dari setiap larutan KI dan NaOH dan memasukkannya dalam labu ukur 50ml, serta melakukan penggojokan hingga menjadi homogeny dan didapatkan
larutan alkali-iod.
Membersihkan alat injeksi dengan air bersih, kemudian membuka sumbat pada alat injeksi.
Menekan sumbat alat injeksi sampai sumbat mencapai ujung bagian lain dari alat injeksi.
Masukkan batu krikil yang bersih dalam alat injeksi, lalu tutup dengan sumbat alat injeksi.
Membersihkan batu krikil kecil dengan air bersih dan mengalir.
1. Membenamkan ujung jarum ke dalam larutan MnSO4 dan menghisap larutan sebanyak 10 ml.
Memposisikan alat injeksi posisi tegak dengan jarum menghMembenamkan ujung jarum ke dalam larutan MnSO4 dan menghisap larutan sebanyak 10 ml.adap
keatas.
Menekan penyumbat secara perlahan hingga batu krikil mencapai ujung lain dari alat injeksi, dan pada alat injeksi masih tersisa 1 ml larutan MnSO4
Membenamkan ujung jarum kedalam akuades dan mengambil 18 ml akuades.
Memindahkan campuran yang ada pada alat injeksi ke dalam tabung reaksi dan menutup rapat-rapat dengan plastik dan karet gelang sehingga tidak ada udara yang
masuk.
Mengamati perubahan yang terjadi.
Menghisap larutan asam fosfat 0,5 ml dalam posisi mendatar, dan menggojoknya dengan baik.
Mendiamkan selama 5 menit dan meletakkan alat injeksi dalam posisi mendatar. Menghisap larutan alkali-iod 0,5 ml, memegang alat injeksi pada posisi mendatar.
Lalu memggojok lagi hingga larutan bercampur.
E. DATA PENGAMATAN
Mengamati larutan dengan cermat, larutan ini sebagai pembanding. Menempatkan pada rak tabung reaksi.
Mengulangi pekerjaan 1 sampai dengan 15 untuk sampel air yang lain ( air kolam, dan air bekas cucian piring).
No. Data Pengamatan
2. Air kolam (air terpolusi tingkat rendah)
Air kolam memiliki warna
3. Air bekas cucian piring (air terpolusi)
F. PEMBAHASAN
Percobaan yang kelompok kami lakukan pada hari Selasa, 24 Oktober 2017 adalah pengukuran kadar oksigen dalam air murni (akuades), air kolam dan juga air comberan. Air comberan yang kami gunakan dalam percobaan ini adalah air bekas cucian piring. Percobaan ini bertujuan untuk menentukan jumlah oksigen terlarut dalam air secara kualitatif.
Oksigen ( O2 ) merupakan salah satu unsur yang sangat dibutuhkan oleh semua makhluk hidup khususnya di perairan. Dalam perairan, oksigen merupakan gas terlarut. Oksigen dalam suatu perairan tidak lepas dari pengaruh parameter lain seperti karbondiosida, alkalinitas, suhu, pH dan sebagainya. Oksigen dapat bersumber dari difusi oksigen yang terdapat di atmosfer dan aktivitas fotosintesis tumbuhan air maupun fitoplankton dengan bantuan energi matahari (Effendi, 2003). Oksigen memegang peranan sangat penting sebagai indikator kualitas perairan. Hal ini disebabkan karena oksigen terlarut berperan dalam proses oksidasi dan reduksi bahan organik serta anorganik. Selain itu oksigen juga menentukan biologik yang dilakukan oleh organisme aerobik dan anaerobik.
Dissolved Oxygen ( DO ) adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesis dan absorbsi atmosfer atau udara. Dissolved Oxygen ( DO ) di suatu perairan sangat berperan dalam proses penyerapan makanan oleh makhluk hidup dalam air. Untuk mengetahui kualitas air dalam suatu perairan dapat dilakukan dengan mengamati beberapa parameter kimia seperti Dissolved Oxygen ( DO ). Semakin banyak jumlah DO ( Dissolved Oxygen ) maka kualitas air semakin baik. Jika kadar oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak sedap akibat degradasi anaerobik yang mungkin saja terjadi (Salmin, 2000).
tumbuhan yang kemudian diikuti dengan meningkatnya CO2 bebas dan menurunnya pH (Nybakken, 1992).
Pada percobaan yang kami lakukan, kami menggunakan 3 sampel air yaitu air murni (akuades), air kolam dan juga air comberan. Ketiga sampel tersebut diberi perlakuan yang sama. Mulai dari alat injeksi yang digunakan untuk ketiga sampel tersebut sama yaitu alat injeksi berukuran 50 mL, diberi larutan yang sama dengan jumlah takaran yang sama pula serta waktu pendiaman yang sama yaitu selama 5 menit. Larutan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu larutan asam fosfat pekat, larutan mangan sulfat 40%, larutan alkali iod ( larutan NaOH 32% dan KI 10% ).
Pada dasarnya percobaan yang kami lakukan ini menggunakan metode titrasi dengan cara winkler. Prinsip penentuan kadar oksigen dalam air berdasarkan titrasi iodometri yang diperkenalkan oleh WINKLER adalah sebagai berikut : dalam larutan yang bersifat basa kuat, MnSO4 bereaksi dengan basa (OH¯) membentuk endapan Mn(OH)2 yang berwana putih. Endapan Mn(OH)2 dalam larutan yang bersifat basa kuat, merupakan senyawa yang tidak stabil, sehingga segera dioksidasi oleh oksigen yang terdapat dalam larutan contoh menjadi Mn(OH)3. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
MnSO4 + 2OH- → 2Mn(OH)3
2Mn(OH)3 + 1
2 O2 + H2O → Mn(OH)2 + SO4
Reaksi oksidasi ini bersifat kuantitatif, yang berarti banyaknya Mn (OH)3 yang terbentuk adalah ekivalen dengan banyaknya O2 yang terdapat dalam sampel larutan Setelah proses pengendapan sempurna, larutan diasamkan dengan H2SO4. Akan tetapi dalam percobaan, larutan asam yang digunakan adalah larutan asam fosfat pekat (H3PO4). Dalam suasana asam kuat, endapan Mn(OH)3 larut kembali dan melepaskan Mn . Ion Mn2+ yang dilepaskan ini bersifat oksidator kuat, sehingga akan mengoksidasi ion iodida menjadi I2 bebas. I2 yang dibebaskan dari garam NaI atau KI ini dititrasi dengan natrium tio-sulfat (Na2S2O3).
-Larutan tio-sulfat dioksidasi menjadi tetrationat dan I2 direduksi menjadi I¯. Untuk menentukan titik akhir titrasi dipakai indikator kanji. Iodium (I2) bereaksi dengan kanji membentuk senyawa kompleks yang berwarna biru.
I3- + 2S2O32- → I- + S4O6
2-Ikatan antara I2 dengan kanji tidak begitu kuat, I2 mudah lepas dan bereaksi dengan tiosulfat. Titrasi dihentikan pada saat warna biru hilang dan larutan berubah menjadi tidak berwarna. Banyaknya O2 adalah ekivalen dengan banyaknya I2 yang dilepas-kan. Banyaknya I2 yang dilepaskan adalah ekivalen dengan banyaknya larutan baku Na2S2O3 yang diperlukan untuk titrasi. Oleh karena itu kadar oksigen dalam larutan contoh dapat dihitung dari banyaknya larutan baku tio-sulfat yang terpakai untuk titrasi.
Namun, dalam percobaan yang kami lakukan tidak sampai pada tahap titrasi hanya sampai pada penambahan asam fosfat pekat saja. Oleh karena itu, warna ketiga sampel air dari hasil percobaan yang kami lakukan tidak berwarna biru. Banyaknya jumlah O2 yang ada pada ketiga sampel air dalam percobaan kami, kami tentukan dengan membandingkan warna kekeruhan dari ketiga sampel air tersebut. Semakin keruh warna sampel air maka semakin sedikit jumlah O2 yang ada pada sampel air tersebut. Hal ini disebabkan karena semakin keruh warna sampel air maka semakin banyak endapan yang diada pada sampel air tersebut sehingga semakin banyak pula oksigen terlarut yang diserap oleh endapan tersebut yang menyebabkan oksigen terlarut dalam sampel air tersebut menjadi semakin sedikit.
Hasil percobaan yang kami lakukan menunjukkan tingkat kekeruhan dari ketiga sampel air yang kami gunakan dari yang tingkat kekeruhan paling sedikit sampai tingkat kekeruhan yang paling keruh adalah sebagai berikut :
1. Sampel air murni (akuades). 2. Sampel air comberan. 3. Sampel air kolam.
Komponen Organik+O2 +nutrien mikroorganisme→ CO2+H2O+Sel
baru+nutrien+energi
Jika reaksi pengurai komponen kimia dalam air terus berlaku, maka kadar oksigen pun akan menurun. Pengurangan oksigen ( O2 ) dalam air pun tergantung pada banyaknya partikel organik dalam air yang membutuhkan perombakan oleh bakteri melalui proses oksidasi. Semakin banyak partikel organik maka semakin banyak aktivitas bakteri perombak dan semakin banyak pula oksigen yang dikonsumsi sehingga semakin berkurang oksigen dalam air (Lesmana, 2005). Sedangkan pada air murni (akuades) lebih sedikit mikroorganismenya sehingga reaksi penguraian yang terjadi juga sedikit yang menyebabkan jumlah oksigen pada sampel air tersebut masih banyak. Dalam sampel air comberan yang pada percobaan ini kami gunakan adalah air bekas cucian piring, jumlah oksigennya berada di tengah – tengah yaitu lebih sedikit daripada jumlah oksigen dalam sampel air murni (akudes) tetapi lebih banyak daripada jumlah oksigen dalam sampel air kolam. Hal ini disebabkan karena jumlah mikroorganisme dalam sampel air comberan tidak terlalu banyak dibandingkan dengan banyaknya mikroorganisme dalam sampel air kolam sehingga reaksi peruraian tetap terjadi tetapi tidak sebanyak pada reaksi peruraian dalam sampel air kolam. Begitu pula dengan sampel air murni (akuades) sedikit terdapat mikroorganisme di dalamnya sehingga reaksi peruraian yang terjadi juga sedikit yang mengakibatkan oksigen terlaut yang ada dalam sampel air murni (akuades) tersebut masih banyak.
G. KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan dapat disimpulkan bahwa jumlah oksigen dalam ketiga sampel tersebut dari yang terbanyak sampai paling sedikit yaitu :
1. Sampel air murni (akuades). 2. Sampel air comberan.
3. Sampel air kolam.
H. JAWABAN PERTANYAAN
1. Larutan manakah yang paling gelap dan mana yang paling terang ?
Jawaban :
Larutan yang paling gelap adalah larutan dalam sampel air kolam dan larutan yang paling terang adalah larutan dalam air murni (akuades).
2. Sampel air manakah yang mengandung polutan paling banyak ?
Jawaban :
Sampel air yang mengandung polutan paling banyak adalah sampel air kolam. 3. Apa hubungan antara tingkat oksigen terlarut dengan tingkat polutan dalam air ?
Jawaban :
Hubungan antara tingkat oksigen terlarut dengan tingkat polutan dalam air adalah semakin banyak polutan yang terdapat dalam air maka semakin sedikit jumlah oksigen terlarut dalam air tersebut. Hal ini dikarenakan semakin banyak polutan dalam air tersebut maka akan semakin banyak pula mikroorganisme yang ada dalam air tersebut. Dengan adanya oksigen dalam air, mikroorganisme semakin giat dalam menguraikan kandungan dalam air. Reaksi yang terjadi dalam penguraian tersebut adalah :
Komponen Organik+O2 +nutrien mikroorganisme→ CO2+H2O+Sel
baru+nutrien+ energi
Jika reaksi pengurai komponen kimia dalam air terus berlaku, maka kadar oksigen pun akan menurun. Pada klimaksnya, oksigen yang tersedia tidak cukup untuk menguraikan komponen kimia tersebut. Keadaan yang demikian merupakan pencemaran berat pada air.
Anggriawan, Denny dkk. 2013. Oksigen Terlarut. Bandung:FPIK UNPAD.
Anonim.2017. Oksigen Terlarut.https://id.wikipedia.org/wiki/Oksigen_terlarut. Diakses pada 10 November 2017 pukul 16:30 WIB.
Effendi, Hefni. 2003. Telaah Kualitas Air, Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Yogyakarta : Kanisius.
Hutagalung, Horas P, Abdul Rozak dan Irman Lutan. 1984. Beberapa Catatan Tentang Penentuan Kadar Oksigen Dalam Ilmu Air Laut Berdasarkan Metode Winkler.Oseano, Vol.X, No. 4 halaman 139.
Lesmana, D.S. 2005. Kualitas Air untuk Ikan Hias Air Tawar. Jakarta : Penebar Swadaya.
LAMPIRAN
GAMBAR-GAMBAR
Gambar-gambar cara kerja
a.
b.
Akuades (sebagai air pembanding) Hasil Penentuan Jumlah Oksigen dalam Air
Akuades, Air kolam, Air bekas cucian piring
d.
c.
Air bekas cucian piring (sebagai air terpolusi) Air kolam (sebagai air terpolusi tingkat rendah)
Jarum dan Alat injeksi dijadikan 1
Alat injeksi dan jarum dimasukan
Alat injeksi, jarum batu krikil, dan penambahan
senyawa
Alat injeksi diletakkan pada keadaan mendatar
Penuangan larutan dari labu takar kedalam gelas ukur. Sesuai volume
yang diinginkan
Menghisap larutan dengan alan injeksi dengan posisi
