LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA LINGKUNGAN
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA LINGKUNGAN
MODUL IV
MODUL IV
ANGKA PERMANGANAT (TITRIMETRI)
ANGKA PERMANGANAT (TITRIMETRI)
KELOMPOK 5 KELOMPOK 5
D
Deewwi i RRiirriin n SSiihhoottaanngg ((00880066333388662266)) F
Faarriiss ((00880066445599442255)) F
Faarrlliissa a ZZaahhrraa ((00880066333388667700)) F
Fiittrriiaanna a KKuussuumma a WW.. ((00880066333388770011))
T
Taannggggaal Pl Prraakkttiikkuumm : : SSeenniinn, , 5 5 AApprriil 2l 2001100 A
Assiisstteen n PPrraakkttiikkuumm : : GGaarrrry y RR..PP T
Taannggggaal l DDiisseettuujjuuii :: Nilai
Nilai ::
P
Paarraaf f AAssiisstteenn ::
LABORATORIUM TEKNIK PENYEHATAN DAN LINGKUNGAN LABORATORIUM TEKNIK PENYEHATAN DAN LINGKUNGAN
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2010 DEPOK 2010
ANGKA PERMANGANAT (TITRIMETRI)
I. TUJUAN PERCOBAANMengukur kandungan zat organik pada sampel air.
II. BAHAN DAN PERALATAN
a. Bahan
1. Asam sulfat, H2SO4yang bebas zat organik 2. Kalium permanganat, KMNO40,1 N
3. Kalium permanganat, KMNO40,01 N 4. Asam oksalat, (COOH)2.2H2O 0,1 N 5. Asam oksalat 0,01 N b. Peralatan 1. Erlenmeyer 300 mL 2. Stopwatch 3. Pemanas listrik 4. Gelas ukur 5 mL
5. Pipet ukur 10 mL dan 100 mL 6. Buret 25 mL
III. CARA KERJA
1. Pipet 100 mL contoh/sampel kemudian memasukkannya ke dalam Erlenmeyer 300 mL dan menambahkan 3 butir batu didih
2. Menambahkan KMnO4 0,01 N beberapa tetes ke dalam
contoh/sampel hingga terjadi warna merah muda
3. Menambahkan 5 mL asam sulfat 8 N bebas zat organik
4. Memanaskannya di atas pemanas listrik pada suhu 105oC ± 2oC. Bila
terdapat bau H2S, pendidihan diteruskan beberapa menit
5. Pipet 10 mL larutan baku KMnO40,01 N
6. Memanaskannnya hingga mendidih selama 10 menit
7. Pipet 10 mL larutan baku asam oksalat 0,01 N
8. Titrasi dengan kalium permanganat 0,01 N hingga warna merah muda
9. Mencatat volume pemakaian KMnO4.
IV. DASAR TEORI
Tingginya zat organik dalam air akibat dapat diakibatkan oleh masuknya berbagai bahan organik ke dalam badan air, misalnya daun, ranting pohon, hewan
mati, dan lain-lain. Selain itu dapat juga disebabkan oleh pencemaran dari industri seperti industri kertas, pembuatan tepung, dan lain-lain. Adanya zat organik yang melebihi dari yang disyaratkan berarti menunjukkan adanya pencemaran/pengotoran terhadap air tersebut. Zat organik merupakan makanan mikroorganisme yang menyebabkan pesatnya pertumbuhan, sehingga membahayakan masyarakat yang menggunakannya. Zat organik dapat pula mengganggu proses pengolahan, disamping menyebabkan air menjadi keruh atau berwarna, memberikan rasa, bau yang tak sedap akibat penguraian zat organik,
Senyawa organik adalah senyawa yang terdiri dari atom C, H, O, N, S, P dan X, dengan atom karbon sebagai tulang punggungnya, dan atom lain akan berikatan dengan atom karbon melalui ikatan kovalen. Senyawa organik di dalam
air banyak sekali jenisnya dari mulai senyawa organik dengan rantai karbon yang pendek (seperti trihalometan, metanol) sampai rantai panjang (karbohidrat, asam humat, dan sebagainya). Jenis dan banyak senyawa organik sangat tergantung dari sumber pencemarnya.
Nilai permanganat merupakan jumlah milligram kalium permanganat yang dibutuhkan untuk mengoksidasi organik dalam 1000 mL air pada kondisi mendidih (SNI 06-6989.22-2004). Sedangkan larutan induk kalium permanganat (KMnO4) merupakan larutan yang mempunyai normalitas kalium permanganat KMnO4 0,1 N yang digunakan untuk membuat larutan baku dengan kadar yang lebih rendah dengan cara diencerkan dengan air suling sampai normalitas 0,01 N. Pengukuran angka permanganat adalah pengukuran zat organik dalam air, dimana zat organik di dalam air dioksidasi oleh oksidator kuat KMnO4 pada suhu mendidih (105oC ± 2 oC) selama 10 menit. KMnO4 merupakan zat pengoksidasi yang sangat kuat. Pereaksi ini dapat dipakai tanpa penambahan indikator, karena mampu bertindak sebagai indikator. Mangan (VII) berwarna ungu kuat sedangkan mangan (II) tidak berwarna. Dalam suasana asam ion permanganat mengalami reduksi menjadi ion mangan (II), sesuai reaksi:
MnO4- + 8H++ 5e <======> Mn2+ + 4H2O
Untuk pengasaman larutan sebaiknya dipakai asam sulfat, karena asam ini tidak menghasilkan reaksi samping. Sebaliknya jika dipakai asam klorida dapat terjadi kemungkinan teroksidasinya ion klorida menjadi gas klor dan reaksi ini akan mengakibatkan larutan permanganat dalam jumlah berlebihan. Semakin banyak zat organik di dalam air maka akan semakin banyak oksidator KMnO4 yang dibutuhkan untuk mengoksidasi senyawa organik. Pengukuran zat organik secara agregat (umum) ditujukan untuk mengetahui konsentrasi zat organik di dalam air secara umum, tanpa mengetahui jenis senyawanya. Dasar pengukuran secara agregat adalah berdasarkan sifat atau karakteristik senyawa
Metode yang digunakan dalam pengukuran angka permanganat ini adalah titrasi parmanganometri. Prinsip pengukurannya adalah zat organik di dalam air dioksidasi oleh KMnO4 0,01 N berlebihan dalam suasana asam dan panas. Kelebihan KMnO4 kemudian akan direduksi oleh asam oksalat berlebihan. Kelebihan asam oksalat dititrasi kembali oleh larutan KMnO40,01 N sampai titik akhir berwarna merah muda seulas. Reaksi yang terjadi adalah:
2KMnO4+ 5H2C2O4+ 3 H2SO4 2MnSO4+ K 2SO4+ 3H2O + 3On (COOH)2+ On 2CO2+ H2O
Zat organik bisa terdapat dimana saja, oleh karenanya sebelum melakukan pengukuran zat organik pada sampel, terlebih dahulu dilakukan pembebasan zat organik yang terdapat pada labu erlenmeyer yang akan digunakan pada pengukuran zat organik sampel. Pembebasan zat organik pada labu erlenmeyer
ini bertujuan agar ketika pengukuran dilakukan, hasil yang didapatkan merupakan hasil murni zat organik yang terdapat dalam sampel.
V. DATA PERCOBAAN
Jenis Sampel Volume Titrasi Perubahan Warna Air Danau Mahoni UI 5,8 mL Bening menjadi merah
muda
VI. PENGOLAHAN DATA
Massa ekivalen/berat setara KMnO4= Mr 158 31,6 valensi = 5 =
ekivalen Vs×Ns = Vk×Nk Vk×Nk Ns = Vs n Vk×Nk = V Vs gram Vk×Nk = berat setara V Vs
gram Vk Nk berat setara = V Vs miligram V = V × × × 4 k Nk berat setara 1000 Vs 5,8 0,01 31,6 1000 mg KMnO = L 100 mg = 18,328 L × × × × × × Keterangan: Vs = volume sampel Ns = normalitas sampel
Vk = volume KMnO4yang dibutuhkan saat titrasi Ns = normalitas KMnO4
VII. ANALISA
a. Analisa Percobaan
Percobaan ini bertujuan untuk mengukur kandungan zat organik pada sampel air. Sebelum melakukan percobaan, terlebih dahulu harus mempersiapkan alat. Alat yang digunakan harus benar-benar bersih dan tidak terdapat sisa-sisa dari zat lain. Hal ini bertujuan agar tidak terjadi reaksi yang tidak diinginkan dan hasilnya menjadi lebih akurat, yakni hasil yang didapatkan merupakan hasil murni zat organik yang terdapat dalam sampel.
Percobaan diawali dengan mempersiapkan 100 mL air sampel, yakni air yang diambil dari Danau Mahoni Universitas Indonesia dalam sebuah tabung Erlenmeyer yang memiliki kapasitas 300 mL. Kemudian dimasukkan batu didih. Batu didih ini berfungsi untuk meratakan panas sehingga panas menjadi homogen pada seluruh bagian larutan pada saat larutan dipanaskan di atas pemanas listrik
selama 10 menit. Selain itu, batu didih juga berfungsi untuk menghindari titik lewat didih. Pada beberapa kasus, air tidak mendidih pada suhu 100 C, sehingga ketika pada saat mendidih, terjadi letupan atau ledakan (bumping ). Jadi fungsi batu didih disini adalah agar larutan tersebut dapat mendidih dan menguap pada
suhu yang seharusnya. Kemudian dimasukkan KMnO4 0,01 N dengan
menggunakan pipet tetes hingga muncul warna merah muda pada larutan. Setelah itu larutan ditambahkan asam sulfat 8 N yang bebas zat organik sebanyak 5 mL. Larutan kemudian dipanaskan di atas pemanas listrik pada suhu 105oC ± 2 oC dengan tujuan untuk mempercepat reaksi. Pada saat dipanaskan apabila terdapat bau H2S, pendidihan diteruskan beberapa menit. Adanya bau H2S menandakan proses oksidasi sedang berlangsung. Proses tersebut akan optimal apabila berlangsung dalam keadaan panas dan asam. Ketika larutan sudah hampir
mendidih ditambahkan 10 mL larutan KMnO4. Penambahan KMnO4 ini
menyebabkan larutan berwarna ungu pekat. KMnO4 diberi berlebih dengan tujuan mengoksidasi zat organik yang terkandung di dalamnya dan sisa KMnO4 yang ada nanti dapat direduksi oleh asam oksalat. Kemudian dilakukan pemanasan lagi hingga tepat 10 menit.
Setelah pemanasan selesai ditambahkan 10 mL larutan asam oksalat 0,01 N. Pemberian asam oksalat disini bertujuan untuk mereduksi sisa KMnO4 yang berlebih. Penambahan larutan asam oksalat ini menyebabkan larutan berubah warna menjadi bening. Titrasi dengan KMnO4 dilakukan terhadap sampel air tersebut hingga asam oksalat habis dan larutan berubah warna menjadi merah muda seulas. Selanjutnya dicatat banyaknya larutan KMnO4 yang digunakan. Banyaknya larutan KMnO4 yang digunakan ini disebut dengan volume titrasi, dimana volume titrasi ini akan digunakan untuk perhitungan pemeriksaan zat organik yang terdapat pada sampel air.
b. Analisa Hasil
Hasil percobaan yang didapat menunjukkan kandungan KMnO4 sebesar
18,328 mg/L. Kadar zat organik (KMnO4) maksimum yang diperbolehkan untuk
air baku air minum adalah 10 mg/L (PP No. 20 tahun 1990). Hal ini menunjukkan bahwa sumber air dimana sampel diambil, yakni air Danau Mahoni Universitas
Indonesia, tidak dapat dijadikan sebagai air baku untuk air minum karena dapat membahayakan kesehatan akibat banyaknya pembusukan oleh bakteri dengan oksigen terlarut.
Banyaknya kandungan zat organik di danau tersebut dapat diakibatkan oleh pembuangan limbah, terutama limbah organik, dari fakultas-fakultas yang berdekatan dengan danau tersebut. Limbah organik adalah sisa atau buangan dari berbagai aktifitas manusia seperti rumah tangga, industri, pemukiman, peternakan, pertanian dan perikanan yang berupa bahan organik, yang biasanya tersusun oleh karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, sulfur dan mineral lainnya. Limbah organik yang masuk ke dalam perairan dalam bentuk padatan yang terendap, koloid, tersuspensi, dan terlarut. Pada umumnya, yang dalam bentuk padatan akan langsung mengendap menuju dasar perairan, sedangkan bentuk lainnya berada di badan air, baik di bagian yang aerob maupun anaerob. Dimanapun limbah organik berada, jika tidak dimanfaatkan oleh fauna perairan lain, seperti ikan, kepiting, bentos dan lainnya, maka akan segera dimanfaatkan oleh mikroba, baik mikroba aerobik (mikroba yang hidupnya memerlukan oksigen), mikroba anaerobik (mikroba yang hidupnya tidak memerlukan oksigen), dan mikroba fakultatif (mikroba yang dapat hidup pada perairan aerobik dan anaerobik).
Di Danau Mahoni, fauna perairan terutama ikan, sudah berkurang karena banyak yang telah dieksploitasi dari danau tersebut. Banyak warga yang berdatangan untuk mengambil ikan dari danau-danau yang ada di Universitas Indonesia baik dengan cara memancing ataupun menjala. Padahal di Universitas Indonesia telah dibuat peraturan untuk tidak memancing di danau tersebut karena ikan-ikan tersebut memang sengaja dibudidayakan. Karena kurangnya ikan, kebanyakan limbah organik yang ada di badan air aerob akan dimanfaatkan dan diurai (dekomposisi) oleh mikroba aerobik. Semakin banyak limbah organik yang
masuk dan tinggal pada lapisan aerobik akan makin besar pula kebutuhan oksigen bagi mikroba yang mendekomposisi, bahkan jika keperluan oksigen bagi mikroba yang ada melebihi konsentrasi oksigen terlarut maka oksigen terlarut bisa menjadi nol dan mikroba aerobpun akan musnah digantikan oleh mikroba anaerob dan fakultatif yang untuk aktifitas hidupnya tidak memerlukan oksigen. Limbah organik yang masuk ke badan air yang anaerob akan dimanfaatkan dan diurai (dekomposisi) oleh mikroba anaerobik atau fakultatif. Aktifitas mikroba yang hidup di bagian badan air yang anaerob selain menghasilkan sel-sel mikroba baru juga menghasilkan senyawa-senyawa CO2, NH3, H2S, dan CH4 serta senyawa
lainnya seperti amin, PH3 dan komponen fosfor. Asam sulfida (H2S), amin, dan
komponen fosfor adalah senyawa yang mengeluarkan bau menyengat yang tidak sedap, misalnya H2S berbau busuk dan amin berbau anyir. Selain itu telah
disinyalir bahwa NH3dan H2S hasil dekomposisi anaerob pada tingkat konsentrasi
tertentu adalah beracun dan dapat membahayakan organisme lain, termasuk ikan. Selain menghasilkan senyawa yang tidak bersahabat bagi lingkungan seperti tersebut diatas, hasil dekomposisi di semua bagian badan air menghasilkan CO2dan NH3 yang siap dipakai oleh organisme perairan berklorofil (fitoplankton)
untuk aktifitas fotosintesis. Pengaruh pertama proses dekomposisi limbah organik di badan air aerobik adalah terjadinya penurunan oksigen terlarut dalam badan air. Apabila kadar oksigen terlarut (DO) rendah, air tersebut telah tercemar. Tingginya kadar zat organik (KMnO4) pada percobaan ini juga menunjukkan bahwa air
danau tersebut mengalami pencemaran. c.Analisa Kesalahan
Dalam melakukan percobaan ini, dapat terjadi beberapa kesalahan yang mempengaruhi hasil percobaan. Berbagai kesalahan tersebut dapat terjadi karena:
• Pemberian kadar KMnO4 dengan pipet tetes yang kurang akurat
• Pemberian kadar asam sulfat, KMnO4, dan asam oksalat dengan
pipet ukur yang kurang akurat
• Pendidihan dihentikan pada saat bau H2S masih tercium dari
• Pemberian KMnO4 pada saat titrasi yang kurang akurat.
VIII.KESIMPULAN
• Angka permanganat adalah jumlah milligram kalium permanganat
yang dibutuhkan untuk mengoksidasi organik dalam 1000 mL air pada kondisi mendidih
• Angka permanganat menunjukkan kadar zat organik yang terdapat
pada air sampel
• Hasil percobaan yang didapat menunjukkan kandungan KMnO4 sebesar 18,328 mg/L
• Kandungan KMnO4 yang didapat melalui percobaan lebih dari
kandungan KMnO4 yang diperbolehkan untuk air baku air minum,
yakni 10 mg/L (PP No. 20 tahun 1990)
• Tingginya kadar zat organik (KMnO4) pada percobaan ini juga
menunjukkan bahwa air danau tempat sampel diambil telah mengalami pencemaran.
IX. REFERENSI
[1] Wiro Alex (2009). Kuliah: Titrasi Parmanganometri. Diakses 10 April 2010, dari Wiro-Pharmacy
http://wiro-pharmacy.blogspot.com/2009/02/kuliah-titrasi- permanganometri.html
[2] Peraturan Pemerintah nomor 20 tahun 1990 Diakses 10 April 2010, dari Penataanruang
http://www.penataanruang.net/taru/nspm/PP_No20-1990.pdf
[3] SKIMA-ters (2008). Dekomposisi Zat Organik Diakses 10 April 2010, dari smk3ae
http://smk3ae.wordpress.com/2008/11/12/dekomposisi-zat-organik/
