Analisis Nilai Kalium Permanganat dan BOD

LAPORAN PRAKTIKUM

TEKNIK ANALISIS PENCEMAR LINGKUNGAN

“ANALISIS NILAI PERMANGANAT (KMnO

4

) DAN BIOCHEMICAL OXYGEN DEMAND (BOD) ”

DOSEN:

Mashudi, S.Si., MENVM

ASISTEN LABORATORIUM:

Lulu Farizianty

PRAKTIKAN:

Afifah Zulfa Putri 5014221113

DEPARTEMEN TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK SIPIL, PERENCANAAN, DAN KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2023

BAB I.

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan

Tujuan dari praktikum yang berjudul “Analisis Nilai Permanganat (KMnO4) dan Biochemical Oxygen Demand (BOD)” adalah untuk menentukan besarnya nilai Permanganat (KMnO4) serta kadar kebutuhan oksigen biologis (BOD) dalam air.

1.2 Prinsip

Prinsip yang digunakan dalam analisis nilai Permanganat adalah zat organik di dalam air dioksidasikan dengan Kalium Permanganat (KMnO4). Setelah itu, ditambahkan asam oksalat 0,1 N untuk mengatasi kelebihan KMnO4 yang tidak dapat dioksidasikan lalu asam oksalat 0,1 N dititrasi kembali dengan KMnO4. Prinsip analisis Biochemical Oxygen Demand (BOD) adalah menggunakan metode iodometri dengan botol winkler, yaitu reaksi oksidasi zat organik dengan oksigen di dalam air yang dapat diuraikan oleh bakteri. Pengukuran BOD kali ini menggunakan metode BOD0 dan BOD5 yaitu untuk BOD5 sampel diinkubasi selama 5 hari pada suhu 20^oC, kemudian selisih oksigen terlarut pada nol hari dan hari kelima dihitung untuk mengetahui nilai BOD. Semakin tinggi BOD artinya zat pencemar semakin banyak.

1.3 Dasar Teori

Air memiliki peranan penting bagi kehidupan manusia. Air merupakan senyawa yang paling mudah tercemar oleh berbagai kandungan, contohnya zat organik. Kandungan organik pada air yang masuk ke dalam tubuh dan menyebabkan masalah kesehatan bagi manusia (Yaqin

& Nursanti, 2018). Zat organik merupakan zat yang memiliki kandungan unsur karbon, pada umumnya berasal dari makhluk hidup seperti hewan dan tumbuhan air. Kadar zat organik yang terdapat pada sampel air dapat dianalisis kadarnya menggunakan metode titrasi KMnO4

(Irfansyah, 2021). Perhitungan besarnya kadar zat organik di air, yaitu melalui nilai permanangat. Nilai permanganat merupakan jumlah kalium permanganat yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat organik yang terkandung pada air (Wulandari, 2017).

Prinsip analisis nilai permanganat (PV) ialah mengoksidasi zat organik yang ada pada sampel oleh kalium permanganat (KMnO4), kalium permanganat yang berlebih akan direduksi oleh asam oksalat, dan asam oksalat akan dititrasi kembali dengan menggunakan kalium permanganat (KMnO4) yang sudah distandarisasi. Secara umum, angka permanganat merupakan pengukuran jumlah oksigen yang dihasilkan dari reduksi KMnO4 pada suasana asam atau basa. Titrasi tidak memerlukan indikator sebagai acuan penentuan titik akhir titrasi karena perubahan ion MnO⁴⁻ menjadi Mn²⁺ sudah memberikan warna (Kurniawati & Alfanah, 2019). Anion pada permanganat dapat dimanfaatkan dalam proses pengolahan air limbah, pengolahan air minum, dan remediasi air tanah. Permanganat sering digunakan karena ikatan hidrogen karbonnya tidak reaktif dan perannya yang cukup besar dalam penghancuran kontaminan lingkungan. Walaupun begitu, permanganat masih tergolong sulit untuk dideteksi (Blotevogel et al., 2018).

Biological Oxygen Demand (BOD) merupakan kebutuhan oksigen biologis yang diperlukan mikroorganisme untuk memecah bahan organik secara aerobik. Nilai BOD di perairan dapat bermanfaat untuk mendapatkan informasi tentang jumlah beban di perairan

akibat air buangan penduduk atau industry serta merancang sistem pengolahan biologis di perairan yang tercemar (Daroini & Arisandi, 2020). Jumlah BOD dalam air dapat disebabkan oleh banyak faktor seperti limbah domestik, aktivitas peternakan, pertanian, dan lain-lain.

Selain itu, lokasi sampling juga memengaruhi jumlah BOD yang teranalisis. Sampling di dekat sumber poin dan jauh dari sumber nilainya berbeda. Nilai BOD lebih tinggi apabila sampling dilakukan langsung di sumber (Susilowati et al., 2018). BOD juga dapat diketahui dengan menentukan jumlah oksigen yang diperlukan mikroorganisme aerobik untuk mendegradasi bahan organik pada air. Pengukuran BOD bertujuan untuk mengetahui beban pencemar dan mendesain sistem pengolahan pada air tercemar tersebut (Sara et al., 2018).

Penentuan nilai BOD juga dapat dilakukan dengan metode titrasi winkler. Prinsip metode winkler adalah dengan titrasi iodiometri dengan larutan natrium thiosulfat (Na2S2O3) (Andika et al., 2020). Langkah pertama titrasi winkler adalah air sampel dimasukkan dalam 2 botol winkler ukuran 300 ml dan 2 botol winkler ukuran 150 ml. Botol winkler yang berukuran 300 ml dimasukkan dalam inkubator untuk dianalisis 5 hari, untuk yang 150 ml dianalisis hari itu juga (Aniyikaiye et al., 2019). Masing-masing larutan dalam botol winkler 150 ml ditambahkan MnSO4 dan pereaksi oksigen berupa alkali iodida azida sehingga terbentuk endapan Mn(OH)3. Berikut adalah reaksi kimia yang terjadi :

𝑂2 + 2𝑀𝑛𝑆𝑂4 → 2𝑀𝑛𝑂 + 2𝑆𝑂42−

𝑀𝑛𝑆𝑂4 (𝑠𝑖𝑠𝑎) + 2𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝑀𝑛(𝑂𝐻)2 + 𝑁𝑎2𝑆𝑂4

𝑀𝑛(𝑂𝐻)2 + 𝑂2 + 𝐼2 + 𝑁𝑎𝑁3 → 𝑀𝑛(𝑂𝐻)3 + 𝐼2 + 𝑁𝑎𝑁3

Nilai BOD dihitung dengan konsentrasi DO dihari ke 0 dan ke 5. Nilai DO dan BOD berkebalikan, yaitu apabila BOD tinggi, maka DO relatif rendah. Selain itu, terdapat pula BOD5

yaitu banyaknya oksigen terlarut yang digunakan bakteri aerob dalam jangka waktu 5 hari diinkubasi pada suhu 20°C dalam ruangan gelap. Nilai BOD5 dalam air limbah biasanya berkisar pada 100 hingga 300 mg/L (Abdalla & Hammam, 2014). Hal penting dalam analisis tersebut yaitu mengupayakan supaya masih terdapat oksigen tersisa pada pengamatan hari kelima sehingga DO5 tidak bernilai nol. Bila DO5 nol maka nilai BOD tidak dapat ditentukan (Atim, 2015).

Nilai BOD dengan metode winkler dihitung dengan rumus berikut.

BOD (mg/L) = {(𝑋0−𝑋5)−(𝐵0−𝐵5)×(1−𝑃)}

𝑃

Dimana:

X0 = oksigen terlarut sampel pada t = 0 X5 = oksigen terlarut sampel pada t = 5 B0 = oksigen terlarut blanko pada t = 0 B5 = oksigen terlarut blanko pada t = 5

BAB II.

METODE

2.1 Alat

Berikut merupakan peralatan yang digunakan dalam praktikum berjudul “Analisis Nilai Permanganat (KMnO4) dan Biochemical Oxygen Demand (BOD)”.

2.1.1 Peralatan Analisis Nilai Permanganat (PV)

• 1 Set Pemanas Listrik

• 1 Buah Buret 25 mL

• 1 Buah Erlenmeyer 250 mL

• 1 Buah Gelas Ukur 100 mL

• 1 Buah Pipet 10 mL

• 1 Buah Pipet Tetes

• 1 Buah Pipet 5 mL

• Tisu

• Label

2.1.2 Peralatan Analisis Biochemical Oxygen Demand (BOD)

• 2 Buah Botol winkler 300 mL

• 2 Buah Botol winkler 150 mL

• 1 Buah Inkubator

• 1 Buah Labu Takar 500 mL

• 1 Buah Pipet 5 mL

• 1 Buah Pipet 10 mL

• 1 Buah Erlenmeyer 250 mL

• 1 Buah Buret 25 mL

• 1 Buah Gelas Ukur 100 mL

• 1 Buah Pipet Tetes

• Label

• Tisu

2.2 Bahan

Berikut merupakan bahan yang digunakan dalam praktikum berjudul “Analisis Nilai Permanganat (KMnO4) dan Biochemical Oxygen Demand (BOD)”.

2.2.1 Bahan Analisis Nilai Permanganat (PV)

• Sampel Air

• Larutan Asam Sulfat (H2SO4) 4N Bebas Organik

• Larutan Asam Oksalat 0,1 N

• Larutan Kalium Permanganat (KMnO4)

2.2.2 Bahan Analisis Biochemical Oxygen Demand (BOD)

• Sampel Air

• Air Pengencer

• Larutan Mangan Sulfat (MnSO4)

• Larutan Pereaksi Oksigen

• Indikator Amilum 0,5 %

• Larutan Asam Sulfat Pekat (H2SO4)

• Larutan Natrium Tiosulfat 0,0125 N

2.3 Langkah-Langkah

Berikut ini adalah tabel hasil pengamatan yang meliputi perlakuan, hasil pengamatan, serta gambar pada praktikum ketiga yaitu analisis kadar permanganat (PV), dan biochemical oxygen demand (BOD).

Tabel 2.1 Langkah-Langkah Percobaan Analisis Nilai Permanganat (PV).

No. Langkah-Langkah Keterangan Gambar

1. Dituangkan 100 mL (10 mL sampel air dan 90 mL Aquades) yang telah diukur menggunakan gelas ukur ke dalam Erlenmeyer 250 mL.

Sampel air yang telah disiapkan berwujud cair dan keruh.

2. Ditambahkan asam sulfat 4 N bebas organik sebanyak 2,5 mL ke dalam Erlenmeyer.

Asam sulfat berbau asam, berwujud cair dan tidak berwarna, Terjadi penambahan asam ke dalam Erlenmeyer yang berisi air sampel

3. Ditambahkan 15 tetes kalium permanganat (KMnO4) menggunakan pipet tetes hingga berwarna merah muda.

Larutan KMnO4 memiliki karakteristik cair dan berwarna ungu pekat. Terjadi perubahan warna pada larutan Erlenmeyer menjadi merah muda.

4. Larutan dipanaskan hingga mendidih selama 1 menit.

Larutan bergelembung karena mendidih dan warna pada larutan memudar.

No. Langkah-Langkah Keterangan Gambar 5. Ditambahkan kembali

kalium permanganat (KMnO4) sebanyak 10 mL dan dipanaskan selama 10 menit.

Pembubuhan kalium permanganat mengakibatkan larutan berwarna merah muda. Setelah dipanaskan 10 menit terjadi perubahan warna menjadi merah keunguan.

6. Ditambahkan larutan asam oksalat 0,1 N sebanyak 1 mL dan ditunggu perubahan warna menjadi jernih.

Larutan berubah warna menjadi jernih setelah penambahan asam oksalat 0,1 N.

7. Larutan di dalam Erlenmeyer dititrasi

dengan kalium

permanganat (KMnO4) hingga terjadi perubahan warna.

Terjadi perubahan warna menjadi merah muda pada titrat (larutan sampel). Dibutuhkan 7,2 mL kalium permanganat.

Tabel 2.2 Langkah-Langkah Percobaan Analisis Biochemical Oxygen Demand (BOD).

No Langkah-Langkah Keterangan Gambar

1. Dihitung volume pengenceran, ditakar 66 mL sampel air dan dimasukkan kedalam labu takar 500 mL.

Sampel air yang telah disiapkan berwujud cair dan sedikit keruh.

2. Ditambahkan air pengencer hingga batas labu takar.

Larutan pengencer tidak berwarna.

No Langkah-Langkah Keterangan Gambar 3. Campuran air sampel dan

air pengencer dimasukkan ke botol winkler 150 mL dan 300 mL hingga tumpah, lalu ditutup.

Terdapat larutan sampel yang sudah diencerkan dalam botol winkler 300 mL dan 150 mL. Botol winkler diisi penuh hingga tumpah dan ditutup rapat agar tidak ada gelembung udara yang terperangkap di dalam botol winkler.

4. Air pengencer dituangkan ke dalam satu botol winkler 150 mL dan botol winkler 300 mL hingga tumpah yang berfungsi sebagai blanko.

Terdapat larutan pengencer sebagai blanko dalam botol winkler 150 mL dan 300 mL. Botol winkler diisi penuh hingga tumpah dan ditutup rapat agar tidak ada gelembung udara yang terperangkap di dalam botol winkler.

5. Botol winkler 300 mL yang berisi sampel dan blanko dimasukkan ke dalam inkubator dengan suhu 20^o C selama 5 hari.

Kedua botol winkler berisi blanko dan sampel pengenceran terdapat di dalam inkubator dan bersuhu dingin jika dipegang.

6. Ditambahkan 1 mL Mangan Sulfat dengan menggunakan pipet ukur ke dalam kedua botol winkler 150 mL.

Larutan Mangan Sulfat berwarna merah muda. Tidak terjadi perubahan warna pada botol winkler yang berisi sampel maupun larutan blanko.

No Langkah-Langkah Keterangan Gambar 7. Ditambahkan 1 mL

larutan Pereaksi Oksigen dengan pipet ukur ke dalam kedua botol winkler 150 mL. Botol winkler ditutup dengan hati-hati dan dibalik-balikkan beberapa kali.

Setelah penambahan pereaksi oksigen, warna larutan menjadi kekuningan. Saat botol dibalik- balikkan, terdapat gumpalan yang tersebar secara merata.

8. Dibiarkan gumpalan mengendap selama 10 menit.

Setelah larutan didiamkan selama 10 menit, gumpalan akan terbentuk di dasar botol winkler.

9. Ditambahkan 1 mL Asam Sulfat pekat ke dalam kedua botol winkler 150 mL, proses dilakukan di dalam ruang asam. Botol winkler ditutup dan dibalik-balikkan.

Asam Sulfat memiliki bau asam, berwujud cair dan tidak berwarna.

Setelah penambahan asam sulfat dan botol dibalik-balikkan, endapan pada botol winkler akan menghilang dan warna larutan blanko maupun sampel menjadi lebih kuning.

10 Dituangkan 100 mL larutan pada masing- masing botol winkler dengan gelas ukur ke dalam Erlenmeyer 250 mL yang berbeda (telah diberi label).

Larutan pada Erlenmeyer berwarna kuning.

No Langkah-Langkah Keterangan Gambar 11 Ditambahkan 4 tetes

Indikator Amilum 0,5%

dengan menggunakan pipet tetes ke dalam kedua Erlenmeyer.

Larutan berubah warna dari kuning menjadi biru kehitaman.

12 Larutan dititrasi dengan Natrium Tiosulfat 0,0125 N hingga warna biru kehitaman hilang.

Larutan sampel dan blanko berubah warna dari biru kehitaman menjadi jernih. Natrium tiosulfat yang dibutuhkan untuk titrasi sampel adalah sebanyak 8,9 mL, sedangkan untuk titrasi blanko adalah sebanyak 11,8 mL.

BOD Setelah 5 Hari (BOD5) 13 Setelah 5 hari, kedua botol

winkler 300 mL dikeluarkan dari inkubator.

Setelah dikeluarkan dari inkubator, suhu menjadi lebih dingin dan berembun. Tidak ada perubahan warna.

14 Ditambahkan 1 mL Mangan Sulfat dengan menggunakan pipet ukur ke dalam kedua botol winkler 300 mL.

Larutan Mangan Sulfat berwarna merah muda. Tidak terjadi perubahan warna pada botol winkler yang berisi sampel maupun larutan blanko.

15 Ditambahkan 1 mL larutan Pereaksi Oksigen dengan pipet ukur ke dalam kedua botol winkler 300 mL. Botol winkler ditutup dengan hati-hati dan dibalik-balikkan beberapa kali.

Setelah penambahan pereaksi oksigen, warna larutan menjadi kekuningan. Saat botol dibalik- balikkan, terdapat gumpalan yang tersebar secara merata.

No Langkah-Langkah Keterangan Gambar 16 Dibiarkan gumpalan

mengendap selama 10 menit.

Setelah larutan didiamkan selama 10 menit, gumpalan akan terbentuk di dasar botol winkler.

17 Ditambahkan 1 mL Asam Sulfat pekat ke dalam kedua botol winkler 300 mL, proses dilakukan di dalam ruang asam. Botol winkler ditutup dan dibalik-balikkan.

Asam Sulfat memiliki bau asam, berwujud cair dan tidak berwarna.

Setelah penambahan asam sulfat dan botol dibalik-balikkan, endapan pada botol winkler akan menghilang dan warna larutan blanko maupun sampel menjadi lebih kuning.

18 Dituangkan 100 mL larutan pada masing- masing botol winkler dengan gelas ukur ke dalam Erlenmeyer 250 mL yang berbeda (sudah diberi label).

Larutan pada Erlenmeyer berwarna kuning.

19 Ditambahkan 4 tetes Indikator Amilum 0,5%

dengan menggunakan pipet tetes ke dalam kedua Erlenmeyer.

Larutan berubah warna dari kuning menjadi biru kehitaman.

20 Larutan dititrasi dengan Natrium Tiosulfat 0,0125 N hingga warna biru hilang.

Larutan sampel dan blanko berubah warna dari biru kehitaman menjadi jernih. Natrium tiosulfat yang dibutuhkan untuk titrasi sampel adalah sebanyak 4,4 mL, sedangkan untuk titrasi blanko adalah sebanyak 5 mL.

BAB III.

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

3.1 Pembahasan

3.1.1 Pembahasan Analisis Nilai Permanganat

Pada hari Senin, 25 September 2023 telah dilakukan Praktikum “Analisis Nilai Permanganat” di Laboratorium Teknologi Pengolahan Air Departemen Teknik Lingkungan FT-SPK ITS. Praktikum ini bertujuan untuk untuk menentukan besarnya nilai permanganat (KMnO4) dalam air. Peralatan yang digunakan dalam praktikum yang berjudul “Analisis Nilai Permanganat” adalah satu buah pemanas listrik untuk membantu proses pemanasan larutan sampel sehingga reaksi dapat berjalan lebih cepat, satu buah buret 25 mL sebagai alat titrasi, satu buah Erlenmeyer 250 mL sebagai wadah larutan, satu buah gelas ukur 100 mL untuk mengukur volume larutan, pipet tetes untuk memindahkan larutan, pipet 10 mL dan pipet 5 mL berfungsi mengambil larutan pada volume tertentu.

Sedangkan, bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah 2,5 mL larutan asam sulfat (H2SO4) 4 N bebas organik sebagai penambah suasana asam dan titik akhir titrasi mudah diamati, 1 mL larutan asam oksalat 0,1 N untuk mengatasi atau mereduksi KMnO4 berlebih yang tidak dapat teroksidasi, larutan kalium permanganat (KMnO4) berfungsi mengoksidasi zat organik dan sampel air sebagai objek yang diamati.

Prosedur pertama dalam praktikum ini adalah dengan menuangkan 100 mL (10 mL sampel air dan 90 mL Aquades) yang diukur menggunakan gelas ukur lalu dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250 mL. Setelah itu, 2,5 mL asam sulfat 4 N bebas organik ditambahkan ke dalam Erlenmeyer menggunakan pipet.

Penambahan asam sulfat berfungsi untuk memberikan suasana asam. Dalam suasana asam titrasi lebih mudah diamati dan reaksi asam sulfat tidak menghasilkan produk dan tidak bereaksi dengan titran. Pada pH netral reaksi yang dilakukan akan menghasilkan padatan MnO2 yang berwarna coklat yang dapat mengganggu penentuan titik akhir titrasi. Selanjutnya, ditambahkan beberapa tetes kalium permanganat ke dalam Erlenmeyer hingga terjadi perubahan warna menjadi merah muda akibat ion permanganat yang berlebih. Reaksi yang terjadi antara asam sulfat (H2SO4) dengan kalium permanganat (KMnO4) adalah sebagai berikut.

2 MnO4- + 6 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 3 H2O + 5 On (asam) 2 MnO4- + 2 OH^- → 2 MnO2 + H2O + 5 On (basa)

C2H2O + On → 2 CO2 + H2O

(Kurniawati & Alfanah, 2019) Setelah terjadi perubahan warna, Erlenmeyer dipanaskan hingga mendidih dengan menggunakan pemanas listrik. Setelah mendidih, ditambahkan 10 mL larutan kalium permanganat menggunakan pipet dan larutan dipanaskan kembali hingga mendidih selama 10 menit. Fungsi pemanasan adalah untuk mempercepat reaksi.

Kemudian, ditambahkan 1 mL larutan asam oksalat 0,1 N ke dalam larutan menggunakan pipet dan ditunggu hingga larutan menjadi jernih. Asam oksalat digunakan sebagai agen pereduksi yang akan mereduksi sisa KMnO4 yang ada di dalam sampel, perubahan warna sampel menjadi jernih merupakan tanda bahwa seluruh sisa KMnO4 telah direduksi. Selanjutnya larutan pada Erlenmeyer dititrasi menggunakan buret dengan kalium permanganat dan didapatkan volume titrasi sebanyak 7,2 mL. Dihitung nilai permanganatnya, yaitu sebesar 22,752 mg/L.

Angka tersebut menunjukkan bahwa dibutuhkan 22,752 mg permanganat untuk mengoksidasi senyawa organik dalam tiap liter sampel. Baku mutu permanganat untuk air pada tahun 2023 adalah maksimal 10 mg/L sesuai dengan Permenkes No.

2 Tahun 2023 tentang Standar Baku Mutu Kesehatan Lingkungan dan Persyaratan Kesehatan Air Untuk Keperluan Higiene Sanitasi, Kolam Renang, Solus Per Aqua, dan Pemandian Umum. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa sampel yang digunakan dalam praktikum ini tidak memenuhi baku mutu air minum dan air higiene sanitasi.

Faktor error dalam praktikum ini adalah ketidakakuratan alat praktikum yang digunakan. Human error berupa kesalahan pembacaan meniskus saat pengambilan larutan asam oksalat 0,1 N, larutan kalium permanganat (KMnO4) 0,01 N, dan larutan asam sulfat menggunakan pipet.Analisis nilai permanganat di bidang Teknik Lingkungan dapat dimanfaatkan untuk mengurangi kadar arsenik pada air tanah dengan mereaksikan permanganat dengan Fe (III). Pemberian MnO4

diikuti dengan Fe (III) dapat menghasilkan As sisa yang sangat rendah. Endapan As yang mengandung Fe (III) cukup dihilangkan dari air. Oksidasi zat organik oleh permanganat dapat dimanfaatkan dalam IPAL (instalasi pengolahan air limbah) dengan sistem lumpur aktif agar output yang dihasilkan sesuai dengan baku mutu.

3.1.2 Pembahasan Biochemical Oxygen Demand (BOD)

Praktikum “Analisis Biochemical Oxygen Demand (BOD)” dilakukan pada hari Senin, 25 September 2023 di Laboratorium Teknologi Pengolahan Air Departemen Teknik Lingkungan FT-SPK ITS. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk menentukan besarnya kadar kebutuhan oksigen biologis (BOD) dalam air.

Peralatan yang dibutuhkan dalam praktikum ini adalah dua buah botol winkler 300 mL, dua buah botol winkler 150 mL, inkubator dengan suhu 20^oC sebagai tempat untuk menyimpan botol winkler berisi sampel dan blanko serta tempat untuk mengaktifkan mikroorganisme sehingga dapat diperhitungan nilai BOD5, satu buah labu takar 500 mL, satu buah buret 25 mL sebagai wadah KMnO4 dalam proses titrasi, satu buah pipet ukur 10 mL dan 5 mL untuk mengukur volume tertentu, satu buah pipet tetes berfungsi memindahkan larutan, satu buah gelas ukur 100 mL untuk mengukur volume larutan, dan dua buah Erlenmeyer 250 mL sebagai wadah larutan. Bahan yang dibutuhkan dalam praktikum ini adalah sampel air sebagai objek yang diamati, larutan mangan sulfat (MnSO4) sebagai bagian dari reagen winkler untuk menentukan kadar oksigen terlarut dalam air, larutan pereaksi oksigen untuk menentukan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme mendegradasi atau mengoksidasi limbah organik yang terkandung dalam air,

larutan asam sulfat (H2SO4) pekat untuk mengoksidasi senyawa organik dalam sampel air menjadi senyawa anorganik, indikator amilum 0,5% sebagai indikator titik akhir titrasi, dan larutan natrium tiosulfat 0,0125 N berfungsi sebagai titran dalam metode iodometrik untuk menentukan kadar oksigen terlarut dalam air.

Senyawa organik dioksidasi oleh larutan asam sulfat pekat, senyawa Mn (II) dalam reagen winkler akan teroksidasi menjadi Mn (III), yang kemudian bereaksi dengan iodida membentuk senyawa Mn (II) dan senyawa iodin. Senyawa iodin kemudian dititrasi dengan natrium tiosulfat menggunakan indikator amilum untuk menentukan kadar oksigen terlarut dalam air. Larutan natrium tiosulfat berfungsi untuk mengurangi senyawa iodin menjadi senyawa iodida sehingga titrasi dapat dilakukan dengan menggunakan indikator amilum.

Prosedur praktikum “Analisis Biochemical Oxygen Demand (BOD)”

dimulai dengan menghitung pengenceran. Air sampel diencerkan menggunakan air pengencer untuk mengisi 500 mL labu ukur yang disediakan. Banyaknya air pengencer bergantung pada banyaknya sampel yang dibutuhkan untuk percobaan.

Selanjutnya, diperlukan perhitungan besarnya pengenceran berdasarkan perhitungan nilai permanganat (KMnO4) menggunakan rumus berikut:

𝑃 =Angka KMnO4 3

𝑃 =22,752 3 𝑃 = 7,584

Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh P = 7,584 sehingga perlu dilakukan pengenceran dengan besar pengenceran yaitu 7,584. Maka dapat dihitung volume sampel yang dibutuhkan dalam pengenceran menggunakan persamaan berikut:

𝑚𝐿 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 =500 P

𝑚𝐿 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 = 500 7,584 𝑚𝐿 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 = 66 𝑚𝐿

Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan volume sampel yang digunakan dalam pengenceran yakni sebesar 66 mL yang kemudian diencer menggunakan air pengencer sebanyak 434 mL.

Analisis BOD dilakukan dengan menambahkan 1 mL larutan mangan sulfat dan 1 mL larutan pereaksi oksigen. Penambahan larutan mangan sulfat (MnSO4) berfungsi untuk mengikat oksigen menjadi (MnOH)2 yang kemudian akan dioksidasi menjadi MnO2 hidrat. Larutan pereaksi oksigen mengandung spesi iod yang menghasilkan I2 ketika MnSO4 mengikat oksigen menjadi Mn(OH)2. Lalu,

botol ditutup dengan hati-hati agar tidak ada gelembung udara dan botol winkler dibalik-balikkan beberapa kali. Setelah penambahan larutan pereaksi oksigen, terbentuk gumpalan. Kemudian, gumpalan diendapkan selama 10 menit.

Selanjutnya, ditambahkan 1 mL asam sulfat (H2SO4) pekat. Terjadi perubahan warna menjadi kuning jingga pada larutan sampel. Penambahan asam sulfat (H2SO4) pekat menghasilkan reaksi sebagai berikut.

Mn(OH)3 + 2 I^- + H2SO4 → Mn(OH)2 + I2 + H2O Mn³⁺ + 2 I^- + 2 H⁺ + e^- → Mn²⁺ + I2 + H2O

Dituangkan 100 mL larutan ke dalam erlenmeyer 250 mL. Selanjutnya, diteteskan 4 tetes indikator amilum dan dititrasi menggunakan larutan natrium tiosulfat 0,0125 N. Pada saat diberikan indikator amilum, warna sampel dan larutan blanko berubah menjadi biru kehitaman. Sampel dan blanko dititrasi hingga warna biru hilang. Reaksi yang terjadi sebagai berikut.

I2 + 2 S2O32- + e^- → 2 I^- + S4O62-

Mn³⁺ + 2 I^- + 2 H⁺ + e^- → Mn²⁺ + I2 + H2O 2 S2O32- + Mn³⁺ + 2 H⁺ + 2 e^-

(biru kehitaman)

→ S4O62- + Mn²⁺ + H2O (titik akhir titrasi) (tidak berwarna)

Berikut merupakan tabel data hasil percobaan.

Tabel 3.1 Data Titrasi Sampel dan Blanko

Keterangan t = 0 hari t = 5 hari

Sampel (X) 8,9 mL 4,4 mL

Blanko (B) 11,8 mL 5 mL

Rumus yang digunakan untuk menentukan nilai OT pada suatu sampel air dapat dilihat sebagai berikut.

OT (mgO2/L) = ^{(𝑎×𝑁×8000)}

100 𝑚𝐿

Dimana a adalah volume titrasi Natrium Sulfat dan N adalah Normalitas 0,0125 N.

Dengan data-data yang telah didapatkan, maka dapat dihitung nilai permanganat dari sampel air yang telah didapatkan.

 Sampel air [X0] (t= 0; volume titran = 8,9 mL) OT (mg O2/L) = (8,9×0.0125×8000)

100 𝑚𝐿 = 8,9 mg O2/L

 Sampel air [X5] (t= 5; volume titran = 4,4 mL) OT (mg O2/L) = (4,4×0,0125×8000)

100 𝑚𝐿 = 4,4 mg O2/L

Setelah jumlah oksigen terlarut di hari ke-0 dan hari ke-5 diketahui, dilakukan perhitungan pengenceran dengan persamaan berikut.

P = ^{𝑚𝐿 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙}

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑒𝑛𝑐𝑒𝑟𝑎𝑛

P = ⁶⁶

500= 0,132

Nilai BOD dari sampel dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut.

BOD (mg/L) = {[𝑋0−𝑋5]−(𝐵0−𝐵5)}×(1−𝑃) 𝑃

BOD (mg/L) = {[8,9−4,4]−(11,8−5)}×(1−0.132)

0,132 = -15,12 mg/L

Berdasarkan hasil analisis dan perhitungan, dan diperoleh nilai BOD sebesar -15,12 mg/L. Angka tersebut menunjukkan bahwa untuk menguraikan senyawa organik di dalam air dibutuhkan -15,12 mg O2 dalam tiap liter sampel atau dengan kata lain jumlah bahan organik yang dapat terurai oleh mikroorganisme di dalam air adalah -15,12 mg/L. Berdasarkan baku mutu air limbah domestik yang dihitung berdasarkan ketentuan dalam Lampiran II Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor P.68/MenLHK/Sekjen/Kum.1/8/2016 adalah BOD di bawah 30 mg/L. Jika dibandingkan dengan hasil pengujian sampel, maka sampel yang diuji tidak dapat diidentifikasi memenuhi baku mutu untuk keperluan air bersih atau tidak karena terdapat factor error yang menyebabkan hasil minus.

Faktor error dalam percobaan ini adalah pengukuran sampel air yang tidak sesuai dengan hasil perhitungan, dan human error berupa kesalahan pembacaan meniskus saat pengambilan sampel air, larutan mangan sulfat (MnSO4), larutan asam sulfat (H2SO4), dan larutan pereaksi oksigen. Lalu kesalahan pembacaan meniskus saat titrasi menggunakan larutan natrium tiosulfat 0,0125 N. Analisis BOD di bidang Teknik Lingkungan dapat dimanfaatkan untuk menentukan ukuran fasilitas unit pengolahan limbah, penentuan ukuran efisiensi suatu proses IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah), dan penentuan kesesuaian batasan yang diperbolehkan dalam efluen pengolahan air limbah.

3.2 Analisa Data

Dalam percobaan analisis nilai permanganat (PV) larutan pada Erlenmeyer dititrasi dengan kalium permanganat karena terdapat asam oksalat berlebih sehingga dilakukan titrasi. Larutan dititrasi hingga warna ungu pertama pada titrat akibat ion permanganat yang berlebih. Nilai permanganat dalam percobaan ini adalah sebagai berikut,

KMnO4 (mg/L) = [{10+mL titran)×N}−(1×0,1N oksalat)]×1000×31,6×P mL sampel

KMnO4 (mg/L) = [{(10+7,2)×0,01}−(1×0,1)]×1000×31,6×1

100 = 22,752 mg/L

Angka tersebut menunjukkan bahwa dibutuhkan 22,752 mg permanganat untuk mengoksidasi senyawa organik dalam tiap liter sampel. Baku mutu permanganat untuk air pada tahun 2023 adalah maksimal 10 mg/L sesuai dengan Permenkes No.

2 Tahun 2023 tentang Standar Baku Mutu Kesehatan Lingkungan dan Persyaratan Kesehatan Air Untuk Keperluan Higiene Sanitasi, Kolam Renang, Solus Per Aqua, dan Pemandian Umum. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa sampel yang digunakan dalam praktikum ini tidak memenuhi baku mutu air minum dan air higiene sanitasi.

Dalam percobaan BOD diperlukan perhitungan besarnya pengenceran berdasarkan nilai permanganat (KMnO4), yaitu sebagai berikut.

𝑃 =Angka KMnO4 3 𝑃 =22,752

3 𝑃 = 7,584

Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh P = 7,584 sehingga perlu dilakukan pengenceran dengan besar pengenceran yaitu 7,584. Maka dapat dihitung volume sampel yang dibutuhkan dalam pengenceran menggunakan persamaan berikut:

𝑚𝐿 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 = 500 P 𝑚𝐿 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 = 500

7,584 𝑚𝐿 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 = 66 𝑚𝐿

Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan volume sampel yang digunakan dalam pengenceran yakni sebesar 66 mL. Selanjutnya rumus yang digunakan untuk menentukan nilai OT pada suatu sampel air dapat dilihat sebagai berikut.

OT (mgO2/L) = ^{(𝑎×𝑁×8000)}

100 𝑚𝐿

Dimana a adalah volume titrasi Natrium Sulfat dan N adalah Normalitas = 0,0125 N.

Dengan data-data yang telah didapatkan pada tabel 3.1, maka dapat dihitung nilai permanganat dari sampel air yang telah didapatkan.

• Sampel air [X0] (t= 0; volume titran = 8,9 mL) OT (mg O2/L) = (8,9×0.0125×8000)

100 𝑚𝐿 = 8,9 mg O2/L

• Sampel air [X5] (t= 5; volume titran = 4,4 mL) OT (mg O2/L) = (4,4×0,0125×8000)

100 𝑚𝐿 = 4,4 mg O2/L

• Blanko [B0] (t= 0; volume titran = 11,8 mL) OT (mg O2/L) = (11,8×0,0125×8000)

100 𝑚𝐿 = 11,8 mg O2/L

• Blanko [B5] (t= 5; volume titran = 5 mL) OT (mg O2/L) = (5×0,0125×8000)

100 𝑚𝐿 = 5 mg O2/L

Setelah jumlah oksigen terlarut di hari ke-0 dan hari ke-5 diketahui, dilakukan perhitungan pengenceran dengan persamaan berikut.

P = ^{𝑚𝐿 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙}

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑒𝑛𝑐𝑒𝑟𝑎𝑛

P = ⁶⁶

500 = 0,132

Nilai BOD dari sampel dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut.

BOD (mg/L) = {[𝑋0−𝑋5]−(𝐵0−𝐵5)}×(1−𝑃) 𝑃

BOD (mg/L) = {[8,9−4,4]−(11,8−5)}×(1−0.132)

0,132 = -15,12 mg/L

Berdasarkan hasil analisis dan perhitungan, dan diperoleh nilai BOD sebesar -15,12 mg/L. Angka tersebut menunjukkan bahwa untuk menguraikan senyawa organik di dalam air dibutuhkan -15,12 mg O2 dalam tiap liter sampel atau dengan kata lain jumlah bahan organik yang dapat terurai oleh mikroorganisme di dalam air adalah - 15,12 mg/L. Berdasarkan baku mutu air limbah domestik yang dihitung berdasarkan ketentuan dalam Lampiran II Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan

Nomor P.68/MenLHK/Sekjen/Kum.1/8/2016 adalah BOD di bawah 30 mg/L. Jika dibandingkan dengan hasil pengujian sampel, maka sampel yang diuji tidak dapat diidentifikasi memenuhi baku mutu untuk keperluan air bersih atau tidak karena terdapat factor error yang menyebabkan hasil minus.

BAB IV.

KESIMPULAN

Percobaan “Analisis Nilai Permanganat” bertujuan untuk menentukan besarnya nilai permanganate (KMnO4) dalam air. Nilai permanganat merupakan jumlah kalium permanganat yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat organik pada sampel air. Dari percobaan yang telah dilakukan, didapatkan volume titrasi menggunakan kalium permanganat sebanyak 7,2 mL. Dilakukan perhitungan dari data tersebut dan didapatkan nilai permanganat pada sampel sebesar 21,488 mg/L. Angka tersebut menunjukkan bahwa dibutuhkan 22,752 mg permanganat untuk mengoksidasi senyawa organik dalam tiap liter sampel. Analisis nilai permanganat di bidang Teknik Lingkungan dapat dimanfaatkan untuk mengurangi kadar arsenik pada air tanah dengan mereaksikan permanganat dengan Fe (III). Pemberian MnO4 diikuti dengan Fe (III) dapat menghasilkan As sisa yang sangat rendah. Endapan As yang mengandung Fe (III) cukup dihilangkan dari air. Oksidasi zat organik oleh permanganat dapat dimanfaatkan dalam IPAL (instalasi pengolahan air limbah) dengan sistem lumpur aktif agar output yang dihasilkan sesuai dengan baku mutu. Percobaan “Analisis Biochemical Oxygen Demand (BOD)” bertujuan untuk menentukan besarnya kadar kebutuhan oksigen biologis (BOD) dalam air. BOD merupakan karakteristik yang menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk mengurai bahan organik dalam kondisi aerobik. Pada praktikum ini didapatkan nilai BOD sebesar -15,12 mg/L. Angka tersebut menunjukkan bahwa saat praktikum terdapat factor error. Faktor error dalam percobaan ini adalah pengukuran sampel air yang tidak sesuai dengan hasil perhitungan, dan human error berupa kesalahan pembacaan meniskus saat pengambilan sampel.

Analisis BOD di bidang Teknik Lingkungan dapat dimanfaatkan untuk menentukan ukuran fasilitas unit pengolahan limbah, penentuan ukuran efisiensi suatu proses IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah), dan penentuan kesesuaian batasan yang diperbolehkan dalam efluen pengolahan air limbah.

DAFTAR PUSTAKA

Abdalla, K. Z, & Hammam, G. (2014). Correlation between Biochemical Oxygen Demand and Chemical Oxygen Demand for Various Wastewater Treatment Plants in Egypt to Obtain the Biodegradability Indices. International Journal of Sciences: Basic and Applied Research.

Andika, B., Wahyuningsih, P., & Fajri, R. (2020). Penentuan Nilai Bod Dan Cod Sebagai Parameter Pencemaran Air Dan Baku Mutu Air Limbah Di Pusat Penelitian Kelapa Sawit ( Ppks ) Medan. QUIMICA: Jurnal Kimia Sains Dan Terapan, 2(1), 14–22.

Aniyikaiye, T. E., Oluseyi, T., Odiyo, J. O., & Edokpayi, J. N. (2019). Physico-chemical analysis of wastewater discharge from selected paint industries in Lagos, Nigeria.

International Journal of Environmental Research and Public Health, 16(7).

Atim, W. (2015). BOD DAN COD SEBAGAI PARAMETER PENCEMARAN AIR DAN BAKU MUTU AIR LIMBAH. Jurnal Biology Science & Education, 83-93.

Blotevogel, J., Rappé, A. K., Mayeno, A. N., Sale, T. C., & Borch, T. (2018). The Mechanism of C-H Bond Oxidation by Aqueous Permanganate. Environmental Science and Technology, 52(17), 9845-9850.

Daroini, Tamamu & Arisandi, Apri. (2020). Analisis BOD (Biological Oxygen Demand) di Perairan Desa Prancak Kecamatan Sepulu, Bangkalan. Juvenil. 1(4), 558-566.

Irfansyah. (2021). Analisis Kadar Angka Permanganat Air Baku dan Air Hasil Proses Pengolahan di Perumda Tirta Moedal Kota Semarang. Bogor: Sekolah Vokasi IPB.

Kurniawati, P., & Alfanah, H. (2019). Perbandingan Metode Penentuan Kadar Permanganat dalam Air Kran Secara Titrimetri dan Spektrofotometri UV-Vis. IJCA (Indonesian Journal of Chemical Analysis), 2(2), 60-65.

Susilowati, S., Sutrisno, J., Masykuri, M., & Maridi, M. (2018). Dynamics and factors that affects DO-BOD concentrations of Madiun River. AIP Conference Proceedings, 2049.

Varale, Amit dan Varale, Yashodhara. 2012. Determination of BOD in The Underground Water. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 4(10), 4601-4603.

Wulandari, W. A. (2017). Studi Penurunan Senyawa Organik dan Deterjen dalam Limbah Domestik Boezem Kalidami Kota Surabaya dengan Oksidator H2,O2,dan KMnO4. Yaqin, N., & Nursanti. (2018). Analisis Dampak Cemaran Zat Organik Pada Air Terhadap

Perilaku Mencuci Alat Makan Menggunakan Metode Permanganometri. Jurnal Sains, 8(15), 39–43.

LAMPIRAN