PORTOFOLIO
KOMPLEKSOMETRI
Penetapan
Kadar Karbonat (Ca2+) Pada Air Sadah
Dengan
Sampel Air Sumur
Di Daerah Bibis Wetan
Surakarta
Oleh
:
MARGARETHA SURYA HAPSARI / A.102.07.026
Disusun
untuk melengkapi tugas mata kuliah Kimia Analitik II
AKADEMI
ANALIS KESEHATAN NASIONAL SURAKARTA
2012
BAB
I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan yang sangat
utama bagi kehidupan manusia, oleh karena itu jika kebutuhan air belum
terpenuhi baik secara kuantitas maupun kualitas, maka akan menimbulkan dampak
yang besar terhadap kehidupan sosial dan ekonomi masyarakat. Dari segi
pemanfaatan, penggunaan air dapat dikatagorikan dalam 2 katagori, yaitu air
rumah tangga dan air industri yang masing-masing mempunyai persyaratan
tertentu. Persyaratan tersebut meliputi persyaratan fisik, kimia dan bakteriologis,
ketiga persyaratan tersebut merupakan suatu kesatuan, sehingga apabila ada satu
parameter yang tidak memenuhi syarat, maka air tersebut tidak layak untuk
digunakan.
Salah satu parameter kimia dalam
persyaratan kualitas air adalah jumlah kandungan unsur Ca2+ dan
Mg2+ dalam
air, yang keberadaannya biasa disebut dengan kesadahan air. Kesadahan dalam air
sangat tidak dikehendaki baik untuk penggunaan rumah tangga maupun untuk
penggunaan industri. Bagi air rumah tangga tingkat kesadahan yang tinggi
mengakibatkan konsumsi sabun lebih banyak karena sabun menjadi kurang efektif
akibat salah satu bagian dari molekul sabun diikat oleh unsur Ca/Mg. Kelebihan
ion Ca2+ serta
ion CO3 2- (salah satu ion alkaliniti ) menyebabkan
terjadinya kerak pada dinding pipa.
Kesadahan berasal dari kata sadah yang berarti
mengandung kapur, jadi kalau kesadahan air adalah adanya kandungan kapur yang
berlebih yang terdapat dalam air. Air sadah atau air keras adalah air yang
memiliki kadar mineral yang tinggi, sedangkan air lunak adalah air dengan kadar
mineral yang rendah. Selain ion kalsium dan magnesium, penyebab kesadahan juga
bisa merupakan ion logam lain maupun garam-garam bikarbonat dan sulfat. Air yang
kesadahannya tinggi biasanya terdapat pada air tanah di daerah yang bersifat
kapur.
Kesadahan ada dua macam yaitu kesadahan sementara
dan kesadahan nonkarbonat (permanen). Kesadahan sementara akibat keberadaan
Kalsium dan Magnesium bikarbonat yang dihilangkan dengan memanaskan air hingga
mendidih atau menambahkan kapur dalam air. Kesadahan nonkarbonat (permanen)
disebabkan oleh sulfat dan karbonat, Chlorida dan Nitrat dari Magnesium dan
Kalsium disamping Besi dan Alumunium. Konsentrasi kalsium dalam air minum yang
lebih rendah dari 75 mg/l dapat menyebabkan penyakit tulang rapuh, sedangkan
konsentrasi yang lebih tinggi dari 200 mg/l dapat menyebabkan korosifitas pada
pipa-pipa air. Dalam jumlah yang lebih kecil magnesium dibutuhkan oleh tubuh
untuk pertumbuhan tulang, akan tetapi dalam jumlah yang lebih besar 150 mg/liter
dapat menyebabkan rasa mual.
I.2. Rumusan Masalah
Berapakah penetapan kadar karbonat (Ca2+)
pada air sadah pada air sumur di daerah Bibis Wetan.
BAB II
METODE PENELITIAN
II.1. Dasar Teori
Air sebagai
materi esensial dalam kehidupan tampak dari kebutuhan terhadap air untuk
keperluan sehari-hari di lingkungan rumah tangga ternyata berbeda-beda di
setiap tempat, setiap tingkatan kehidupan atau setiap bangsa dan negara.
Semakin tinggi taraf kehidupan seseorang semakin meningkat pula kebutuhan manusia
akan air. Jumlah penduduk dunia setiap hari bertambah, sehingga mengakibatkan
jumlah kebutuhan air . Berdasarkan Keputusan Menteri Kesehatan Republik
Indonesia Nomor 1405/menkes/sk/xi/2002 tentang Persyaratan Kesehatan Lingkungan
Kerja Perkantoran dan industri terdapat pengertian mengenai Air Bersih yaitu
air yang dipergunakan untuk keperluan sehari-hari dan kualitasnya memenuhi
persyaratan kesehatan air bersih sesuai dengan peraturan perundang-undangan
yang berlaku dan dapat diminum apabila dimasak.
Ion Ca2+ dan Mg2+ diendapkan
sebagai CaCo3 dan Mg(OH)2 menurut reaksi keseimbangan
kimiawi sebagai berikut :
Mg2+ + 2 OH- ↔
Mg(OH)2 ↓ (1)
Ca2+ + Co32- ↔ CaCo3 ↓ ( 2)
(DR.
Ir. G. Alaerts & Ir. Sri Simestri Santika,MSc, 1984. METODA PENELITIAN AIR.
Usaha Nasional . Surabaya)
Air sadah digolongkan menjadi 2 jenis berdasarkan jenis anion yang iikat
oleh kation (Ca2+, Mg2+). Yaitu:
a. Air sadah sementara
Mengandung garam hidrokarbonat seperti Ca(HCO3)2 dan atau Mg(HCO3)2.
1.
Air sadah sementara dapat dihilangkan kesadahannya
dengan cara memanaskan air tersebut hingga garam karbonatnya mengendap,
reaksinya:
Ca(HCO3)2 (aq) CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)
Mg (HCO3)2 (aq) MgCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)
2. Selain dengan memanaskan air, sadah sementara juga dapat dihilangkan
kesadahannya dengan mereaksikan larutan yang mengandung Ca(HCO3)2 atau Mg
(HCO3)2 dengan kapur (Ca(OH)2):
Ca(HCO3)2 (aq) + Ca(OH)2 (aq) –> 2CaCO3 (s) + 2H2O (l)
b. Air sadah tetap
Mengandung garam sulfat (CaSO4 atau MgSO4) terkadang juga mengandung garam
klorida (CaCl2 atau MgCl2). Air sadah tetap dapat dihilangkan kesadahannya
menggunakan cara:
1. Mereaksikan
dengan soda Na2CO3 dan kapur Ca(OH)2, supaya terbentuk endapan garam karbonat
dan atau hidroksida:
CaSO4 (aq) + Na2CO3 (aq) –> CaCO3 (s) +Na2SO4 (aq)
2.
Proses Zeolit
Dengan natrium zeolit (suatu silikat) maka kedudukan akan digantikan ion
kalsium dan ion magnesium atau kalsium zeolit.
Titrasi
kompleksometri yaitu titrasi berdasarkan pembentukan persenyawaan kompleks (ion
kompleks atau garam yang sukar mengion), Kompleksometri merupakan jenis titrasi
dimana titran dan titrat saling mengkompleks, membentuk hasil berupa kompleks.
Titrasi kompleksometri juga dikenal sebagai reaksi yang meliputi reaksi
pembentukan ion-ion kompleks ataupun pembentukan molekul netral dalam larutan.
Persyaratan mendasar terbentuknya kompleks demikian adalah tingkat kelarutan
tinggi. Selain titrasi komplek biasa seperti di atas, dikenal pula
kompleksometri yang dikenal sebagai titrasi kelatometri, seperti yang
menyangkut penggunaan EDTA. Asam etilen diamin tetra asetat atau yang lebih
dikenal dengan EDTA, merupakan salah satu jenis asam amina polikarboksilat.
Eriochrome
Black T (EBT) adalah indikator yang berwarna merah muda bila berada dalam larutan yang mengandung ion
kalsium dan ion magnesium dengan pH 10,0 ± 0,1. Senyawa ini memiliki dua gugus
fenol yang dapat terionisasi, Nama lain dari Eriochrome Black T adalah Solochrome Black T atau EBT. Suatu
kelemahan Eriochrome Black T adalah larutannya
tidak stabil,dan hanya bias digunakan dalam suasana basa . Bila
disimpan akan terjadi penguraian secara lambat, sehingga
setelah jangka waktu tertentu indikator tidak berfungsi lagi. Sebagai gantinya
dapat diganti dengan indikator Calmagite. Indikator ini stabil dan dalam kebanyakan
sifatnya sama dengan Eriochrome Black T. (http://wahyusyah.multiply.com/journal/item/40/ANALISIS_KESADAHAN_AIR?utm_source=facebook&utm_medium=addthis&utm_campaign=wahyusyah ;
Achmad Mursyidi dan Abdul Rohman.2006.Pengantar Kimia Farmasi Analisis
Volumetri dan Gravimetri.Yayasan Farmasi Indonesia.Yogyakarta)
Titrasi ini akan dilakukan
dengan larutan standart EDTA dengan prinsip Etilen Diamin Tetra Acetid Acid (EDTA) dan garamnya
membentuk senyawa komplek yang larut bila bereaksi dengan kation logam. Bila
indikator Erichrom Black T (EBT) ditambahkan kepada suatu larutan yang
mengandung ion Ca dan Mg pada pH 10 0,1 larutan akan menjadi merah anggur. Bila
kemudian dititrasi dengan EDTA, ion Ca dan Mg akan terikat sebagai komplek.
Pada titik akhir titrasi yaitu bila seluruh ion Ca dan Mg sudah terikat oleh
EDTA, larutan yang berwarna merah anggur akan berubah menjadi biru :
Rumus
EDTA
Titrasi harus dilakukan kurang dari 5 menit untuk mengurangi
kemungkinan terjadinya endapan CaCO3. Suhu titrasi paling baik pada suhu kamar,
karena pada suhu rendah perubahan warna agak lambat dan pada suhu tinggi akan
terjadi kerusakan indikator.
REAKSI
:
Konsentrasi ion Ca2+ dapat
ditentukan secara terpisah bila ion Mg2+ dihapuskan dari larutan
pada keasaan pH yang tinggi dimana hampir semua ion Mg2+ mengendap
sebagai Mg(OH)2. Sejenis indikator Eriochome Black T atau Murexid , yang peka hanya terhadap ion Ca2+
digunakan.
Pada
analisa Ca2+ ini, konsentrasi ion pengganggu yang diperbolehkan
adalah sebagai berikut : Cu2+, 2 mg/l ; Fe2+ (fero), 20
mg/l ; Fe3+ (feri) , 20 mg ; Mn2+ (mangan) , 10 mg/l.
Penyimpangan baku yang relatif dapat sebesar 6% untuk sampel yang tidak diencerkan.
(DR. Ir. G. Alaerts
& Ir. Sri Simestri Santika,MSc, 1984. METODA PENELITIAN AIR. Usaha Nasional
. Surabaya)
II.2. PROSEDUR PEMERIKSAAN
II.2.1. Penanganan Sampel
Ion Ca2+ dan Mg2+
tidak hilang selama pengawetan, hanya dapat mengendap sebagai CaCO3
dan Mg(OH)2 kalau pH terlalu tinggi ( >9 ). Bila sampel harus
disimpan lebih dari 2 hari, lebih baik diasamkan sampai pH ≤ 5 dahulu atau
diasamkan 1 jam sebelum dianalisa, supaya endapan CaCO3 dan lain –
lain terlarut kembali.
II.2.2. Alat – Alat
- Labu Takar 250 ml ( untuk larutan buffer )
- Botol Plastik 250 ml ( untuk menyimpan
larutan buffer)
- Karet Penghisap ( untuk larutan buffer dan
HCL )
- 2 Labu takar 1L ( untuk larutan standart
EDTA dan standart Ca2+)
- Botol plastic 1L ( untuk larutan EDTA )
- Erlenmeyer 500 ml ( untuk Standart Ca2+
)
- Erlenmeyer 250 ml ( untuk menyiapkan
sampel )
- Corong ( untuk standart Ca2+ )
- Gelas ukur 100 ml ( untuk 1 + 1 HCl )
- Pembakar Bunsen atau pemanas listrik
lengkap ( untuk Standart Ca2+ )
- Buret 25 ml ata 50 ml ( untuk titrasi dengan
EDTA )
- Pipet : 100 ml, 50 ml, 25 ml, 20 ml, 2 ml,
1 ml
- Beker 100 ml bentuk tinggi ( untuk titrasi )
- Mortir ( untuk membuat bubuk indikator )
- Botol tutup kaca ( untuk menyimpan
indikator )
II.2.3. REAGEN
- Larutan standart EDTA ( Titran ) 0,01 M
Larutkan 3,723 gram di-natrium
EDTA (dihidrat) p.a. dalam air suling dan encerkan dalam labu takar sampai
menjadi 1L. dengan demikian 1ml larutan EDTA sesuai dengan 1 mg kesadahan yang
dinyatakan sebagai CaCO3. Larutan EDTA ini sebaiknya disimpan di
botol plastik karena EDTA dapat melarutkan ion –ion Ca2+ dan Al2+
pada dinding kaca biasa. Larutan EDTA harus distandartkan dengan larutan
standart primer Ca2+. Perlu
diperhatikan bahwa larutan EDTA ini dapat menua.
- NaOH
- Indikator Campuran
Eriochrome Black T ( EBT ) dan NaCl
Campurkan 200 mg bubuk celupan
Eriochrome Black T ( EBT ) dan 100 gram NaCl kemudian giling dalam mortir
sampai menjadi bubuk yang halus. Simpan dalam botol kaca yang tertutup dengan
baik. Dengan demikian dapat tahan sampai selama 1 tahun. Bila berupa larutan,
indikator ini kurang stabil untuk tahan lebih dari beberapa minggu.
- Indikator campuran Murexid
dan NaCl.
Pembuatannya sama dengan
indikator campuran Eriochrome Black T ( EBT ) dan NaCl.
II.2.3. Cara kerja
1.
Pilihlah sampel sebesar 50 ml atau kurag dari 50 ml yang diencerkan sampai
50 ml, sehingga konsentrasi kalsium dalam sampel antara 2 sampai 10 mg sebagai
CaCO3.
2.
Bila kadar alkaliniti sampel lebih dari 300 mg/l sebagai CaCO3
sampel harus diasamkan sampai pH ±3 ( cek dengan kertas pH ). Didihkan selama 1
menit kemudian dinginkan sbelum titrasi. Cara ini juga sebaiknya dipakai untuk
sampel dengan kadar Ca2+ yang rendah.
3.
Sebelum titrasi dimulai, tambahkan 2,0 ml larutan NaOH 1N atau jumlah lain
yang cukup untuk mengubah pH ampel
menjadi 12 sampai 13 ( cek dengan kertas pH )
4.
Tambahkan 0,1 sampai 0,2 gram indikator campuran dengan menggunakan ujung
sendok reagen.
5.
Titrasikan dengan larutan EDTA tetes demi tetes, aduklah terus ( boleh
menggunakan pengaduk magnetis ) sampai titik ekuivalensi tercapai di saat warna
larutan sampel berubah. Bila memakai indikator Murexid campuran, perlu
penambahan sedikit indikator sesudah titik ekuivalensi tercapai untuk mengecek
apakah warna sudah tidak berubah lagi.
Perubahan warna indikator adalah
sebagai berikut :
o
Eriochrome Black T ( EBT ) bila bergabung dengan Ca2+ berwarna
merah, lepas dari Ca2+ warna berubah selama tambahan EDTA menjadi
ungu dahulu kemudian biru tanpa sisa merah atau ungu.
o
Murexid : bila bergabung dengan Ca2+ berwarna merah muda lepas
dari Ca2+ warna berubah menjadi ungu.
6.
Untuk mendapat hasil yang teliti, maka harus dibuat duplikat untuk setiap
analisa.
II.2.4. PERHITUNGAN
Konsentrasi Ca2+ sebagai mg CaCO3
/ liter = A x 1000,9 x f
B
Atau konsentrasi Ca2+ sebagai
mg/liter = A x 400,8 x f
B
Dimana : A = ml titran EDTA yang
digunakan
B = ml sampel sebelum diencekan
f = faktor perbedaan antara kadar kelarutan EDTA 0,01M menurut dengan CaCo3
( f ≤ 1 ).
Juga berlaku : 50 mg/liter
sebagai CaCO3 ≡ 1 mek Ca2+/liter.
BAB III
KESIMPULAN
III.1. Kesimpulan:
Dari percobaan yang telah kita
lakukan, kita dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Nilai dari kesadahan air pada sempel
air dipengaruhi kandungan garam yang terlarut dari ion – ion sadah seperti Ca2+,
Mg2+, dan Fe2+, serta sedikit dipengaruhi oleh CO2 yang
bebas dan jumlah NaCl yang besar sehingga hal ini dapat meningkatkan kesadahan
air. Pada percobaan kali ini, larutan Na2 EDTA distandarisasi oleh
larutan Ca2+ dalam penentuan konsentrasi.
2. Indikator warna Eirokom Black T ( EBT ) merupakan indikator
yang sesuai dalam penggunaan pengukuran kesadahan air dikarenakan indikator ini
membentuk kompleks dengan ion Ca2+ dan Mg2+, sehingga
trayek warna yang digunakan ialah perubahan warna ungu ( merah anggur ) ke biru
langit.
3. Titran Na2 EDTA beraksi dengan Ion Ca2+
dan Mg2+. Larutan berubah menjadi biru yaitu warna asli EBT
membentuk kompleks dengan metal yang menjadi titik akhir dari titrasi.
Percobaan ini dilakukan dengan tujuan agar kita dapat
menetukan kesadahan suatu sampel air. Yang menyebabkan kesadahan suatu air
adalah karena adanya garam kalsium dan magnesium serta besi pada suatu larutan.
Yang
dimaksud dengan larutan standar adalah larutan yang telah diketahui nilai
molaritasnya sehingga dapat menstandarisasi larutan yang belum diketahui nilai
molaritasnya. Karena bentuk awal dari larutan standar Ca2+ berbentuk
butiran, sehingga dapat dihitung molaritasnya dengan menggunakan konsep
molaritas. Dalam percobaan kali ini mengunakan metode titrasi, yaitu cara
penetuan konsentrasi suatu larurtan dengan volume tertentu dengan menggunakan
larutan yang sudah diketahui konsentrasinya dan mengukur volumenya secara
pasti. Titran yang digunakan adalah Na2EDTA. Pada kali ini akan
dilakukan 3 kali percobaan. Pada
percobaan ini, digunakan indikator, yaitu indikator EBT. Indikator yang mampu
berikatan secara kompleks dengan ion Ca2+ dan Mg2+.
Indikator warna yang digunakan adalah perubahan warna ungu menjadi warna biru
cerah.
Titrasi
Na2EDTA menggunakan indikator EBT dan penyangga dengan pH 10. Tujuan awalnya untuk memelihara
agar pH tetap yang disebabkan ketika ion hidrogen lepas pada proses titrasi yang dapat menyebabkan terjadinya perubahan pH dalam titrasi
kompleksiometri. Kedua mencegah terbentunya endapan logam hidroksida, dengan
demikian,penyangga itu dapat bertindak sebagai zat pembentuk kompleks tambahan.
III.2. Manfaat percobaan bagi masyarakat.
Dengan dilakukannya percobaan ini,
diharapkan masyarakat mengerti akan pengaruh yang ditimbulkan oleh air sadah
yaitu menyebabkan pengendapan mineral ( penyumbatan
saluran pipa dan keran
) , pemborosan
sabun dalam rumah tangga karena ion sadah akan membentuk senyawa yang tidak
larut dengan sabun serta membentuk gumpalan scum yang sulit dihilangkan. Selain
tu, zat-zat atau bahan kimia yang
terkandung di dalam air misalnya Ca, Mg, CaCO3 yang melebihi standart kualitas tidak baik untuk
dikonsumsi oleh orang dengan fungsi ginjal yang kurang baik, karena akan
menyebabkan pembentukkan batu pada saluran kencing. Kebiasaan minum juga
merupakan faktor penting yang mempengaruhi pembentukan batu saluran kencing.
Orang yang banyak mengkonsumsi air dengan kandungan kapur tinggi akan menjadi
predisposisi pembentukan batu saluran kencing, maka air yang digunakan manusia
tidak boleh lebih dari 200
mg/L CaCO3.
Diharapkan
dengan adanya penelitian ini, dapat dijadikan acuan untuk masyarakat agar mampu
memilih air layak konsumsi yang baik menurut standart air yang telah
ditentukan, sehingga dapat mengurangi dan mencegah penyakit – penyakit yang
timbul akibat adanya penimbunan kadar zat – zat atau bahan kimia yang
terkandung dalam air di dalam tubuh.
Daftar Pustaka
- Achmad Mursyidi dan Abdul
Rohman.2006.Pengantar Kimia Farmasi Analisis Volumetri dan
Gravimetri.Yayasan Farmasi Indonesia.Yogyakarta.
- DR.
Ir. G. Alaerts & Ir. Sri Simestri Santika,MSc, 1984. METODA PENELITIAN
AIR. Usaha Nasional . Surabaya.
- http://wahyusyah.multiply.com/journal/item/40/ANALISIS_KESADAHAN_AIR?utm_source=facebook&utm_medium=addthis&utm_campaign=wahyusyah. /Diunduh 7 April 2012
pukul 19.00 WIB
- http://www.scribd.com/doc/31064556/LAporan-Kompleksometri-ITO-09-10/
diunduh 7 April 2012 pukul 19.30
WIB
- http://4.bp.blogspot.com/oHp3xbeNOZY/Tuyh7hSQxII/AAAAAAAADHA/co_cq4NMzmg/s1600/bg.gif/
diunduh 10 April 2012 pukul 20.15 WIB