Laporan Pengujian Penentuan Kadar Ca dan Mg serta Turbiditas

Pengujian Penentuan Kadar Ca dan Mg serta Turbiditas

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

            Air sangat besar pengaruhnya terhadap kehidupan, baik itu kehidupan manusia maupun kehidupan binatang dan tumbuh-tumbuhan. Air adalah merupakan bahan yang sangat vital bagi kehidupan dan juga merupakan sumber dasar untuk kelangsungan kehidupan di atas bumi. Selain itu air merupakan kebutuhan dasar bagi kehidupan, juga manusia selama hidupnya selalu memerlukan air. Dengan demikian semakin naik jumlah penduduk serta laju pertumbuhannya semakin naik pula laju pemanfaatan air. Air adalah bagian dari lingkungan fisik yang sangat esensial, tidak hanya dalam proses-proses hidup, tetapi juga dalam proses-proses yang lain, seperti untuk industri, pertanian, pemadam kebakaran dan lain-lain.[1]

1

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.[2]

B.     Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari percobaan ini yaitu bagaimana cara menentukan kadar kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dengan metode titrasi kompleksometri serta tingkat kekeruhan air sumur?

C.    Tujuan Percobaan

            Tujuan dari percobaan ini yaitu untuk menentukan kadar kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dengan metode titrasi kompleksometri serta tingkat kekeruhan air sumur.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A.    Kesadahan Air

            Air sadah adalah istilah yang digunakan pada air yang mengandung kation penyebab kesadahan. Pada umumnya kesadahan disebabkan oleh adanya logam-logam atau kation-kation yang bervalensi 2, seperti Fe, Sr, Mn, Ca dan Mg, tetapi penyebab utama dari kesadahan adalah kalsium (Ca) dan magnesium (Mg). Kalsium dalam air mempunyai kemungkinan bersenyawa dengan bikarbonat, sulfat, khlorida dan nitrat, sementara itu magnesium dalam air kemungkinan bersenyawa dengan bikarbonat, sulfat dan khlorida.[3]

3

Air yang banyak mengandung mineral kalsium dan magnesium dikenal sebagai "air sadah" . Air sadah yang telah melebihi batas maksimum (±500 mg/lt) dapat menyebabkan beberapa masalah kesehatan. Dampak yang ditimbulkan air sadah bagi kesehatan antara lain adalah dapat menyebabkan cardiovasculer deseasae (penyumbatan pembuluh darah jantung) dan urolithiasis (batu ginjal).  Air sadah bukan merupakan air yang berbahaya karena memang ion-ion tersebut dapat larut dalam air. Akan tetapi dengan kadar Ca²⁺ yang tinggi akan menyebabkan air menjadi keruh.  Air sadah juga tidak baik untuk mencuci, karena ion-ion Ca ²⁺dan Mg²⁺ akan berikatan dengan sisa asam karbohidrat pada sabun dan membentuk endapan sehingga sabun tidak berbuih.[4]

                Kesadahan air dapat dibedakan atas 2 macam yaitu kesadahan sementara (temporer) dan kesadahan tetap (permanen). Kesadahan sementara disebabkan oleh garam-garam karbonat (CO_32-) dan bikarbonat (HCO_3-) dari kalsium dan magnesium. Kesadahan karbonat merupakan bagian dari kesadahan total yang ekivalent dengan alkalinitas yang disebabkan oleh (CO_32-) dan (HCO_3-). Kesadahan ini dapat dihilangkan dengan cara pemanasan atau dengan pembubuhan kapur tohor. Kesadahan tetap disebabkan oleh adanya garam-garam khlorida (Cl_-) dan sulfat (SO_42-) dari kalsium dan magnesium. Kesadahan ini disebut juga kesadahan non karbonat yang tidak dapat dihilangkan dengan cara pemanasan, tetapi dapat dihilangkan dengan cara pertukaran ion.[5]

            Kesadahan dibagi atas dua jenis kesadahan, yaitu kesadahan sementara dan kesadahan tetap. Air yang mengandung kesadahan kalsium karbonat dan magnesium karbonat disebut kesadahan karbonat atau kesadahan sementara, karena kesadahan tersebut dapat dihilangkan dengan cara pemanasan atau dengan cara pembubuhan kapur. Sementara itu Air yang mengandung kesadahan kalsium sulfat, kalsium khlorida, magnesium sulfat dan magnesium khlorida, disebut kesadahan tetap karena tidak dapat dihilangkan dengan cara pemanasan, tetapi dapat dengan cara lain dan salah satunya adalah proses penukar ion.[6]

B.     Titrasi EDTA

                Kesadahan air dinyatakan dengan mg/liter CaCO₃. Metoda yang dapat digunakan dalam menentukan kesadahan air adalah dengan metoda perhitungan dan metoda titrasi EDTA. Metoda titrasi EDTA banyak digunakan di laboratorium untuk penentuan kesadahan. Metoda ini berhubungan dengan penggunaan larutan EDTA (Ethylen Diamine Tetra Acetic) atau garam sodium sebagai agen titrasi. Indikator yang digunakan adalah Eriochroma Blak T.[7]

            Etelen diamin tetra asetat (EDTA) merupakan ligan penitrasi yang banyak dipakai pada titrasi kompleksometri. EDTA mempunyai rumus struktur sebagai berikut:

                                   

Gambar 1: Rumus struktur molekul EDTA

Terlihat dari strukturnya bahwa molekul tersebut mengandung baik donor elektron dari atom oksigen maupun donor dari atom hidrogen sehingga dapat menghasilkan khelat bercincin sampai dengan enam secara serempak.[8]

            EDTA stabil, mudah larut dan menunjukkan komposisi kimiawi yang tertentu. Selektivitas kompleks dapat diatur dengan pengendalian pH misalnya Mg, Cr, Ca dan Ba dapat dititrasi pada pH = 11; Mn²⁺, Fe, Co, Ni, Zn, Cd, Al, Pb, Cu, Ti dan V dapat dititrasi pada pH 4,0 – 7,0.[9]

            Penentuan Ca dan Mg dalam air sudah dilakukan dengan titrasi EDTA. pH untuk titrasi adalah 10 dengan indikator eriochrom black T. Pada pH lebih tinggi 12, Mg(OH)₂ akan mengendap, sehingga EDTA dapat dikonsumsi hanya oleh Ca²⁺ dengan indikator mureside. Adanya gangguan Cu bebas dari pipa-pipa saluran air dapat di masking dengan H₂S. EBT yang dihaluskan bersama NaCl padat kadang kala juga digunakan sebagai indikator untuk penentuan Ca ataupun hidroksinaftol. Seharusnya Ca tidak ikut terkompresipitasi dengan Mg, oleh karena itu EDTA direkomendasikan.[10]

            Kompleks khelat oksigen diantaranya yang terpenting adalah dengan jenis ligan etilen Diamin Tetra Asetat (EDTA), mudah terbentuk dalam larutan akua yang basa sebagai contoh:

                                    Ca²⁺ + EDTA^4- = [Ca (EDTA)]^2-

Pengomplesan kalsium dengan EDTA⁴ dan juga dengan polifosfat penting, tidak hanya untuk penghilangan Ca²⁺ dari air tetapi juga untuk pendukungan volumetri dari Ca^2+.[11]

C.      Magnesium (Mg)

Magnesium di alam didapatkan sebagai salah satu komponen dari jumlah campuran garam (rangkap) seperti karnalit, MgCl₂.KCl.6H₂O dan dolomit, MgCO₃.CaCO₃. Senyawa-senyawa ini sesungguhnya bukan sekedar campuran garam rangkap, melainkan kristak-kristal ionik murni, dalam kristal ini ukuran kation-kation yang berbeda secara berselingan menyokong kestabilan yang lebih besar pada kisi kristalnya dibandingkan jika hanya disokong oleh salah satu kationnya saja.oleh karena itu karena itu tersusun oleh rakitan anion-anion yang diselang-seling oleh kation magnesium, kalium dan molekul air dengan rasio 3 : 1 : 1 : 6 yaitu dalam formula MgCl₃.6H₂O.[12]

Hanya Mg dan Ca yang memperlihatkan kecenderungan yang dapat diterima untuk membentuk kompleks-kompleks dalam larutan, dengan beberapa perkecualian, ligannya adalah oksigen. MgBr₂, MgI₂ dan CaCl₂ larut dalam alkohol dan pelarut organik polar. Baik Mg²⁺ maupun Ca²⁺ mempunyai peranan biologis yang penting. Sistem dalam klorofil membentuk pengecualian terhadap aturan bahwa kompleks-kompleks Mg (dan unsur-unsur lainnya) dengan ligan nitrogen adalah lemah.[13]

D.      Kalsium (Ca)

 Bagi air industri unsur Ca dapat menyebabkan kerak pada dinding peralatan sistem pemanasan, sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan industri. Disamping itu dapat menghambat proses pemanasan. Masalah ini dapat mengakibatkan penurunan kinerja industri yang pada akhirnya dapat menimbulkan kerugian. Oleh karena itu persyaratan kesadahan pada air industri sangat diperhatikan.[14]

BAB III

METODE PERCOBAAN

A.    Waktu dan Tempat

Hari/ Tanggal                       : Kamis/ 01 Mei 2014

Pukul                                    : 08.00-09.30 WITA

Tempat                                 : Laboratotium Kimia Anorganik,

  Fakultas Sains dan Teknologi

  UIN Alauddin Makassar.

B.     Alat dan Bahan

1.      Alat

Alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu turbidimeter orbecohelligs, pH meter, buret asam 50 mL, pipet volume 25 mL, erlenmeyer 250 mL, gelas kimia 100 ml, gelas kimia 250 mL, statif dan klem, spatula besi, pipet tetes 2 mL, bulp dan botol semprot.

2.      Bahan

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu air sumur (H₂O), aquades (H₂O), buffer pH 10, eriochrome black T (C₂₀H₁₂N₃O₇SNa), etilena diamina tetra asetat (C₁₀H₁₆N₂O₈) 0,01M, mureksid, natrium hidroksida (NaOH) 0,1 M dan tissue.

	8

 

C.      Prosedur Kerja

            Prosedur kerja dari percobaan ini yaitu:

1.      Penentuan Kesadahan Total

a)        Memipet 25 mL air sumur kemudian memasukkan ke dalam  erlenmeyer.

b)        Menambahkan 2 mL larutan buffer pH 10.

c)        Menambahkan  sedikit indikator Eriochrom Black T (EBT) hingga berwarna merah muda.

d)       Menitrasi dengan larutan Etilena Diamina Tetra Asetat (EDTA) hingga berubah warna dari merah muda  menjadi biru.

e)        Mencatat volume larutan yang digunakan.

f)         Melekukan secara duplo.

g)        Menentukan konsentrasi kalium karbonat (CaCO₃).

2.    Penentuan Kadar Kalsium (Ca)

a)      Memipet 25 mL air sumur kemudian memasukkan ke dalam erlenmeyer.

b)      Menambahkan larutan natrium hidroksida (NaOH) 0,1 M hingga pH 12.

c)      Menambahkan sedikit indikator mureksid hingga berwarna merah muda.

d)     Menitrasi dengan larutan Etilena Diamina Tetra Asetat (EDTA) hingga berubah warna dari merah muda menjadi ungu.

e)      Mencatat volume larutan yang digunakan.

f)       Melekukan secara duplo.

g)      Menetukan konsentrasi kalsium (Ca).

3.    Penentuan Kadar Magnesium (Mg)

a)      Mengurangkan nilai rata-rata yang diperoleh setelah penentuan kesadahan total dengan volume rata-rata kalsium (Ca).

b)      Maka diperoleh kadar dari magnesium (Mg) dalam air sumur.

4.    Penentuan Turbiditas (Kekeruhan)

a)      Membersihkan turbidimeter.

b)      Memasukkan air sumur dalam tabung dibawah batas miniskus.

c)      Membersihkan tabung yang berisi air sumur, tempatkan tabung pada turbidimeter.

d)     Metekan tombol on/ off lalu tekan tombol read, lalu catat turbiditas air sumur yang terukur.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Hasil Pengamatan

1.      Penentuan Kesadahan Total

a.       Perlakuan

             25 mL Air sumur  ^dipipet      2 mL buffer pH 10       ^ditambahkan 

                                         bening                                                                                bening                                                                                                                                                                 

indikator EBT     ^{ditambahkan sedikit}       larutan EDTA 0,01M    ^diitrasi        hasil.

                                                 warna  merah muda                                                                              warna  biru

b.      Tabel Pengamatan

Volume Sampel	Volume EDTA	Gambar
		Sebelum	Sesudah
Air Sumur 25 mL (I)	1 mL
Air Sumur 25 mL (II)	1,5 mL	11

2.      Penentuan Kadar Kalsium (Ca)

a.       Perlakuan

25 mL Air sumur  ^dipipet     2 mL NaOH 0,1 M    ^ditambahkan 

                             bening                                                                        bening                                                                                                                                                                 

indikator mureksid    ^{ditambahkan sedikit}       larutan EDTA 0,01M    ^diitrasi        hasil.

                                                           warna  merah muda                                                                              warna  ungu

b.      Tabel Pengamatan

Volume Sampel	Volume EDTA	Gambar
		Sebelum	Sesudah
Air Sumur 25 mL  (I)	0,6 mL
Air Sumur 25 mL (II)	0,8 mL

 

B.     Analisis Data

1.      Penentuan Kesadahan Total

Diketahui:      

M_EDTA                                                                        = 0,01 M

Mr CaCO₃                                                                 = 100 gr/mol

V_{air sumur}                                                                      = 25 mL

V_{Titrasi I} (volume kesadahan total)                              = 1 mL

V_{Titrasi II} (volume kesadahan total)                             = 1,5 mL

V_{Titrasi Rata-Rata} (volume kesadahan total)                     = 1,25 mL      

Ditanyakan:

[CaCO₃]               = ….?

Penyelesaian:

 [CaCO₃]                     =

=

=

= 50 mg/L

2.      Penentuan Kadar Kalsium (Ca)

Diketahui:      

M_EDTA                                                                        = 0,01 M

Ar Ca                                                                        = 40,08 g/mol

V_{air sumur}                                                                      = 25 mL

V_{Ca I} (volume kalsium)                                              = 0.6 mL

V_{Ca II} (volume kalsium)                                             = 0.8 mL

V_{Ca Rata-Rata} (volume kalsium)                         = 0.7 mL        

Ditanyakan:

[Ca]                             = ….?

Penyelesaian:

 [Ca]                            =

                                    =

                                    =

                                          = 11,2224 mg/L = 11,22 mg/L

3.      Penentuan Kadar Magnesium (Mg)

a.       Analisis Data

Diketahui:      

M_EDTA                                                                        = 0,01 M

Ar Mg                                                                       = 24,312 g/mol

V_{air sumur}                                                                      = 25 mL

V_{Titrasi I} (volume kesadahan total)                              = 1 mL

V_{Titrasi II} (volume kesadahan total)                             = 1,5 mL

V_{Titrasi Rata-Rata} (volume kesadahan total)                     = 1,25 mL

V_{Ca I} (volume kalsium)                                              = 0.6 mL

V_{Ca II} (volume kalsium)                                             = 0.8 mL

V_{Ca Rata-Rata} (volume kalsium)                         = 0.7 mL        

Ditanyakan:

 [Mg]                    = ….?

Penyelesaian:

[Mg]                            =

                                    =

                                    =

                                          =

                                    = 5,34864 mg/L = 5,348 mg/L

C.     Pembahasan

Praktikum penentuan kesadahan ini, sampel diambil dari sumur di daerah sekitar Minasaupa. Praktikan melakukan beberapa percobaan yakni  untuk menentukan kesadahan total, kesadahan kalsium dan kesadahan magnesium terhadap sampel air sumur.

Langkah pertama yang dilakukan yaitu penentuan kesadahan total. Sampel yang digunakan sama dengan sampel pada penentuan kalsium (Ca) yaitu menggunakan air sumur 25 mL. Air sumur 25 mL ditambahkan dengan larutan buffer pH 10 karena untuk mempertahankan pH agar titik akhir yang diperoleh tepat dan indikator yang akan digunakan yaitu indikator Eriochrom Black T (EBT), indikator ini dapat membentuk kompleks dengan ion logam dan warna, Setelah penambahan indikator Eriochrom Black T (EBT) diperoleh larutan berwarna merah muda, selanjutnya dititrasi dengan Etilena Diamina Tetra Asetat (EDTA) yang akan menjadi kompleks apabila ditambahkan satu titran dengan ion kalsium (Ca²⁺) maupun magnesium (Mg²⁺) selain itu Etilena Diamina Tetra Asetat (EDTA) juga mudah larut dalam air, dapat diperoleh dalam keadaan murni. Jika Etilena Diamina Tetra Asetat (EDTA) dijadikan sebagai titran, maka larutan akan berubah dari warna merah muda menjadi warna biru. Pada titik akhir titrasi  diperoleh volume titran sebesar 1,25 mL kadar kalsium karbonat (CaCO₃) sebanyak 50 mg/L.

Langkah kedua adalah penentuan kalsium (Ca), pertama-tama sampel dimasukkan ke dalam erlenmeyer kemudian  ditambahkan dengan natrium hidroksida (NaOH) 0,1 M hingga pH 12 . Fungsi penambahan natrium hidroksida (NaOH) 0,1 M disini yaitu untuk meningkatkan pH sampel. Selanjutnya ditambahkan dengan mureksid. Mureksid berfungsi sebagai indikator, setelah penambahan indikator mureksid dihasilkan larutan warna merah muda. Menurut teori pada pH lebih tinggi 12,  magnesium (Mg) akan mengendap sehingga Etilena Diamina Tetra Asetat (EDTA) hanya dapat diikat oleh Ca²⁺ dengan indikator mureksid. Larutan kemudian dititrasi dengan Etilena Diamina Tetra Asetat (EDTA) sampai warna larutan berubah menjadi ungu. Titik akhir titrasi volume titran yang digunakan yaitu sebesar  0,7 mL dengan kadar kalsium (Ca) sebesar 11,22 mg/L, artinya dalam 1 liter air mengandung 11,22 mg/L kalsium (Ca).

Sedangkan untuk penentuan Magnesium (Mg) pada praktikum kali ini dilakukan dengan cara mengurangi volume titran kesadahan total dengan kadar kalsium (Ca) dan diperoleh hasil kadar magnesium (Mg) sebesar 5,348 mg/L, yang artinya dalam 1 liter air mengandung 5,348 mg/L magnesium (Mg).

Berdasarkan standar kesadahan menurut PERMENKES RI, 2010 batas maksimum kesadahan air minum yang dianjurkan yaitu 500 mg/L CaCO₃ , dapat dikatakan bahwa air sumur yang diteliti layak konsumsi karena tidak melebihi nilai ambang batas yang dianjurkan.

Kekeruhan air sumur dapat juga diukur menggunkan turbidimeter, pertama-tama membersihkan turbiditas agar smpel air sumur tidak terkontaminasi kemudian memasukkan air sumur dalam tabung hingga tanda batas. Lalu bersihkan tabung yang berisi air sumur agar tidak mempengaruhi pada saat pengukuran pH, tempatkan tabung pada turbidimeter. kemudian tekan tombol on/ off untuk memulai pengukuran lalu tekan tombol read untuk membaca pH air sumur, diperoleh hasil sampel air sumur partama adalah 6,99 NTU dan sampel air sumur kedua adalah 7,02 NTU.

           

BAB V

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Kesimpulan dari percobaan ini yaitu menentukan kadar kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam air sumur dengan menggunakan metode titrasi kompleksometri diperoleh kesadahan total sebesar 50 mg/L, kadar kalium (Ca) sebesar 11,2 mg/L dan kadar magnesium sebesar 5,348 mg/L serta tingkat kekeruhan sampel air sumur sebesar 7,005 NTU.

B.     Saran

            Saran yang diberikan untuk percobaan selanjutnya yaitu sebaiknyaiknya digunakan smapel air galon untuk membedakan hasil kesadaha dan turbiditasnya

	18

 

DAFTAR PUSTAKA

Chadijah, Sitti.  Dasar-dasar Kimia Analitik. Makassar: Alauddin University Press, 2012.

Cotton, F.  Albert. Kimia Anorganik Dasar . Jakarta: UI Press, 2013.

Khopkar, S. M. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press, 1990.

Marsidi, Ruliasih. Zeolit Untuk Mengurangi Kesadahan Air . Vol.2, No. 1, Januari 2001.

Nurullita, Ulfa Pengaruh Lama Kontak Karbon Aktif Sebagai Media Filter Terhadap Persentase Penurunan Kesadahan Caco3 Air Sumur Artetis. Vol 6 no 1 Th 2010.

Sugiyarto, Kristian H.  Kimia Anorganik II . Jakarta: Erlangga, 2003.

Widayat,  Wahyu. Teknologi Pengolahan Air Sadah . Vol. 3, No. 3, September 2002

LEMBAR PENGESAHAN

Laporan praktikum Kimia Anorganik dengan judul “Pengujian Penentuan Kadar Ca dan Mg serta Turbiditas” yang disusun oleh:

Nama               : Riskayanti

Nim                 : 60500112028

Kelompok       : IV (Empat)

telah diperiksa secara teliti oleh Asisten atau Koordinator asisten dan dinyatakan diterima.

         Samata,         Mei  2014

Koordinator Asisten                                                                        Asisten

Nur Amalia P.                                                                           Alfia patandungan   

                                                                                                NIM: 60500110005

Mengetahui,

Dosen  Penanggung Jawab

Syamsidar HS, S.T., M.Si

NIP: 19760330 200912 2 002

---

[1] Ulfa Nurullita, “Pengaruh Lama Kontak Karbon Aktif Sebagai Media Filter Terhadap Persentase Penurunan Kesadahan CaCO3 Air Sumur Artetis”, J Kesehat Masy Indones 6 no. 1 ( 2010): h. 49.

[2] Ruliasih Marsidi, “Zeolit Untuk Mengurangi Kesadahan Air” Jurnal Teknologi Lingkungan 2, no. 1, Januari (2001): h. 1

[3] Ruliasih Marsidi, “Zeolit Untuk Mengurangi Kesadahan Air” Jurnal Teknologi Lingkungan: h. 2-3.

[4] Ulfa Nurullita, “Pengaruh Lama Kontak Karbon Aktif Sebagai Media Filter Terhadap Persentase Penurunan Kesadahan CaCO3 Air Sumur Artetis”, J Kesehat Masy Indones: h. 49.

[5]  Wahyu Widayat, “Teknologi Pengolahan Air Sadah”,  Jurnal Teknologi Lingkungan 3, no. 3, September (2002): h. 257.

[6]  Ruliasih Marsidi, “Zeolit Untuk Mengurangi Kesadahan Air” Jurnal Teknologi Lingkungan: h. 3.

[7] Ruliasih Marsidi, “Zeolit Untuk Mengurangi Kesadahan Air” Jurnal Teknologi Lingkungan: h. 3.

[8] Sitti Chadijah, Dasar-dasar Kimia Analitik (Makassar: Alauddin University Press, 2012), h. 185.

[9] S. M. Khopkar, Konsep Dasar Kimia Analitik (Jakarta: UI Press, 1990), h.88.

[10] Sitti Chadijah, Dasar-dasar Kimia Analitik, h. 187.

[11]  F.  Albert Cotton, Kimia Anorganik Dasar (Jakarta: UI Press, 2013), h.266

[12] Kristian H. Sugiyarto, Kimia Anorganik II (Jakarta: Erlangga, 2003), h. 108-109.

[13] F.  Albert Cotton, Kimia Anorganik Dasar, h.266

[14] Ruliasih Marsidi, “Zeolit Untuk Mengurangi Kesadahan Air” Jurnal Teknologi Lingkungan: h. 1