A. Judul Percobaan : Penentuan Kadar Fe
B. Waktu Percobaan : Jum’at, 2 Mei 2014, pukul 13.00 – 15.00 WIB C. Tujuan Percobaan : Untuk Mengetahui Kadar Besi dalam Sampel Air D. Dasar Teori :
Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat manusia dan makhluk hidup lainnya dan fungsinya bagi kehidupan tersebut tidak akan tergantikan dengan oleh senyawa lainnya. Hampir semua kegiatan yang dilakukan manusia membutuhkan air. Air yang digunakan manusia adalah air permukaan tawar dan air tanah murni.
Menurut Peraturan Pemerintah No. 20 Tahun 1990, penggolongan air menurut peruntukkannya ditetapkan sebagai berikut :
1. Golongan A: Air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu.
2. Golongan B : Air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum.
3. Golongan C : Air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan. 4. Golongan D : Air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian dan dapat
dimanfaatkan untuk usaha perkotaan, industri, pembangkit listrik tenaga air.
Menurut Berkat Putra (2010), air tanah terbagi atas 4, yaitu : 1. Air tanah dangkal
Terjadi karena daya proses peresapan air permukaan tanah, lumpur akan tertahan demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga air tanah akan jernih. Air tanah dangkal akan terdapat pada kedalaman 15 meter. Air tanah ini bisa dimanfaatkan sebagai sumber air minum melalui sumur-sumur dangkal. Dari segi kualitas agak baik sedangkan kuantitasnya kurang cukup dan tergantung pada musim.
2. Air tanah dalam
Terdapat pada lapisan rapat air pertama dan kedalaman 100-300 meter. Ditinjau dari segi kualitas pada umumnya lebih baik dari air tanah dangkal, sedangkan kuantitasnya mencukupi tergantung pada keadaan tanah dan sedikit dipengaruhi oleh perubahan musim.
Mata air adalah tempat dimana air tanah keluar kepemukaan tanah, keluarnya air tanah tersebut secara alami dan biasanya terletak di lereng- lereng gunung atau sepanjang tepi sungai.
4. Sumur
Sumur merupakan tanah yang digali untuk mendapatkan air yang berasal dari dalam tanah, digunakan untuk keperluan rumah tangga. Sumur dapat dibagi menjadi dua, yaitu sumur gali dan sumur bor. Sumur gali adalah satu konstruksi sumur yang paling umum dan meluas dipergunakan untuk mengambil air tanah bagi masyarakat kecil dan rumah- rumah perorangan sebagai air minum dengan kedalaman 7-10 meter dari permukaan tanah. Sumur gali menyediakan air yang berasal dari lapisan tanah yang relatif dekat dari permukaan tanah, oleh karena itu dengan mudah terkena kontaminasi melalui rembesan. Umumnya rembesan berasal dari tempat buangan kotoran manusia kakus/jamban dan hewan, juga dari limbah sumur itu sendiri, baik karena lantainya maupun saluran air limbahnya yang tidak kedap air.
Dari segi kesehatan sebenarnya penggunaan sumur gali ini kurang baik bila cara pembuatannya tidak benar-benar diperhatikan, tetapi untuk memperkecil kemungkinan terjadinya pencemaran dapat diupayakan pencegahannya. Pencegahan ini dapat dipenuhi dengan memperhatikan syarat-syarat fisik dari sumur tersebut yang didasarkan atas kesimpulan dari pendapat beberapa pakar di bidang ini, diantaranya lokasi sumur tidak kurang dari 10 meter dari sumber pencemar, lantai sumur sekurang-kurang berdiameter 1 meter jaraknya dari dinding sumur dan kedap air, saluran pembuangan air limbah (SPAL) minimal 10 meter dan permanen, tinggi bibir sumur 0,8 meter, memililki cincin (dinding) sumur minimal 3 meter dan memiliki tutup sumur yang kuat dan rapat.
Air merupakan bagian yang penting bagi makhluk hidup baik manusia, hewan maupun tubuhan.Tanpa air kemungkinan tidak ada kehidupan di dunia inti karena semua makhluk hidup sangat memerlukan air untuk bertahan hidup. Manusia mungkin dapat hidup beberapa hari akan tetapi manusia tidak akan bertahan selama beberapa hari jika tidak minum karena sudah mutlak bahwa sebagian besar zat pembentuk tubuh manusia itu terdiri dari 73% adalah air. Jadi bukan hal yang baru jika kehidupan yang ada di dunia ini dapat terus berlangsung karena tersedianya Air yang cukup.Dalam usaha mempertahankan kelangsungan hidupnya, manusia berupaya mengadakan air yang
cukup bagi dirinya sendiri. Berikut ini air merupakan kebutuhan pokok bagi manusia dengan segala macam kegiatannya, antara lain digunakan untuk:
a. Keperluan rumah tangga, misalnya untuk minum, masak, mandi, cuci dan pekerjaan lainnya,
b. Keperluan umum, misalnya untuk kebersihan jalan dan pasar, pengangkutan air limbah, hiasan kota, tempat rekreasi dan lain-lainnya.
c. Keperluan industri, misalnya untuk pabrik dan bangunan pembangkit tenaga listrik. d. Keperluan perdagangan, misalnya untuk hotel, restoran, dll
e. Keperluan pertanian dan peternakanKeperluan pelayaran dan lain sebagainya
Oleh karena itulah air sangat berfungsi dan berperan bagi kehidupan makhluk hidup di bumi ini. Penting bagi kita sebagai manusia untuk tetap selalu melestarikan dan menjaga agar air yang kita gunakan tetap terjaga kelestariannya dengan melakukan pengelolaan air yang baik seperti penghematan, tidak membuang sampah dan limbah yang dapat membuat pencemaran air sehingga dapat mengganggu ekosistem yang ada.
1. Penjernihan Air
Penjernihan air merujuk ke sejumlah proses yang dijalankan demi membuat air dapat diterima untuk penggunaan akhir tertentu. Ini mencakup penggunaan seperti air minum, proses industri, medis dan banyak penggunaan lain. Tujuan semua proses penjernihan air adalah menghilangkan pencemar yang ada dalam air atau mengurangi kesadahannya agar air menjadi becomes layak untuk penggunaan akhirnya. Salah satu penggunaan tersebut adalah mengembalikan ke lingkungan alami air yang sudah digunakan tanpa berakibatkan dampak yang buruk atas lingkungan. Cara penjernihan air, yaitu :
a. Penyaringan dan perebusan
Meski tampak bersih, air yang akan diminum harus disaring dan direbus hingga mendidih setidaknya selama 5-10 menit. Hal ini dapat membunuh bakteri, spora, ova, kista dan mensterilkan air. Proses penyaringan ini juga menghilangkan karbon dioksida dan pengendapan kalsium karbonat.
b. DisinFeksi kimia
Hal ini berguna untuk memurnikan air yang disimpan pada tempat seperti di genangan air, tangki atau air sumur.
Proses ini merupakan diklorinasi kapur. 2,3 gram bubuk pemutih diperlukan untuk mendisinFeksi 1 meter kubik (1.000 liter) air. Tapi air yang sangat tercemar dan keruh tidak bisa dimurnikan dengan metode ini.
d. Tablet klorin
Di pasaran, tablet klorin dijual dengan nama tablet halazone. Senyawa ini mungkin cukup mahal tetapi efektif untuk memurnikan air dengan skala kecil.
e. Filter
Ada beberapa jenis filter air, antara lain filter keramik ‘lilin’ dan UV filter. Bagian utama dari sebuah filter keramik ‘lilin’ ini adalah lilin yang terbuat dari porselin atau tanah infusorial. Permukaannya dilapisi dengan katalis perak sehingga bakteri yang masuk ke dalam akan dibunuh. Metode ini menghilangkan bakteri yang biasanya ditemukan dalam minum air, tetapi tidak eFektif dengan virus yang bisa lolos saringan.
2. Bahan-bahan Penyaringan a. Batuan
Dalam geologi, batu adalah benda padat yang tebuat secara alami dari mineral dan atau mineraloid.Lapisan luar padat Bumi, litosFer, terbuat dari batu.Dalam batuan umumnya adalah tiga jenis, yaitu batuan beku, sedimen, dan metamorf.Penelitian ilmiah batuan disebut petrologi, dan petrologi merupakan komponen penting dari geologi. Dalam bangunan batu biasanya dipakai pada pondasi bangunan untuk bangunan dengan ketinggian kurang dari 10 meter, Batu juga dipakai untuk memperindah fasade bangunan dengan memberikan warna dan tekstur unik dari batu alam.
b. Kerikil
Batu Kerikil (Pebbles) sebenarnya menunjukkan besaran butir pasir, dapat dikategorikan sebagai Batu Pasir yang banyak mengandung silika. Umumnya bertekstur halus dan berbentuk bulat terbentuk akibat dari pecahan batu gunung yang kemudian terseret air hingga ke laut dan selama ribuan tahun saling beradu sesamanya dan terkikis air, karena itu diperoleh di daerah pesisir pantai. Tersedia dalam beberapa warna, ukuran dan bentuk. Digunakan untuk ditaburkan pada taman kering (Patio atau Taman Jepang) atau dicampur dengan adukan semen (biasa disebut Beton/Koral Sikat) untuk jalan setapak atau driveways atau carport. Untuk ukuran yang kecil sering juga disebut Batu Aras.
c. Arang
Arang adalah residu hitam berisi karbon tidak murni yang dihasilkan dengan menghilangkan kandungan air dan komponen volatil dari hewan atau tumbuhan. Arang umumnya didapatkan dengan memanaskan kayu, gula, tulang, dan benda lain. Arang yang hitam, ringan, mudah hancur, dan meyerupai batu bara ini terdiri dari 85% sampai 98% karbon, sisanya adalah abu atau benda kimia lainnya. Jenis-jenis arang:
1) Arang kayu
Arang kayu adalah arang yang terbuat dari bahan dasar kayu.Arang kayu paling banyak digunakan untuk keperluan memasak seperti yang dijelaskan sebelumnya.Sedangkan penggunaan arang kayu yang lainnya adalah sebagai penjernih air, penggunaan dalam bidang kesehatan, dan masih banyak lagi.Bahan kayu yang digunakan untuk dibuat arang kayu adalah kayu yang masih sehat, dalam hal ini kayu belun membusuk.
2) Arang serbuk gergaji
Arang serbuk gergaji adalah arang yang terbuat dari serbuk gergaji yang dibakar.Serbuk gergaji biasanya mudah didapat ditempat-tempat penggergajian atau tempat pengrajin kayu.serbuk gergaji adalah bahan sisa produksi yang jarang dimanfaatkan lagi oleh pemilknya. Sehingga harganya bisa terbilang murah.selain dapat untuk bahan bakar, arang serbuk gergaji biasanya dimanfaatkan untuk campuran pupuk dan dapat diolah menjadi briket arang 3) Arang sekam padi
Arang sekam padi biasa digunakan sebagai pupuk dan bahan baku briket arang. Sekam yang digunakan bisa diperoleh ditempat penggilingan padi. Selain digunakan untuk arang, sekam padi juga sering dijadikan bekatul untuk pekan ternak. Arang sekam juga bisa digunakan sebagai campuran pupuk dan media tanam di persemaian. Hal ini karena sekam padi memiliki kemampuan untuk menyerap dan menyimpan air sebagai cadangan makanan.
4) Arang tempurung kelapa
Arang tempurumg kelapa adalah arang yang berbahan dasar tempurung kelapa. Pemanfaatan arang tempurung kelapa ini ternasuk cukup strategis sebagai sektor usaha. Hal ini karena jarang masyarakat yang memanfaatkan tempurung kelapanya. Selain dimanfaatkan dengan dibakar langsung, tempurung kelapa dapat dijadikan sabagai bahan dasar briket arang. Tempurung
kelapa yang akan dijadikan arang harus dari kelapa yang sudah tua, karena lebih padat dan kandungan airnya lebih sedikit dibandingkan dari kelapa yang masih muda. Harga jual arang tempurung kelapa terbilang cukup tinggi. Karena selain berkualitas tinggi, untuk mendapatkan tempurung kelapanya juga terbilang sulit dan harganya cukup mahal.
5) Arang serasah
Arang serasah adalah arang yang terbuat dari serasah atau sampah dedaunan. Bila dibandingkan dengan bahan arang lain, serasah termasuk bahan yang paling mudah didapat. Arang serasah juga bisa dijadikan briket arang, karena mudah dihancurkan.
6) Briket arang
Jenis arang yang terakhir dan sudah banyak terdapat dimasyarakat adalah briket arang. Briket arang adalah arang yang terbuat dari arang jenis lain yang dihaluskan terlebih dahulu kemudian dicetak sesuai kebutuhan dengan campuran tepung kanji. Tujuan pembuatan briket arang adalah untuk menambah jangka waktu bakar dan untuk menghemat biaya. Arang yang sering dijadikan briket arang diantaranya adalah arang sekam, arang serbuk gergaji, dan arang serasah. Arang-arang tersebut terlalu kecil untuk digunakan langsung dan akan cepat habis. Sehingga akan lebih awet jika diubah menjadi briket arang. Untuk arang tempurung kelapa dapat dijadikan briket arang, tetapi hanya tempurung yang sudah remuk. Sedangkan tempurung yang masih utuh tidak perlu dijadikan briket arang.
7) Arang kulit buah mahoni
Arang kulit buah mahoni adalah arang dengan bahan dasar kulit buah mahoni. Bila dilihat secara kasat mata, kulit buah mahoni memiliki tekstur yang keras dan padat. Sayang jika hanya dibiarkan tertumpuk disekitar halaman. Arang kulit buah mahoni diproses menggunakan tungku drum, sama halnya dengan arang kayu. Arang jenis ini juga dapat diolah menjadi briket arang. Arang yang dihasilkan dari kulit buah mahoni juga terbukti memiliki kualitas yang cukup baik. Jika dibakar hanya mengeluarkan sedikit asap. Nilai kalor yang dihasilkan saat dibakar sangat tinggi dan lebih tahan lama sehingga dapat menghemat biaya pengeluaran.
Ijuk adalah serat alami berkarakter kuat, lentur dan tahan terhadap kelembaban dan air asin.Ijuk terbuat dari pohon aren. Kelebihan ijuk diantaranya kuat tehadap asan dan air asin, tahan lama, tidak lapuk. Pemanfaatan untuk atap, bahan sapu, bahan tali, sebagai filter resapan air pada bangunan modern, dan tali untuk mengikat bagian-bagian tertentu dari badan kapal atau perahu. Ijuk dimulai dari memanennya dari batang aren yang sudah berumur lima tahun. Dengan sebatang tangga bambu panjang yang diberi lubang-lubang, ijuk yang sudah di lepas lidi-lidinya mulai dicongkel dengan parang agar terlepas dari batang. Setelah itu di bawa ke tempat pengolahan untuk nanti di sisir menggunakan kawat baja runcing yang dipakukan pada sebatang kayu. Gunanya selain membersih, agar serat-serat tertata rapi dan bisa dipisahkan besar dan panjang serat. Kemudian di jemur dan setelah kering baru diikat seperti cemara (bahan sanggul) ibu-ibu jaman dulu. Orang Sunda menyebut pekerjaan ini sebagai Ngakab.
e. Kapas
Kapas adalah serat halus yang menyelubungi biji beberapa jenis Gossypium (biasa disebut "pohon"/tanaman kapas), tumbuhan 'semak' yang berasal dari daerah tropika dan subtropika. Serat kapas menjadi bahan penting dalam industri tekstil. Serat itu dapat dipintal menjadi benang dan ditenun menjadi kain. Produk tekstil dari serat kapas biasa disebut sebagai katun (benang maupun kainnya). Serat kapas merupakan produk yang berharga karena hanya sekitar 10% dari berat kotor (bruto) produk hilang dalam pemrosesan.Apabila lemak, protein, malam (lilin), dan lain-lain residu disingkirkan, sisanya adalah polimerselulosa murni dan alami. Selulosa ini tersusun sedemikian rupa sehingga memberikan kapas kekuatan, daya tahan (durabilitas), dan daya serap yang unik namun disukai orang. Tekstil yang terbuat dari kapas (katun) bersifat menghangatkan di kala dingin dan menyejukkan di kala panas (menyerap keringat).
Gambar 1. Water Purifier Buatan Kimia 2011
Besi
Besi lebih reaktif daripada kedua anggota yang lain seperti halnya golongan triad-triad lainnya, misalnya reaksi dengan asam non-oksidator maupun asam oksidator. Ion besi (III) berukuran relatif kecil dengan rapatan muatan 349 mm-3 untuk low-spin dan 232 C mm-3 untuk high-spin, hingga mempunyai daya mempolarisasi yang cukup untuk menghasilkan ikatan berkarakter kovalen. Semua garam besi (III) larut dalam air menghasilkan larutan asam. Rapatan muatan kation yang relatif tinggi (232 C mm-1) mampu mempolarisasi cukup kuat terhadap molekul air sebagai ligan yang berakibat lanjut molekul air yang lain sebagai pelarut dapat berfungsi sebagai basa dan memisahkan proton.
Besi (Fe) adalah satu dari lebih unsur-unsur penting dalam air permukaan dan air tanah. Perairan yang mengandung besi (Fe) sangat tidak diinginkan untuk keperluan rumah tangga karena dapat menyebabkan bekas karat pada pakaian, porselin dan alat-alat lainnya serta menimbulkan rasa yang tidak enak pada air minum pada konsentrasi di atas kurang lebih 0,31 mg/L. Besi (II) sebagai ion berhidrat yang dapat larut (Fe2+) merpakan jenis besi (Fe) yang terdapat dalam air tanah karena air tanah tidak berhubungan dengan oksigen dari atmosFer, konsumsi oksigen bahan organik dalam media mikroorganisme sehingga menghasilkan keadaan reduksi dalam air tanah. Oleh karena itu, besi (Fe) dengan bilangan oksidasi rendah, yaitu besi(II) (Fe) umum ditemukan dalam air tanah dibandingkan besi(III) (Fe). Secara umum besi(II) (Fe) terdapat dalam air tanah berkisar antara 1,0 – 10 mg/L, namun demikian tingkat kandungan besi (Fe) sampai sebesar 50 mg/L dapat juga ditemukan dalam air tanah di tempat-tempat tanah. Besi(II) (Fe) dapat terjadi sebagai jenis stabil yang larut dalam dasar danau dan sumber air yang kekurangan oksigen. Sumber besi (Fe) antara lain berasal dari hematit ataupun magnetit. Mineral yang sering berada dalam air dengan jumlah besar adalah kandungan besi (Fe). Apabila besi (Fe) tersebut berada dalam jumlah yang banyak akan muncul berbagai gangguan lingkungan.
Menurut Wahyu Widowati, Astiana Sastiono dan Raymond Jusuf R., besi (Fe) memiliki berbagai fungsi esensial dalam tubuh, yaitu :
1. Sebagai alat angkut oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh. 2. Sebagai alat angkut elektron dalam sel.
3. Sebagai bagian terpadu dari berbagai reaksi enzim.
Dampak Tingginya Fe pada Air Sumur Bor Bagi Manusia yang Menggunakannya Besi terlarut dalam air dapat berbentuk kation Ferro (Fe2+) atau kation Ferri (Fe3+). Hal ini tergantung kondisi pH dan oksigen terlarut dalam air. Besi terlarut dapat berbentuk senyawa tersuspensi, sebagai butir koloidal seperti Fe(OH)3, FeO, Fe2O3 dan
lain-Iain. Konsentrasi besi terlarut yang masih diperbolehkan dalam air bersih adalah sampai dengan 0,1 mg/l. Apabila kosentrasi besi terlarut dalam air melebihi batas tersebut akan menyebabkan berbagai masalah, diantaranya
1. Gangguan Teknis
Endapan Fe (OH) bersifat korosif terhadap pipa dan akan mengendap pada saluran pipa, sehingga mengakibatkan pembuntuan dan eFek-eFek yang dapat merugikan seperti mengotori bak yang terbuat dari seng. Mengotori wastaFel dan kloset.
2. Gangguan Fisik
Gangguan fisik yang ditimbulkan oleh adanya besi terlarut dalam air adalah timbulnya warna, bau, rasa. Air akan terasa tidak enak bila konsentrasi besi terlarutnya >1,0mg/l. Jika di gunakan untuk mencuci pakaian, akan menyebabkan pakaian putih menjadi kuning.
3. Gangguan kesehatan
Senyawa besi dalam jumlah kecil di dalam tubuh manusia berfungsi sebagai pembentuk sel-sel darah merah, dimana tubuh memerlukan 7-35 mg/hari yang sebagian diperoleh dari air. Tetapi zat Fe yang melebihi dosis yang diperlukan oleh tubuh dapat menimbulkan masalah kesehatan. Hal ini dikarenakan tubuh manusia tidak dapat mengsekresi Fe. Air minum yang mengandung besi cenderung menimbulkan rasa mual apabila dikonsumsi. Selain itu dalam dosis besar dapat merusak dinding usus. Kematian sering kali disebabkan oleh rusaknya dinding usus ini. Kadar Fe yang lebih dari 1 mg/l akan menyebabkan terjadinya iritasi pada mata dan kulit. Apabila kelarutan besi dalam air melebihi 10 mg/l akan menyebabkan air berbau seperti telur busuk. Air tanah yang mengandung CO2 tinggi dan O2 yang terlarut sedikit, dapat mempercepat proses pelarutan besi (dari bentuk tidak terlarut menjadi terlarut). Sedangkan air tanah yang alkalinitasnya tinggi, biasanya memiliki konsentrasi besi rendah, karena besi teroksidasi dan mengendap pada pH tinggi. Air
tanah yang mengandung besi dan organik yang tinggi akan membentuk ikatan kompleks yang sulit mengendap dengan aerasi. Kandungan besi yang tinggi merugikan, karena dapat menyebabkan air the menjadi hitam, sayuran yang direbus berwarna gelap, menimbulkan rasa besi/logam, astringent atau obat dan merugikan jika dipakai dalam produksi.
Untuk penanggulangannya, kita dapat menerapkan beberapa metode dalam penurunan kadar Fe dalam sumur bor
1. Aerasi
Ion Fe selalu dijumpai pada air alami dengan kadar oksigen yang rendah, seperti pada air tanah dan pada daerah danau yang tanpa udara. Fe dapat dihilangkan dari dalam air dengan melakukan oksidasi menjadi Fe(OH)3 yang tidak larut dalam
air, kemudian diikuti dengan pengendapan dan penyaringan. Proses oksidasi dilakukan dengan menggunakan udara biasa disebut aerasi, yaitu dengan cara memasukkan udara dalam air. Cara aerasi ini biasanya dengan mengontakkan/menyebarkan air dengan udara di atas lempengan tipis, melalui tetesan air kecil (waterfall aerator), atau dengan pencampur air dengan gelembung-gelembung udara. Dengan cara ini jumlah oksigen pada air bisa dinaikkan antara 60 ± 80%. Berfluktuasinya kandungan Fe air tanah pada pemompaan ini tidak terlepas dari sifat siklus hidrogen air tanah.
2. Sedimentasi
Sedimentasi adalah proses pengendapan partikel-partikel padat yang tersuspensi dalam cairan/zat cair karena pengaruh gaya gravitasi. Proses pengendapan dengan cara gravitasi untuk mengendapkan partikel-partikel tersuspensi yang lebih berat daripada air, ini yang sering dipergunakan dalam pengolahan air. Sedimentasi dapat berlangsung sempurna pada danau yang airnya diam atau suatu wadah air yang dibuat sedemikian rupa sehingga air di dalamya keadaan diam maupun sumur galian. Pada dasarnya proses tersebut tergantung pada pengaruh gaya gravitasi dari partikel tersuspensi dalam air. Sedimentasi dapat berlangsung pada setiap badan air. Biaya pengolahan air dengan proses sedimentasi relatif murah karena tidak membutuhkan peralatan mekanik maupun penambahan bahan kimia. Kegunaan sedimentasi untuk mereduksi bahan-bahan tersuspensi (kekeruhan) dari dalam air dan dapat juga berfungsi untuk mereduksi kandungan
organisme (patogen) tertentu dalam air. Proses sedimentasi adalah proses pengendapan dimana masing-masing partikel tidak mengalami perubahan bentuk, ukuran, ataupun kerapatan selama proses pengendapan berlangsung. Partikel-partikel padat akan mengendap bila gaya gravitasi lebih besar dari kekentalan dan gaya kelembaban (enersia) dalam cairan.
3. Filtrasi
Proses penyaringan merupakan bagian dari pengolahan air yang pada prinsipnya adalah untuk mengurangi bahan-bahan organik maupun bahan-bahan anorganik yang berada dalam air. Penghilangan zat padat tersuspensi dengan penyaringan memiliki peranan penting, baik yang terjadi dalam pemurnian air tanah maupun dalam pemurnian buatan didalam instalasi pengolahan air. Bahan yang dipakai sebagai media saringan adalah pasir yang mempunyai sifat penyaringan yang baik, keras dan dapat tahan lama dipakai bebas dari kotoran dan tidak larut dalam air serta dengan penggunaan activecarbon. Namun pada saat ini dalam mengatasi kandungan Fe pada pengolahan air baku, telah ditemukan suatu metode baru yakni dengan menggunakan teknik Mangan Zeolite Filtration , dimana Zeolit yang digunakan adalah pasir hijau dilapisi mangan. Setiap butir pasir dilapisi dengan asam-asam besi dan mangan. Tipe media filter ini adalah bentuk dari ion exchange yang biasa digunakan di industri. Proses ini membutuhkan penambahan potasium permanganat pada influent filter secara kontinu, yang berfungsi untuk mengoksidasi besi dan mangan serta berfungsi untuk regenerasi media filter. Dosis pottasium permanganat harus benar-benar tepat karena sisa pottasium permanganat menyebabkan air berwarna merah muda. Disisi lain, dosis yang tepat akan memungkinkan lolosnya mangandi effluen filter. Pada kasus pengolahan air tanah, zeolit lebih baik ditempatkan pada filter bertekanan dari pada filter gravitasi karena untuk menjaga tekanan dari pompa sumur. Perencananan seperti ini menghemat biaya pemompaan.
Instrumen AAS
Spektrrofotometer serapan atom (AAS) merupakan teknik analisis kuantitatif dari unsur-unsur yang pemakaiannya sangat luas, diberbagai bidang karena prosedurnya selektif, spesifik, biaya analisa relatif murah, sensitif tinggi (ppm-ppb), dapat dengan mudah membuat matriks yang sesuai dengan standar, waktu analisa sangat cepat dan mudah
dilakukan. Analisis AAS pada umumnya digunakan untuk analisa unsur, teknik AAS menjadi alat yang canggih dalam analisis.ini disebabkan karena sebelum pengukuran tidak selalu memerluka pemisahan unsur yang ditetukan karena kemungkinan penentuan satu logam unsur dengan kehadiran unsur lain dapat dilakukan, asalkan katoda berongga yang diperlukan tersedia. AAS dapat digunakan untuk mengukur logam sebanyak 61 logam. Sember cahaya pada AAS adalah sumber cahaya dari lampu katoda yang berasal dari elemen yang sedang diukur kemudian dilewatkan ke dalam nyala api yang berisi sampel yang telah terakomisasi, kemudian radiasi tersebut diteruskan ke detektor melalui monokromator. Chopper digunakan untuk membedakan radiasi yang berasal dari nyala api. Detektor akan menolak arah searah arus ( DC ) dari emisi nyala dan hanya mnegukur arus bolak-balik dari sumber radiasi atau sampel. Atom dari suatu unsur padakeadaan dasar akan dikenai radiasi maka atom tersebut akan menyerap energi dan mengakibatkan elektron pada kulit terluar naik ke tingkat energi yang lebih tingi atau tereksitasi. Atom-atom dari sampel akan menyerpa sebagian sinar yang dipancarkan oleh sumber cahaya. Penyerapan energi cahaya terjadi pada panjang gelombang tertentu sesuai dengan energi yang dibutuhkan oleh atom tersebut (Basset, 1994).
E. Alat dan Bahan : Alat – alat :
1. Botol air kemasan 1 buah
2. Gunting 1 buah
3. Kertas saring secukupnya 4. Kasa filter secukupnya 5. Pipet volume 25 mL 1 buah
6. Pro Pipet 1 buah
7. Wadah rol film 8 buah 8. Labu ukur 25 mL 1 buah 9. Gelas ukur 10 mL 1 buah 10. Pipet tetes 4 buah 11. Gelas kimia 3 buah Bahan – bahan :
1. Arang aktif 20 gram
2. Batu kerikil 140 gram
3. Pasir 60 gram
4. Ijuk 15 gram
5. Aquanesa secukupnya
6. Akuades secukupnya
7. Air sampel secukupnya
8. Larutan Fe 100 ppm secukupnya 9. Larutan HNO3 secukupnya
F. Cara Kerja :
1. Penjernihan Air Sampel
2. Pembuatan Larutan Standar
3. Pengukuran Konsentrasi Sampel
- dimasukkan ke dalam botol yang dasarnya sudah dipotong - ditambahkan kasa yang berfungsi sebagai filter
- ditambahkan ijuk - ditambahkan pasir - ditambahkan batu kerikil - ditambahkan arang
- digunakan untuk menyaring air sumur selama 30 menit Kertas saring
Air sampel
- dimasukkan ke dalam labu ukur
- ditambahkan aquades hingga tanda batas - diencerkan
Larutan Fe 0,5; 1; 2; 4; 6; 8 ppm Larutan Fe 100 ppm
- diurutkan
- dianalisis dengan menggunakan AAS pada λ 248,3 nm - dibuat kurva standar Fe dari hasil analisis dengan AAS - dihitung konsentrasi Fe dalam sampel
Konsentrasi sampel
G. Tabel Hasil Pengamatan :
Hasil Pengamatan Dugaan/reaksi Kesimpulan
Larutan Fe 100 ppm : tidak berwarna
Larutan Fe 0,5; 1; 2; 4; 6; dan 8 ppm : tidak berwarna Aquanesa : tidak berwarna
Air sampel : tidak berwarna Larutan HNO3 : tidak berwarna
Data :
Cuplikan Konsentrasi Absorbansi Blanko adisi standar - 1,662
Standar 1 0,5 0,017 Standar 2 1 0,031 Standar 3 2 0,066 Standar 4 4 0,140 Standar 5 6 0,219 Standar 6 8 0,295 Sampel - 0,072
Berdasarkan Permenkes no. 492/MENKES/PER/IV/2010, Batas ambang Fe adalah 0,3 mg/L atau 0,3 ppm.
Konsentrasi sampel sebesar 0,5614 sedangkan batas ambang Fe adalah 0,3 ppm, sehingga dapat disimpulkan bahwa air sampel tidak layak untuk dikonsumsi.
H. Analisis Data dan Pembahasan :
Percobaan penentuan kadar besi didalam sampel air bertujuan untuk menentukan berapa miligram besi yang terdapat didalam 1 liter air sampel (ppm). Besi terlarut dalam air dapat berbentuk kation Ferro (Fe2+) atau kation Ferri (Fe3+). Hal ini tergantung kondisi pH dan oksigen terlarut dalam air. Besi terlarut dapat berbentuk senyawa tersuspensi, sebagai butir koloidal seperti Fe(OH)3, FeO, Fe2O3 dan lain-Iain. Kadar besi yang
diperbolehkah dalam air minum berdasarkan Permenkes no. 492 tahun 2010 adalah 0,3 mg/L. Apabila melebihi kadar tersebut besi dalam mengakibatkan berbagai gangguan misanyan gangguan teknis, yaitu endapan korosif pada pipa akan merusak saluran pipa, yang kedua adalah gangguan fisik pada air yang menyebabkan rasa, bau, dan warna air tidak sesuai dengan aturan dari Permenkes no. 492 tahun 2010. Untuk menanngulangi hal tersebut dilakukan beberapa teknik misalnya dengan penyaringan dan pemurnian. Seteah itu dihitung kadar Fe yang terdapat dalam sampel air. Penentuan kadar Fe dilakukan dengan dua tahap yang pertama adalah penjernihan air, kemudian membuat larutan blanko, pembuatan larutan standar dan yang terakhir adalah pengukuran kadar Fe dalam sampel.
1. Penjernihan air
Sebelum melakukan pengujian terhadap kadar besi langkah awal adalah melakukan penjernihan dengan alat Water Purifier Sederhana. setelah penyaringan selama 30 menit, sampel kemudian diambil dan dilakukan uji kadar besi (Fe)
2. Tahap Pembuatan Larutan Blanko
Larutan blanko adalah larutan tidak berisi analit. Larutan blanko biasanya digunakan untuk tujuan kalibrasi sebagai larutan pembanding dalam analisis fotometri. Dalam pembuatan larutan blanko digunakan 5 mL aquanesa yang ditambah dengan 5 mL larutan standar 4 ppm dan 0,5 HNO3. Fungsi penambahan
larutan HNO3 adalah untuk memeberikan suasana asam, ksrena hanya pada suasana
asam Fe akan berubah menjadi senyawa kompleks. Ketiga larutan tersebut kemudian ditempatkan pada rol film dan diberi label untuk digunakan sebagai blanko AAS. Setelah pengukuran dengan AAS didapatkan absorbansi dari larutan blanko (blanko adisi standar adalah 1,662).
3. Tahap Pembuatan Larutan standar Fe
Pada tahap ini dilakukan pembuatan larutan standar 0,5 ppm, 1 ppm, 2 ppm, 4ppm, 6ppm, dan 8ppm, dari larutan induk Fe 100 ppm. Pembuatan larutan standar ini dilakukan dengan pengenceran bertingkat dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi
rendah dengan 1 kali pengambilan larutan induk Fe 100 ppm. Pengenceran dilakukan dalam labu ukur 25 mL dengan pelarut aquades. Setelah didapatkan larutan standar Fe 0,5 ppm, 1 ppm, 2 ppm, 4ppm, 6ppm, dan 8 ppm, Kemudian diukur absorbansinya dengan menggunakan instrumen AAS. Data absorbansi yang didapatkan adalah sebagai berikut :
Tabel 1. Absorbansi Larutan Satndar Fe Berbagai Konsentrasi No Larutan Konsentrasi (ppm) Absorbansi
1 Standar 1 0,5 0,017 2 Standar 2 1 0,031 3 Standar 3 2 0,066 4 Standar 4 4 0,140 5 Standar 5 6 0,219 6 Standar 6 8 0,295
Dari data yang tedapat pada Tabel 1. Kemudian dibuat grafik antara konsenrasi larutan standar dengan absorbansi
Gambar 2. Grafik perbandingan konsentrasi larutan satndar dengan absorbansi
Berdasarkan grafik yang terdapat pada Gambar 2. didapat persamaan garisnya adalah y = 0,0374x – 0,006 dengan regresi sebesar 0,9993. Persamaan garis yang didapatkan selanjutnya dapat digunakan sebagai persamaan untuk menentukan konsentrasi Fe yang terdapat didalam sampel.
y = 0.0374x - 0.006 R² = 0.9993 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0 5 10 ab sor b an si konsentrasi (ppm) absorbansi Linear (absorbansi )
4. Tahap penentuan kadar sampel
Tahap terakhir adalah tahap penentuan kadar sampel. Sampel yang digunakan adalah air sumur yang diperoleh dari daerah Cupat Kenjeran Surabaya. Sebelum dianalisis kadar Fe di dalam sampel, sampel dijernihkan dahulu dengan menggunakan water purifier sederhana selama 30 menit. Setelah 30 menit, sampel diambil sebanyak 5 mL kemudian dimasukkan dalam wadar rol film. Setelah itu ditambah dengan 5 mL larutan satndar 4 ppm dan diikuti dengan penambahan 0,5 mL larutan asam nitrat. Tujuan pemberian asam nitrat adalah untuk memberikan suasana asam pada larutan sehingga besi membentuk kompleks dan larut. Setelah selesai penambahan sampel, kemudian dilakukan pengukuran kadar Fe dengan instrumen AAS pada panjang gelombang 248,3 nm. Dari hasil pengukuran didapatkan absorbansi sampel sebesar 2,046. Setelah diketahui absorbansi sampel dilakukan penghitungan untuk menentukan kadar Fe yang terdapat dalam sampel dengan cara :
a. Mensubstitusikan absorbansi yang ddidapat kedalam persamaan garis dari larutan standar. Dengan menggunakan cara ini didapatkan konsentrasi/kadar Fe yang terdapat di dalam sampel sebesar 0,5614 ppm.
b. Menggunakan persamaan adisi standar (perhitungan terlampir). Dari cara kedua ini didapatkan kadar besi di dalam sampel sebesar 0,015 ppm.
Dari kedua cara untuk menentukan kadar Fe dalam sampel, semuanya menunjukkan bahwa kadar Fe yang terdapat didalam sampel melebihi ambang batas yang diperbolehkan oleh menteri kesehatan. Menurut Permenkes no.492 tahun 2010, ambang batas Fe dalam air minum adalah sebesar 0,3 ppm. Untuk mengurangi kadar Fe yang terdapat didalam air minum dapat dilakukan dengan menggunakan aerasi, pendidihan, atau dengan sedimentasi. Hal ini wajib dilakukan agar para masyarakat yang mengonsumsi air didaerah ini dapat terhindar dari penyakit-penyakit yang disebabkan terakumulasinya Fe ataupun logam- logam lainnya didalam tubuh mausia yang akhirnya dapat menyebabkan berbagai macam penyakit.
I. Kesimpulan
Berdasarkan hasil dari penentuan kadar Fe didalam sampel didapatkan bahwa kadar Fe tersebut sebesar 0,5614 ppm, melebihi ambang batas yang diperbolehkan oleh pemerintah. Secara teori, berdasarkan Permenkes no. 492 tahun 2010, dijelaskan bahwa kadar maksimum besi dalam air minum adalah sebesar 0,3 mg/L yang diperbolehkan untuk dikonsumsi atau digunakan sebgai pemenuh kebutuhan sehari-hari. Berdasarkan data dan perbandingan tersebut dapat disimpulkan bahwa air yang didapat dari daerah Cupat yang berlokasi didekat pantai Kenjeran Surabaya dan telah mengalami penyaringan selama 30 menit tidak layak dikonsumsi.
J. Daftar Pustaka :
Basset. J. etc. 1994. Buku Ajar Vogel, Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik . Jakarta: Erlangga.
Antonim. 2005. Salinitas Air Laut.
http://oseanografi.blogspot.com/2005/07/salinitas-air-laut.html (diunduh
pada tanggal 12 April 2014).
Day, R.A. Jr & A.L. Underwood. 1999. Kimia Analisis Kuantitatif. Jakarta: Erlangga.
Fardiaz, Srikandi.1992. Polusi Air dan Udara.Yogyakarta: Kanisius.
Harjadi, W. 1993. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.
Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI-Press. Menkes. 2010. PMK No. 492 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum.
Ristina, Maria. 2006. Petunjuk Praktikum Instrumen Kimia. Yogyakarta: STTN – Batan.
SNI 01-3553-2006. 2006. Syarat Mutu Air.
http://xa.yimg.com/kQ/groups/9534928/152236470/name/SNI+01-3553-2006.pdf (diunduh pada tanggal 31 maret 2014).
TIM. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Lingkungan. Surabaya: Jurusan Kimia Universitas Negeri Surabaya.
LAMPIRAN 1. Perhitungan
Diperoleh data sebagai berikut :
Cuplikan Konsentrasi Absorbansi Blanko adisi standar - 1,662
Standar 1 0,5 0,017 Standar 2 1 0,031 Standar 3 2 0,066 Standar 4 4 0,140 Standar 5 6 0,219 Standar 6 8 0,295 Sampel - 0,072 y = 0,0374x – 0,006 R2 = 0,9993
a. Penentuan konsentrasi sampel berdasarkan perhitungan adisi standar
( )
b. Penentuan konsentrasi sampel berdasarkan persamaan garis
2. Foto
Pengenceran larutan Fe 100 ppm
Pengoperasian Instrumen AAS
