BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Fly ash
Fly ash batubara merupakan limbah buangan yang biasanya dilepaskan begitu saja di udara tanpa adanya pengendalian khusus untuk melepaskan fly ash ke udara.
Padahal fly ash batubara merupakan salah satu jenis limbah B3, sehingga sangat berbahaya jika mencemari udara sekitar. Fly ash umumnya disimpan sementara pada pembangkit listrik tenaga batubara, dan akhirnya dibuang di landfill (tempat pembuangan). Penumpukan fly ash batubara ini menimbulkan masalah bagi lingkungan, yaitu mencemari lingkungan udara maupun lingkungan tanah (Jumaeri, 2007).
Proses pembakaran batubara untuk menghasilkan tenaga dalam industri akan menghasilkan sisa pembakaran yang disebut abu terbang (fly ash), serta endapan abu (bottom ash) yang apabila tidak dimanfaatkan dengan sebaik-baiknya akan dapat mengganggu kesehatan manusia dan lingkungan (Cahyono, et al, 2013).
Selama ini, berbagai pemanfaatan dari fly ash dengan mengetahui unsur dan mineralnya adalah sebagai bahan mentah (raw material) untuk produksi semen dan bahan konstruksi. Bentuk pemanfaatan dari limbah fly ash adalah dengan mengubahnya menjadi adsorben. Sebagai adsorben, fly ash memiliki keuntungan yaitu harganya yang ekonomis dan baik digunakan dalam pengelolaan limbah gas ataupun cair, serta mampu menyerap logam-logam berat yang terkandung dalam limbah. Untuk mengolah kembali fly ash sebagai bahan baru yang memiliki nilai manfaat, maka dilakukan proses aktivasi fisis dan aktivasi kimia. Aktivasi fisis dilakukan dengan proses pembakaran pada suhu tinggi, sedangkan aktivasi kimia dilakukan dengan pencampuran antara fly ash dengan larutan asam ataupun basa Lasryza dan Sawitri, 2012).
Apabila batubara dibakar dengan tipe dry bottom boiler, maka kurang lebih 80% dari abu meninggalkan pembakaran sebagai fly ash dan masuk dalam corong gas. Apabila batubara dibakar dengan wet bottom boiler sebanyak 50% dari abu tertinggal di pembakaran dan 50% lainnya masuk dalam corong gas. Pada cyclon
furnace, di mana potongan batubara digunakan sebagai bahan bakar, 70-80 % dari abu tertahan sebagai boiler slag dan hanya 20-30% meninggalkan pembakaran sebagai dry ash pada corong gas. Tipe yang paling umum untuk pembakaran batubara adalah pembakaran dry bottom seperti dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Tipe pembakaran dry bottom boiler dengan electrostatic precipitator (Wardani, 2008)
Abu batubara adalah bagian dari sisa pembakaran batubara yang berbentuk partikel halus amorf dan abu tersebut merupakan bahan anorganik yang terbentuk dari perubahan bahan mineral (mineral matter) karena dari proses pembakaran batubara pada unit penmbangkit uap (boiler) akan terbentuk dua jenis abu yaitu abu terbang (fly ash) dan abu dasar (bottom ash). Komposisi abu batubara yang dihasilkan terdiri dari 10-20 % abu dasar, sedang sisanya sekitar 80-90 % berupa abu terbang. Abu terbang ditangkap dengan electric precipitator sebelum dibuang ke udara melalui cerobong (Cahyono, et al, 2013).
Sifat kimia dari abu batubara dipengaruhi oleh jenis batubara yang dibakar dan teknik penyimpanan serta penanganannya. Pembakaran batubara lignit dan sub- bituminous menghasilkan abu terbang dengan kalsium dan magnesium oksida lebih banyak daripada bituminus. Namun, memiliki kandungan silika, alumina, dan karbon yang lebih sedikit daripada bituminous. Kandungan karbon dalam abu terbang diukur dengan menggunakan Loss On Ignition Method (LOI) (Afrianita, et al, 2009).
Fly ash berwarna abu-abu hingga warna kehitaman karena adanya karbon, Hal ini disebabkan pembakaran yang tidak sempurna. Ukuran dan bentuk karakteristik partikel fly ash sebenarnya bergantung pada asal bahan yang dibakar, derajat penghancuran, temperatur, suplai oksigen, pembakaran yang merata, mayoritas fly ash seperti kaca, padat, berlubang seperti bola. Komposisi kimia pada fly ash pada umumnya tersusun dari senyawa silikat (SiO2), Alumina Oksida (Al2O3), Besi Oksida (Fe2O3), Kalsium (CaO), Magnesium Oksida (MgO), Natrium Oksida (Na2O), dan (SO3).
Fly ash merupakan material yang memiliki ukuran butiran yang halus, berwarna keabu-abuan dan diperoleh dari hasil pembakaran batubara (lihat Gambar 2.2).
Gambar 2.2 Fly ash batubara (Wardani, 2008)
Abu terbang (fly ash) didefinisikan sebagai butiran residu pembakaran batubara atau bubuk batubara. Fly ash dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu abu terbang normal yang dihasilkan dari pembakaran batubara antrasit atau batubara bitomiu (kelas F), abu terbang yang dihasilkan dari batubara jenis lignit atau subbitumeus (kelas C), dan abu terbang yang dihasilkan dari hasil kalsinasi pozolan alam seperti tanah diatonice, shole, tuft, batu apung (kelas N). Fly ash mengandung unsur kimia antara lain silika (SiO2), alumina (Al2O3), fero oksida (Fe2O3) dan kalsium oksida (CaO), juga mengandung unsur tambahan lain yaitu magnesium oksida (MgO), titanium oksida (TiO2), alkalin (Na2O dan K2O), sulfur trioksida (SO3), pospor oksida (P2O5) dan carbon (Lianasari, et al, 2013).
Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat fisik, kimia dan teknis dari fly ash adalah tipe batubara, kemurnian batubara, tingkat penghancuran, tipe pemanasan dan operasi, metoda penyimpanan dan penimbunan. Adapun komposisi kimia dan klasifikasinya seperti dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Komposisi kimia fly ash (Wardani, 2008)
Komponen Bituminus Sub-bituminous Lignit
( % ) ( % ) ( % )
SiO2 20 – 60 40 – 60 15 - 45
Al2O3 5 – 35 20 – 30 10 - 25
Fe2O3 10 – 40 4 -10 4 - 15
CaO 1 – 12 5 – 30 15 - 40
MgO 0 – 5 1 – 6 3 - 10
SO3 0 – 4 0 – 2 0 - 10
Na2O 0 – 4 0 – 2 0 - 6
K2O 0 – 3 0 – 4 0 - 4
LOI 0 – 15 0 – 3 0 - 5
Saat ini umumnya abu terbang batubara digunakan dalam pabrik semen sebagai salah satu bahan campuran pembuat beton. Selain itu, abu terbang batubara memiliki berbagai kegunaan yang amat beragam (Afrianita, et al, 2012).
1. Penyusun beton untuk jalan dan bendungan.
2. Penimbun lahan bekas pertambangan.
3. Bahan baku keramik, gelas, batu bata, dan refraktori.
4. Bahan penggosok (polisher).
5. Filler aspal, plastik, dan kertas.
6. Pengganti dan bahan baku semen.
7. Aditif dalam pengolahan limbah (waste stabilization).
8. Konversi menjadi zeolit dan adsorben.
2.2 Adsorpsi
Adsorpsi adalah proses yang terjadi pada permukaan suatu zat padat yang berkontak dengan suatu larutan dimana terjadi akumulasi molekul-molekul larutan pada permukaan zat padat tersebut. Makin rendah kelarutan suatu zat organik di dalam air, makin mudah diadsorpsi dari larutannya. Hal yang sama, makin kurang polar suatu senyawa organik makin baik teradsorpsi dari larutan yang bersifat polar ke permukaan yang non polar (Kasam, et al, 2005).
2.2.1 Mekanisme Adsorpsi
Adsorpsi secara umum adalah proses penggumpalan substansi terlarut (soluble) yang ada dalam larutan, oleh permukaan zat atau benda penyerap, dimana terjadi suatu ikatan kimia-fisika antara substansi dengan penyerapanya. Proses perlekatan dapat saja terjadi antara cairan dan gas, padatan, atau cairan lain (Kasam, et al, 2005 ).
Adsorpsi fisik terjadi karena adanya ikatan Van der waals, dan bila ikatan tarik antar molekul zat terlarut dengan zat penyerapnya lebih besar dari ikatan antara molekul zat terlarut dengan pelarutnya maka zat terlarut akan dapat diadsorpsi.
Sedangkan adsorpsi kimia merupakan hasil dari reaksi kimia antara molekul adsorbat dan adsorban dimana terjadi pertukaran elektron (Kasam, et al, 2005).
Proses adsorpsi dapat digambarkan sebagai proses dimana molekul meninggalkan larutan dan menempel pada permukaan zat adsorben akibat kimia dan fisika (Reynolds, 1996). Adsorpsi dibagi menjadi 2 yaitu:
1. Adsorpsi fisik
Adsorpsi fisik terjadi karena adanya gaya tarik antar molekul zat terlarut dengan adsorben lebih yang besar dari pada gaya tarik antara molekul dengan pelarutnya (gaya van der walls), maka zat terlarut tersebut akan diadsorpsi. Adsorpsi
fisik ini mirip dengan proses kondensasi dan biasanya terjadi pada temperatur rendah (Afrianita, 2012).
2. Adsorpsi kimia
Adsorpsi kimia terjadi karena adanya ikatan yang sangat kuat antara adsorbat dan adsorben sehingga sulit untuk dilepaskan dan prosesnya hampir tidak mungkin terjadi bolak balik.. Adsorpsi sebagai proses molekul meninggalkan larutan dan menempel pada permukaan zat adsorben akibat kimia dan fisika (Reynold, 1996).
Adapun mekanisme proses adsorpsi menurut Reynold (1996), mempunyai empat tahapan antara lain:
1. Transfer molekul-molekul adsorbat menuju lapisan film yang mengelilingi adsorben.
2. Difusi adsorbat melalui lapisan film (film diffusin process).
3. Difusi adsorbat melalui kapiler atau pori-pori dalam adsorben (pore diffusion).
4. Adsorpsi adsorbat pada dinding kapiler atau permukaan adsorben (proses adsorpsi sebenarnya).
Adsorpsi terhadap air buangan mempunyai tahapan proses seperti berikut (Benefield, 1982):
1. Transfer molekul-molekul adsorbat menuju lapisan film yang mengelilingi adsorben.
2. Difusi adsorbat melalui lapisan film (film diffusion).
3. Difusi adsorbat melalui kapiler atau pori-pori dalam adsorban (proses pore diffusion).
4. Adsorpsi adsorbat pada permukaan adsorben.
2.2.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi
Faktor-faktor yang mempengaruhi mekanisme adsorpsi adalah agitasi, karakteristik karbon aktif, ukuran molekul adsorbat, pH larutan, temperatur dan waktu kontak (Benefield, 1982).
1. Agitasi
Jika agitasi yang terjadi antara partikel karbon dengan cairan relatif kecil, permukaan film dari liquid sekitar partikel akan menjadi tebal dan difusi film akan terbatas.
2. Karakteristik karbon Aktif
Ukuran partikel dan luas permukaan merupakan karakteristik terpenting dari karbon aktif sebagai adsorban. Ukuran partikel karbon mempengaruhi tingkat adsorpsi yang terjadi ; tingkat adsorpsi meningkat seiring mengecilnya ukuran partikel. Tingkat adsorpsi untuk karbon aktif powder lebih cepat dari pada granular.
Total kapasitas adsorpsi tergantung pada total luas permukaan dimana ukuran partikel karbon tidak berpengaruh besar pada total luas permukaan karbon.
3. Ukuran molekul Adsorbat
Ukuran molekul merupakan bagian yang penting dalam adsorpsi karena molekul harus memasuki micropore dari partikel karbon untuk diadsorpsi. Tingkat adsorpsi biasanya meningkat seiring dengan semakin besarnya ukuran molekul dari adsorbat.
Kebanyakan limbah terdiri dari bahan-bahan campuran sehingga ukuran molekulnya berbeda-beda. Pada situasi ini akan memperburuk penyaringan molekul karena molekul yang lebih besar akan menutup pori sehingga mencegah jalan masuknya molekul yang lebih kecil.
4. pH
pH mempunyai pengaruh yang sangat besar pada proses adsorpsi, karena pH menentukan tingkat ionisasi larutan. Asam organik dapat diadsorpsi dengan mudah pada pH rendah, sebaliknya basa organik dapat diadsorpsi pada pH tinggi. Pada umumnya, adsorpsi bahan organik dari air limbah meningkat seiring dengan menurunnya pH. Pada pH rendah, jumlah ion H+ lebih besar dimana ion H+ tersebut akan menetralisasi permukaan karbon aktif yang bermuatan negatif, sehingga dapat mengurangi halangan untuk terjadinya difusi organik pada pH yang lebih tinggi.
Sebaliknya, pada pH tinggi, jumlah ion OH- berlimpah, sehingga menyebabkan proses difusi bahan-bahan organik menjadi terhalang. pH optimum untuk proses adsorpsi harus didapat dari tes laboratorium.
5. Suhu
Tingkat adsorpsi akan meningkat dengan meningkatnya suhu dan akan menurun dengan menurunnya suhu. Tapi jika reaksi-reaksi adsorpsi yang terjadi adalah eksoterm, maka dari itu tingkat adsorpsi umumnya meningkat sejalan dengan menurunya suhu.
6. Waktu Kontak
Waktu kontak merupakan hal yang sangat menentukan dalam proses adsorpsi.
Gaya adsorpsi molekul dari suatu zat terlarut akan meningkat apabila waktu kontaknya dengan karbon aktif makin lama. Waktu kontak yang lama memungkinkan proses difusi dan penempelan molekul zat terlarut yang teradsorpsi berlangsung lebih baik.
2.3 Air Limbah
Limbah adalah hasil samping dari proses produksi yang tidak digunakan dan dapat berbentuk benda padat, cair, gas, debu, suara, getaran dan lain-lain yang dapat menimbulkan pencemaran (Bambang dan Budianto, 1993).
Air limbah domestik adalah cairan buangan dari rumah tangga, industri maupun tempat-tempat umum lain yang mengandung bahan-bahan yang dapat membahayakan kehidupan manusia maupun makhluk hidup lain serta mengganggu kelestarian lingkungan.
Karakteristik air limbah dapat diukur dengan melihat sifat – sifatnya yang meliputi sifat fisik, kimia dan biologi yaitu :
A. Sifat Fisik air limbah
Penentuan derajat kekotoran air limbah sangat dipengaruhi oleh adanya sifat fisik yang mudah terlihat. Beberapa komposisi air limbah akan hilang apabila dilakukan pemanasan secara lambat. Sifat-sifat fisik yang mempengaruhi adalah : 1. Padatan (solid)
Padatan terdiri dari bahan padat organik maupun anorganik yang dapat larut, mengendap atau tersuspensi. Padatan tersuspensi di dasar badan air akan mengganggu
kehidupan didalam badan air, dan akan mengalami dekomposisi yang dapat menurunkan kadar oksigen di dalam air.
2. Temperatur
Temperatur limbah mempengaruhi badan penerima jika terdapat temperatur yang cukup besar. Hal ini akan mempengaruhi kecepatan reaksi serta tata kehidupan dalam air. Perubahan suhu memperlihatkan aktivitas kimia dan biologi.
3. Kekeruhan (turbidity)
Kekeruhan menyebabkan penyimpangan sinar matahari, sehingga mengganggu kehidupan didalam badan air, dan akan mengalami dekomposisi yang dapat menurunkan kadar oksigen dalam air, sehingga berpengaruh baik secara langsung atau tidak langsung terhadap organisme di badan air.
B. Sifat Kimia air limbah
Kandungan bahan kimia yang ada dalam air limbah dapat merugikan lingkungan melalui berbagai cara. Adapun bahan kimia yang terdapat pada limbah cair domestik adalah :
1. pH
pH adalah parameter untuk mengetahui intensitas tingkat keasaman atau kebasaan dari suatu larutan yang dinyatakan dengan konsentrasi ion hidrogen terlarut.
2. Kebutuhan Oksigen Kimiawi (COD)
Kebutuhan oksigen kimiawi (COD) adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik.
3. Kebutuhan Oksigen Biologis (BOD)
Kebutuhan oksigen biologis (BOD) merupakan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk menguraikan (mengoksidasi) hampir semua zat organik yang tersuspensi dalam air.
4. Dissolved Oxygen (DO)
DO adalah faktor yang menentukan apakah perubahan yang terjadi dalam air limbah disebabkan oleh proses aerob atau anaerob. Organisme aerob menggunakan
oksigen bebas untuk mengoksidasi senyawa-senyawa organik dan anorganik menghasilkan senyawa akhir yang tidak berbahaya (Gunawan, 2006).
C. Sifat Biologis air limbah
Menurut Wardhana (1995), menyatakan di setiap badan air, baik air alam maupun air buangan terdapat bakteri atau mikroorganisme. Bakteri merupakan kelompok mikroorganisme terpenting dalam sistem penanganan limbah. Bakteri ada yang bersifat patogen sehingga merugikan dan ada yang bersifat non patogen/menguntungkan.
Senyawa organik adalah golongan besar senyawa kimia yang molekulnya mengandung karbon, kecuali karbida, karbonat, dan oksida karbon. Studi mengenai senyawa organik disebut kimia organik. Banyak di antara senyawa organik seperti protein, lemak, dan karbohidrat merupakan komponen penting dalam biokimia.
Diantara beberapa golongan senyawa organik adalah senyawa alifatik, rantai karbon yang dapat diubah gugus fungsinya, hidrokarbon aromatik, senyawa yang mengandung paling tidak satu cincin benzene, senyawa heterosiklik yang mencakup atom-atom non karbon dalam struktur cincinnya dan polimer, molekul rantai panjang gugus berulang. Perbedaan antara kimia organik dan anorganik adalah ada atau tidaknya ikatan karbon hidrogen. Sehingga asam karbonat termasuk anorganik, sedangkan asam format, asam lemak pertama organik.
2.4 Chemical Oxygen Demant (COD) 2.4.1 Pengertian COD
Chemical Oxygen Demant (COD) adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang terkandung dalam 1 liter contoh uji (mg/L O2), dimana K2Cr2O7 digunakan sebagai oksidator. Zat organik dioksidasi dengan campuran mendidih asam sulfat dan kalium dikromat (K2Cr2O7) yang telah diketahui normalitasnya dalam suatu refluks selama 2 jam. Kelebihan kalium dikromat yang tidak tereduksi, dititrasi dengan larutan ferro ammonium sulfat (FAS) (TM-RU40- P034, 2008).
Chemical Oxygen Demand (COD) sering disebut sebagai Kebutuhan oksigen kimiawi (KOK) adalah banyaknya kebutuhan oksigen yang diperlukan untuk menguraikan senyawa organik secara kimia. Bahan organik yang diuraikan adalah semua bahan organik, baik yang biodegradable dan non biodegradable. Pada COD hampir semua zat merupakan jumlah oksigen dalam ppm atau mg/l yang dibutuhkan dalam kondisi khusus untuk menguraikan benda organik secara kimiawi (Sugiharto, 1987).
Pengujian COD digunakan untuk mengukur padanan oksigen dari bahan organik dalam air limbah yang dapat dioksidasi secara kimiawi dengan penggunaan dikromat pada larutan asam. Meskipun diharapkan bahwa nilai BOD tertinggi mendekati COD, namun hal ini jarang sekali terjadi dalam praktek (Sami, 2012).
Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat – zat organik yang secara alamiah dapat dioksidasikan melalui proses mikrobiologis, dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut di dalam air. Analisa COD berbeda dengan analisa BOD namun perbandingan antara angka COD dan BOD dapat ditetapkan (Kasam, et al, 2005).
2.4.2 Prinsip COD
Chemical Oxsigen Demand (COD) adalah jumlah oksigen yang diperlukan agar bahan buangan yang ada dalam air dapat teroksidasi melalui reaksi kimia. Dalam hal ini bahan buangan organik akan dioksidasi oleh kalium dikromat atau K2Cr2O7
digunakan sebagai sumber oksigen. Oksidasi terhadap bahan buangan organik akan mengikuti reaksi berikut :
CaHbOc + Cr2O7 + H+ → CO2 + H2O + Cr3+
Zat organik (warna kuning) (warna hijau)
Reaksi tersebut pada pemanasan dan juga penambahan katalisator perak sulfat (Ag2SO4) untuk mempercepat reaksi. Apabila dalam bahan buangan organik diperkirakan ada unsur klorida yang dapat mengganggu reaksi maka perlu ditambahkan merkuri sulfat untuk menghilangkan gangguan tersebut (Wardhana, 1995).
Klorida dapat mengganggu karena akan ikut teroksidasi oleh kalium dikromat.
Sesuai dengan reaksi berikut ini : 6Cl- + Cr2O72+
+ 14H+ → 3Cl2 +7H2O + 2Cr3+
Dengan penambahan merkuri sulfat pada sampel, sebelum penambahan reagen lainnya. Ion merkuri bergabung dengan ion klorida membentuk merkuri klorida, sesuai dengan reaksi berikut ini :
Hg+ + 2Cl- → HgCl2
Dengan adanya ion Hg+ ini, konsentrasi ion Cl- menjadi sangat kecil dan tidak mengganggu oksidasi zat organik dalam tes COD.
Untuk memastikan bahwa hampir semua zat organik habis teroksidasi maka zat pengoksidasi K2Cr2O7 masih harus tersisa sesudah direfluks. K2Cr2O7 yang tersisa didalam larutan tersebut digunakan untuk menentukan berapa oksigen yang telah terpakai. Sisa K2Cr2O7 tersebut ditentukan melalui titrasi dengan ferro ammonium sulafa (FAS), dimana reaksi yang berlangsung adalah sebagai berikut :
6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
Indikator ferroin digunakan untuk mementukan titik akhir titrasi yaitu saat warna hijau-biru larutan berubah menjadi coklat-merah, sisa K2Cr2O7 dalam larutan blanko adalah K2Cr2O7 awal, karena diharapkan blanko tidak mengandung zat organik yang dapat dioksidasi oleh K2Cr2O7 (Alaerts, 1987).
Pengukuran COD didasarkan pada kenyataan bahwa hampir semua bahan organik dapat dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air dengan bantuan oksidator kuat (kalium dikromat/K2Cr2O7) dalam suasana asam. Dengan menggunakan kalium dikromat sebagai oksidator, diperkirakan sekitar 95%-100% bahan organik dapat dioksidasi (Efendi, 2003).
Uji COD biasanya menghasilkan nilai kebutuhan oksigen yang lebih tinggi dari pada uji BOD karena bahan-bahan yang stabil terhadap reaksi biologi dan mikroorganisme dapat ikut teroksidasi dalam uji COD. Sebagai contoh : selulosa sering tidak terukur melalui uji BOD karena sukar teroksidasi melalui reaksi biokimia, tetapi dapat terukur melalui uji COD (Fardiaz, 1992).
Warna larutan air lingkungan yang mengandung bahan buangan organik sebelum reaksi oksidasi adalah kuning. Setelah reaksi oksidasi selesai maka akan berubah menjadi hijau. Jumlah oksigen yang diperlukan untuk reaksi oksidasi terhadap bahan buangan organik sama dengan jumlah kalium dikromat yang dipakai pada reaksi oksidasi, berarti makin banyak oksigen yang diperlukan. Ini berarti bahwa air lingkungan makin banyak tercemar oleh buangan organik (Wardhana, 1995).
2.5 Klorida (Cl-)
Klorida (Cl-) adalah salah satu senyawa umum yang terdapat pada perairan alam. Senyawa-senyawa klorida tersebut mengalami proses disosiasi dalam air dalam air membentuk ion. Ion klorida pada dasarnya mempunyai pengaruh kecil terhadap sifat-sifat kimia dan biologi perairan. Kation dari garam-garam klorida dalam air terdapat dalam keadaan mudah larut. Ion klorida secara umum tidak membentuk senyawa komplek yang kuat dengan ion-ion logam. Ion klorida secara umum tidak dapat dioksidasi dalam keadaan normal dan tidak bersifat toksik. Tetapi kelebihan garam klorida dapat menyebabkan penurunan kualitas air. Oleh karena itu sangat penting dilakukan analisa terhadap klorida, karena kelebihan klorida dalam air menyebabkan pembentukan noda berwarna putih di pinggiran air (Achmad, 2004).
2.5.1 Sifat Kelarutan Klorida
Kebanyakan klorida larut dalam air. Merkurium(I)klorida (HgCl2), Perak klorida (AgCl), Timbal Klorida (PbCl2) merupakan senyawa yang sangat sedikit larut dalam air dingin tetapi mudah larut dalam air mendidih sedangkan tembaga(I)klorida (CuCl) tidak larut dalam air.
2.5.2 Uji Kuantitatif Klorida
Untuk mempelajari reaksi-reaksi klorida, dipakai larutan natrium klorida, NaCl 0,1 M
A. Dengan Asam Sulfat Pekat
Klorida terurai dalam keadaan dingin, penguraiannya adalah sempurna pada pemanasan, yang disertai dengan pelepasa hidrogen klorida.
Reaksi : Cl- + H2SO4 → HCl + HSO4- Produk yang dihasilkan dapat dikenali dengan cara :
1. Dari baunya yang merangsang dan dihasilkannya sap putih, yang terdiri dari butiran halus asam klorida.
2. Dari pembentukan kabut putih ammonium klorida, bila sebatang kaca dibasahi dengan larutan amoniak dipegang dekat mulut bejana
3. Dari sifatnya yang mengubah kertas lakmus biru menjadi merah (Vogel, 1985).
B. Dengan Mangan Dioksida Dan Asam Sulfat Pekat
Jika klorida padat dicampur dengan mangan dioksida produk pengendapan yang sama banyaknya, lalu ditambahkan asam sulfat pekat dan campuran dipanaskan berlahan-lahan, Klor akan dilepaskan yang dapat diidentifikasi dari baunya yang menyesakan nafas, warnanya yang hijau kekuningan, sifatnya yang memutihkan kertas basah. Hidrogen klorida yang mula-mula terbentuk, dioksidasikan menjadi klor.
MnO2 + 2HgSO4 + 2Cr- → Mn2+ + Cl- + 2SO42-
+ 2H2O (Vogel, 1985).
C. Dengan Larutan perak nitrat
Endapan perak klorida yang seperti dadih dan putih. Tidak larut dalam air dan dalam basa nitrat encer, tetapi larut dalam larutan amoniak encer dan dalam larutan- larutan kalium sianida dan tiosulfat.
Cl- + Ag+ → AgCl
AgCl + 2NH3 → Ag(NH3)2)+ + Cl-
(Ag(NH3)2)+ + Cr- + 2H+ → AgCl + 2NH4+
Jika endapan perak klorida ini disaring, dicuci dengan air suling, lalu dikocok dengan larutan natrium arsenit, endapan diubah menjadi perak arsenit yang kuning.
Hal inilah yang membedakan dengan perak bromida dan perak iodida, yang tidak dipengaruhi oleh pengelolaan ini. Reaksi ini boleh dipakai sebagai uji terhadap klorida.
AgCl + AsO33-
→ Ag3AsO3 + 3Cl- D. Dengan Larutan Timbal Asetat
Endapan putih timbale klorida, PbCl2 dari larutan yang pekat 2Cl- + Pb2+ → PbCl2
(Vogel, 1985).
2.6 Titrasi Potensiometri
Potensiometri adalah suatu cara analisa berdasarkan pada pengukuran beda potensial sel dari suatu elektrokimia. Pada potensiometri mempelajari hubungan antara konsentrasi dengan potensial. pH suatu larutan menentukan titik akhir titrasi dan menentukan ion-ion tertentu dengan menggunakan elektroda selektif ion.
Susunan alat pada potensiometri meliputi elektroda pembanding (reference electrode), elektroda indikator (indicator electrode), dan alat pengukur potensial (Soebagio, 2002).
Potensiometri mengukur potensial dua elektroda yang tidak terpolarisasi pada kondisi arus nol yang merupakan potensiometri yang mengaplikasikan secara langsung dari persamaan nerst. Penyiapan elektroda tidak mengubah komposisi larutan uji sesuai dengan sifat nondeskrutif potensiometri terhadap sampel. Bahkan, dapat digunakan untuk menetapkan tetapan keseimbangan (Underwood, 1989).
Potensiometri dalam proses titrasi biasanya tidak memerlukan potensial- potensial mutlak maupun potensial relatif terhadap suatu sel standar. Titik ekivalen reaksi akan ditunjukan oleh perubahan potensial secara mendadak dalam aturan e.m.f yang dibaca lawan volume larutan penitrasi. Berbagai macam reaksi titrasi yang dapat diikuti pengukuran potensiometri diantaranya reaksi netralisasi, reaksi redoks serta reaksi pembentukan kompleks dan pengendapan (Khopkar, 1990).
Proses titrasi potensiometri dapat dilakukan dengan bantuan elektroda indikator dan elektroda pembanding yang sesuai. Dengan demikian, kurva titrasi yang diperoleh dengan menggambarkan grafik potensial terhadap volume pentiter yang ditambahkan mempunyai kenaikan yang tajam disekitar titik kesetaraan. Dari grafik itu dapat diperkirakan titik akhir titrasi. Cara potensiometri ini bermanfaat bila tidak
ada indikator yang cocok untuk menentukan titik akhir titrasi, misalnya dalam hal larutan yang keruh atau daerah kesetaraan yang pendek dan titik cocok untuk penetapan titik akhir titrasi dengan indikator (Rivai, 1995).
Potensial dalam titrasi potensiometri dapat diukur sesudah penambahan sejumlah kecil volume titran secara berturut-turut atau secara kontinu dengan perangkat automatik. Presisi dapat dipertinggi dengan sel konsentrasi. Elektroda indikator yang digunakan dalam titrasi potensiometri tentu saja akan bergantung pada reaksi yang sedang diselidiki. Jadi untuk suatu titrasi asam basa elektroda indikator dapat berupa hidrogen, untuk titrasi pengendapan halida dalam perak nitrat atau perak dengan klorida akan digunakan elektroda perak. Reaksi redoks dengan kromat digunakan kawat platinum semata-mata sebagai elektroda redoks (Khopkar, 1990).
Salah satu aplikasi metoda potensiometri adalah titrasi potensimetri diman larutan sampel dititrasi dengan larutan baku penitrasi kedalam larutan sampel dicelupkan elektroda indicator dan pembanding. Selisih potensial antara kedua elektroda diamati selama titrasi. Kurva titrasi dihasilkan dengan jalan menyalurkan harga potensial/pH terhadap volume. Titik akhir titrasi dalam potensiometri dapat dideteksi dengan menetapakan volume dimana terjadi perubahan potensial yang relatif besar ketika ditambahkan titran (Basset, 1994).
