BAB 1
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Hal yang sangat mempengaruhi kualitas kehidupan kita adalah Lingkungan tempat kita hidup. Beberapa komponen yang sangat erat dalam kehidupan kita adalah air yang kita minum setiap hari dan udara yang kita isap setiap saat. Udara dan air yang bersih sangat diperlukan untuk kesehatan sehingga dapat menunjang aktivitas kita untuk berkreasi dan menghasilkan hal yang positif. Tetapi sebaliknya, bila dua komponen utama tersebut tercemar, maka pencemarannya akan menimbulkan perubahan terhadap kualitas kehidupan kita. Kesehatan tubuh mulai menurun, begitu pula daya tahan tubuh terhadap infeksi penyakit. Semuanya itu akan berpengaruh terhadap penurunan produktivitas dalam berkarya.
Air yang kita pergunakan setiap hari tidak lepas dari pengaruhpencemaran yang diakibatkan oleh ulah manusia juga. Beberapa bahan pencemar seperti bahan mikrobiologik (bakteri, virus, parasit), bahkan organik (pestisida, deterjen) dan beberapa bahan inorganik (garam, asam, logam), serta beberapa bahan kimia lainnya sudah banyak ditemukan dalam air yang kita pergunakan. Air yang sudah tercemar tersebut disamping terasa tidak enak kalau di minum juga dapat menyebabkan gangguan kesehatan terhadap orang yang meminumnya. Karena itu, memonitor kualitas air yang dipergunakan setiap hari sangat diperlukan untuk mencegah akibat negatif yang ditimbulkan.
Dalam hubungan kualitas lingkungan, logam berat biasanya hadir bersama limbah dari industri, berupa limbah cair yang merupakan senyawa asam atau garam logam yang dibuang di sungai atau lautan. Kedua bentuk senyawa logam biasanya merusak lingkungan karena menyebabkan kematian biota maupun hewan air dan juga tanaman.
Jelaslah bahwa pencemaran lingkungan sangat buruk akibatnya terhadap kehidupan di bumi ini. Oleh sebab itu pengawasan dan pencegahan pencemaran
lingkungan harus selalu diupayakan demi kelestarian kehidupan di planet kita ini. Untuk mendukung upaya pelestarian lingkungan maka kami melakukan percobaan ini untuk mengetahui apakah air yang digunakan untuk sampel sudah tercemar atau belum.
1.2Tujuan Percobaan
- Untuk mengetahui pengertian alkalinitas.
- Untuk mengetahui alkalinitas pada sampel.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Diantara zat-zat yang kita pelajari, ada senyawa –senyawa yang kita namakan asam dan basa. Arrhenius mengetahui hal-hal itu sebagai elektrolit juga dan senyawa-senyawa ini termasuk zat-zat kimia. Asam dan basa mempunyai sifat –sifat tertentu yang dapat mempermudah kita untuk mengenalnya, misalnya larutan suatu asam mempunyai rasa asam. Inilah sebabnya mengapa jus lemon dan cuka rasanya asam. Sebaliknya basa seperti magnesium, hidroksida dalam milkaf magnesia mempunyai rasa sepat. Sifat-sifat lain dari asam dan basa adalah pengaruhnya pada indicator. Suatu zat kimia yang warnanya tergantung dari keasaman atau kebasaan larutan. Contoh yang khas adalah zat kimia yang mempunyai warna biru dalam larutan basa dan merah muda dalam larutan asam. Umunya kertas tipis yang telah dicelupkan kedalam lakmus terdapat dalam labolatorium untuk mengetes keasaman atau kebasaan dari larutan. Bila lakmus merah dicelupkan kedalam larutan basa, akan menjadi biru. Sedangkan bila lakmus biru dicelupkan kedalam laruta asam akan menjadi warna merah muda.
Asam
Pada umumnya, asam adalah zat-zat molekuler yang bila direaksikan pada air akan menghasilkan ion hidronium. Misalnya hydrogen klorida adalah suatu asam karena bila dilarutkan dalam air akan bereaksi dengan solven tersebut menghasilkan H3O+ .
HCl + H2O H3O+ + Cl
-Bila kita gunakan H+ sebagai kependekan dari ion hidronium dan molekul air yang membawa H + kita hilangkan, maka reaksi dapat ditulis :
HCl H+ + Cl-
HCl adalah suatu elektrolit kuat, berarti asam ini dalam larutan terdisosiasi 100 %. Sebab itu dalam larutan HCl yang pekat , terkandung konsentrasi ion H3O+
yang tinggi karena HCl yang pekat mengandung asam kuat. Banyaknya asam yang merupakan elektrolit lemah, misalnya asam asetat. Ingat bahwa asam ini akan bereaksi dengan air menurut persamaan berikut:
HO2H3O2 + H2O H3O+ + O2 + H3O2 –
atau lebih sederhana HC2H3O2 H+ + C2H3O2–
Ini adalah suatu kesetimbangan dan dalam larutan HO2H3O2 ini hany
sebagian kecil dari solutnya akan terionisasi menjadi ion. Berarti konsentrasi ion H3O+ dalam larutan sanagt rendah. Akibatnya, asam asetat dan asam-asam lain
merupakan elektrolit lemah sehingga dikatakan asam lemah.
Perhatikan bahwa dalam rumus asam asetat HO2H3O2, hydrogen muncul 2
kali pertama pada permukaan rumus, kemudian ditengah-tengah rumus. Dalam menulis rumus untuk suatu asam suatu hal ang bisa utuk menulis hydrogen yang asam yaitu dapat dipindahkemolekul air membentuk ion H3O+ pada permukaan
rumus. Hydrogen lain yang tak bersifat asam dituliskan kemudian. Walaupun molekul asam asetat mengandung asam empat atom hydrogen hanya satu yang dapat bereaksi dengan molekl air membentuk ino H3O+. Baik HCl maupun
HO2H3O2 hanya dapat memberikan satu ion hydrogen permolekul asamnya. Asam
semacam itu disebut asam monoprotik. Banyak asam lain yang dapat memberikan lebih dari satu proton permolekul asamnya. Asam semacam ini dinamakan asam poliportik. Dua contoh misalnya asam sulfat ( H2SO4) dan asam fosfat ( H3PO4).
Asam sulfat disebut juga suatu asam diportik karena tiap molekulnya dapat memberikan 2 proton. Ini terjadi dalam dua tingkat :
H2SO4 H+ + HSO4
-HSO4- H+ + SO4-2
Demikian juga asam fosfat yang merupakan contoh dari asam triprotik. Akan terdisosiasi dalam tiga tingkat :
H3PO4 H+ + H2PO4–
H2PO4- H+ + HPO4-2
HPO4-2 H+ + PO4-3
Semua asam yag telah dibicarakan mengandung hydrogen dalam rumusnya. Tetapi ada juga zat-zat lain yang tak terkandung hydrogen, tetapi menghasilkan larutan asam bila dilarutkan dalam air. Contoh yang umu adalah
karbondioksida. Bila dilarutkan dalam air ( misalnya dalam minuman yang mengadung soda ) akan bereaksi sebagai berikut :
CO2 + H2O H2CO3
Senyawa H2CO3 dinamakan asam karbonat, suatu asam diprotik lemah
yang terionisasi dalam dua tingkat, dimana tingkat pertamanya. H2CO3 H+ + HCO3-
Asam inilah yang menyebabkan adanya gula-gula batu kapur yang besar yang terdapat diberbagai tempat didunia. Suatu oksida yang bukan logam yang dapat bereaksi dengan air mebentuk asam aksa dinamakan anhidrida asam yang berarti “ sam tanpa air, asam-asam kuat hanya ada sedikit sedangkan bila kita melihat disuatu daftar yang tak masuk daftar itu, berarti termasuk asam lemah.
Basa
Secara prinsip ada 2 macam basa : hidroksida ionic dan zat molekuler yang bisa bereaksi dengan air akan menghasilkan ion OH-. Natrium hidroksida dan kalsium hidroksida ionic, pada keadaan padat zat-zat ini terdiri dari ion logam dan ion hidroksida yang bila dilarutkan dalam air akan terdisosiasi :
NaOH Na + + OH- Ca(OH)2 Ca 2+ + 2OH-
Sebagian senyawa ionic yang khas bila dilarutkan dalam air, disosiasinya akan sempurna. Mak ion dari hidroksida logam adalah basa kuat. Contoh basa dari zat molekuler aling umu adalah ammonia.NH3 bereaksi dengan air membentuk
kesetimbangan :
NH3 + H2O NH4+ + OH-
Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralkan perubahan asam tanpa penurunan nilai pH larutan. Sama halnya dengan larutan bufer, alkaliniti merupakan pertahanan air terhadap pengasaman. Alkaliniti adalah reaksi-reaksi terpisah dalam larutan hingga merupakan sebuah analisa makro yang menggabungkan beberapa reaksi. Alkaliniti di nyatakan dalam mek/liter (secara kimiawi dan tepat) atau mgCaCO3/l (ara kuno). Alkaliniti dalam air disebabkan
oleh ion-ion karbonat (CO32-), bikarbonat (HCO3-), hidroksida (OH-), borat (BO3
Penyusun alkalinitas yang utama adalah bikarbonat, karbonat dan hidroksida.
Alkalinitas didalam air biasanya disebabkan oleh bikarbonat, karbonat dan hidroksida. Jumlahnya ditentukan dengan titrsi menggunakan larutan standar asam kuat. Samapi titk ekuivalen bikarbonat atau asam karbonat. Secara elektrometris atau perubahan warna. Dengan indicator phenolftalin ditentukan alkalinitas hidroksida dan setengah dari karbonat. Dengan indicator yang perubahan warnanya pada pH 4-5 ditentukan alkalinits dari hidroksida, karbonat dan bikarbonat. Penentuan alkalinitas phenolftalin dan alkalinitas jumlah sangat berguna untuk menentukan bahan-bahan kimia yang dibutuhkan untuk pengolahan air tersebut.
Titik ekuivalen adalah titik dimana asam telah bereaksi sempurna atau telah ternetralkan oleh basa. Titik ini biasanya ditandai dengan perubahan warna indicator yang tajam, yang telah ditambahkanTitik ekuivalen pada penentuan alkalinitas jumlah dapat diketahui dengan adanya kadar karbondioksida sedikit dan apabila pengadukan selama titrasi tidak kuat. Alkalinitas akan menentukan ekuivalen. Harga pH berikut ini merupakan titik ekuivalen yang berkaitan dengan kadar alkalinitas sebagai kalsium karbonat. pH 5,1 untuk lkalinitas jumlah 30 mg/l. indicator campuran antara brom kresal hijau dan metal jingga untuk pH kurang dari 4,6.
Kaitan alkalinitas
a. Alkalinitas karbonat ada bila alkalinitas phenolftalin tidak nol, tetapi kurang dari pada alkalinitas jumlah.
b. Alkalinitas hidroksida ada , bila alkalinitas phenolftalin lebih besar dari pada setengah alkalinitas jumlah.
c. Alkalinitas karbonat ada , bila alkalinitas phenolftalin kurang dari setengah alkalinitas jumlah.
Adapun perhitungan alkalinitas,yaitu :
Alkalinitas (mg CaCO3/L) = A x B x 1000 x 50,4
Dimana A : Volume H2SO4 (mL)
B : Normalitas H2SO4
C : Volume sampel (mL)
Penyusun alkalinitas terbesar adalah bikarbonat dan sisanya adalah karbonat dan hidroksida. Pada keadaan tertentu (siang hari) adanya ganggang dalam air menyebabkan turunnya kadar karbondioksida dan bikarbonat. Dalam keadaan seperti ini kadar karbonat dan hidroksida naik dan menyebabkan pH larutan naik. Campuran dari karbonat dan bikarbonat, atau karbonat dan hidroksida dapat dititrasi dengan HCl standar sampai kedua titik akhir yang ditulis.
Air ledeng memerlukan ion alkaliniti tersebut dalam konsentrasi tertentu : kalau kadar alkaliniti terlalu tinggi (dibandingkan dengan kadar Ca2+ dan Mg2+ yaitu kadar kesadahan) air menjadi agresif dan menyebabkan karat pada pipa, sebaliknya alkaliniti yang rendah dan tidak seimbang dengan kesadahan dapat menyebabkan karat CaCO3 pada dinding pipa yang dapat memperkecil
penampang basah pipa, dalam air buangan khususnya dari industri kadar alkaliniti yang tinggi menunjukkan adanya senyawa garam dan asam lemah seperti asam asetat, popionat, amoniak, sulfit (SO32-). Alkaliniti juga merupakan parameter
pengontrol untuk anaerobik digeser dan instalasi lumpur aktif. Air irigasi boleh mengandung kadar alkalinitas tinggi.
Indikator fenolftalein yang sudah dikenal merupakan asam diprotik dan tidak berwarna. Indikator ini terurai dahulu menjadi bentuk tidak berwarna dan kemudian dengan hilangnya proton kedua menjadi ion dengan sistem terkonjugat, menghasilkan warna merah. Metil oranye, indikator lainnya yang banyak digunakan merupakan basa dan berwarna kuning dalam bentuk molekulnya.
BAB 3
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat-alat - Buret - Statif - Corong kaca - Gelas Beker - Gelas Ukur - Labu Erlenmeyer - Pipet Tetes - Klem 3.1.2 Bahan-bahan - Larutan H2SO4 0,02 M - Indikator fenolftalin - Indikator metil jingga - Air Sungai
- Air Bendungan - Aquadest - Tissue
3.2 Prosedur Percobaan
3.2.1 Penentuan alkalinitas fenolftalin (karbonat) - Di ukur 100 ml cuplikan (air sungai). - Di masukkan didalam labu Erlenmeyer. - Di tambahkan 3 tetes indikator fenolftalin.
- Apabila berwarna merah muda, di titrasi larutan baku H2SO4 0,02 N
sampai warna merah muda hilang.
3.2.2 Penentuan alkalinitas metil jingga (total) - Di ukur 100 ml cuplikan (air sungai). - Di masukkan didalam labu Erlenmeyer. - Di tambahkan 3 tetes indikator metil jingga.
- Di titrasi dengan larutan baku H2SO4 0,02 N sampai warna merah
jingga.
- Di lakukan dua kali menggunakan air yang sama.
- Di lakukan kembali untuk air cuplikan kedua (air bendungan) sebanyak empat kali.
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Percobaan Sampel 1 mL H2SO4 Konsentrasi H2SO4 Alkalinitas 1 2 3 4 5 Phenolftalein 0 0 0 0 0 0,02 N 112,896 mgCaCO3/L Metil Jingga 9,4 9,1 14,9 12 10,6
Sampel 2 mL H2SO4 Konsentrasi H2SO4 Alkalinitas
1 2 3 4
Phenolftalein 0 0 0 0 0,02 N 57,456 mgCaCO3/L
Metil Jingga 8,2 5,0 5,0 4,7
4.2 Perhitungan
4.2.1 Penentuan Alkalinitas Indikator Fenolftalein 4.2.1.1 Air sungai + Indikator PP
Dik : A = 0 ml B = 0,02 N C = 100 ml Dit : Alkalinitas ? Jawab : Alkalinitas (mg CaCO3/l) = 0 x 0,02 x 1000 x 50,4 100 = 0 mg CaCO3/l
4.2.1.2 Air bendungan + Indikator PP Dik : A = 0 ml
B = 0,02 N C = 100 ml Dit : Alkalinitas ? Jawab : Alkalinitas (mg CaCO3/l) = 0 x 0,02 x 1000 x 50,4 100 = 0 mg CaCO3/l
4.2.2 Penentuan Alkalinitas Indikator Metil Jingga 4.2.2.1 Air sungai + Indikator Metil Jingga
Dik : Ā = 11,2 ml (rata-rata mL H2SO4) B = 0,02 N C = 100 ml Dit : Alkalinitas ? Jawab : Alkalinitas (mg CaCO3/l) = 11,2 x 0,02 x 1000 x 50,04 100 = 0,00224 x 1000 x 50,4 = 112,896 mg CaCO3/l
4.2.2.2 Air Sumur + Indikator Metil Jingga Dik : A = 5,725 ml (rata-rata mL H2SO4) B = 0,02 N C = 100 ml Dit : Alkalinitas ? Jawab : Alkalinitas (mg CaCO3/l) = 5,725x 0,02 x 1000 x 50,04 100 = 0,0014 x 1000 x 50,4 = 57,456 mg CaCO3/l
4.3 Pembahasan
Prinsip percobaan yang digunakan adalah penentuan jumlah alkalinitas suatu zat yang didasarkan pada pengukuran perubahan warna pada air sampel dengan menggunakan indikator fenolftalein dan indikator metil jingga.
Hasil percobaan alkalinitas ini adalah sebagai berikut :
a. Pada percobaan alkalinitas menggunakan indikator fenolftalein (PP) atau alkalinitas karbonat.
Pada semua air sampel yang digunakan (air PDAM dan air sumur) tidak menunjukkan perubahan warna yang mengartikan bahwa air tidak mengandung karbonat (kurang atau sangat sedikit alkalinitasnya).
b. Pada percobaan alkalinitas menggunakan indikator metil jingga (alkalinitas total).
Pada sampel air sumur terdapat lebih banyak alkalinitas dibandingkan air PDAM. Karena volume H2SO4 yang dibutuhkan
untuk mencapai pH 4,5 lebih besar. Hal ini juga menunjukkan bahwa P< ½ M, sehingga penyusun alkalinitas adalah karbonat dan bikarbonat. Ini semua juga dapat terjadi karena air sumur yang diambil berada didekat pemukiman sehingga airnya telah tercampur oleh limbah rumah tangga yang dihasilkan penduduk. Alkalinitas mempunyai dampak pada lingkungan. Adanya lumut dan ganggang didalam air menyebabkan turunya kadar O2 dan bikarbonat sehingga
kadar karbonat dan hidroksida naik yang menyebabkan naiknya juga nilai pH larutan. Nilai alkalinitas berkaitan erat dengan karofitas larutan dengan logam. Air yang didistribusikan dengan jaringan perpipaan memerlukan ion alkalinitas dakam konsentrasi tertentu. Bila keadaan alkali Mg2+ maka air menjadi agresif dan menyebabkan karat pada pipa, jika alkalinitas rendah dan tidak seimbang dengan kesadahan dapat menyebabkan kerak CaCO3 pada dinding pipa yang nantinya
P adalah jumlah volume larutan yang dibutuhkan untuk mencapai pH=8,3 sebagai alkalinitsa karbonat, dan M adalah jumlah mL larutan titran yang dibutuhkan untuk mencapai pH=4,5. Maka jika :
P=M, alkalinitas pembentukannya adalah hidroksida. P=1/2 M, alkalinitas pembentuknya adalah karbonat. P=0, alkalinitas pembentuknya adalah bikarbonat.
P<1/2 M, alkalinitas pembentuknya adalah bikarbonat dan karbonat. P>1/2 M, alkalinitas pembentuknya adalah karbonat dan hidroksida. Maka diketahui bahwa percobaan termasuk dalm P=0, oleh karena itu alkalinitas penyusun semua sampelnya adalah karbonat.
Indikator Fenolftalein : Bening Merah
Indikstor Metil Jingga :
O- S N=N N +H2SO4 C OH OH C O O + OH -O -C C O -O + H2O O O O CH3 CH3
Kuning O CH3 O S N N N+ O N CH3 Merah
BAB 5
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
- Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralkan tambahan asam tanpa penurunan nilai pH larutan. Alkalinitas juga diartikan sebagai kapasitas penyangga terhadap perubahan pH perairan.
- Alkalinitas pada sampel 1 (air sungai) sebesar 112,896 MgCaCO3/L, pada
sampel 2 (air bendungan) sebesar 57,456 MgCaCO3/L.
- Prinsip percobaan alkalinitas adalah penetralan atau penentuan pertambahan asam tanpa menurunkan pH larutan melalui reaksi asam basa menggunakan titrasi H2SO4 dan karbonat.
5.2 Saran
- Setiap melakukan pengukuran sebaiknya menggunakan gelas ukur, agar ukuran yang dihasilkan lebih tepat.
- Saat melakukan titrasi, larutan titrat tidak boleh mengenai dinding labu erlenmeyer.
DAFTAR PUSTAKA
DR. Ir. G, Alaerts, Ir. Srisumertiti Santika, M. Sc. 2002. Metode Penelitian Air. Surabaya : Usaha Nasional
Keenan, dkk. 1991. Kimia untuk Universitas. Jakarta : Erlangga
RA. Day, Ir dan Underwood. A.L. 1999. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta : Erlangga
