BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air - digilib.unimus.ac.id
Transcript of BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air - digilib.unimus.ac.id
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Air
Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat
manusia dan makhluk hidup lainnya karena fungsinya bagi kehidupan tersebut
tidak akan dapat digantikan oleh senyawa lainnya. Air sebagian terdapat di laut
dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi
dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, danau, uap air dan lautan es. Air dalam
obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti siklus air, yaitu melalui penguapan,
hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai,
muara) menuju ke laut Air bersih penting bagi kehidupan manusia.
Kualitas air berhubungan dengan adanya bahan – bahan lain terutama
senyawa – senyawa kimia baik dalam bentuk senyawa organic juga adanya
mikroorganisme yang memegang peranan penting dalam menentukan kompsisi
air. Dalam jaringan hidup, air merupakan medium untuk berbagai reaksi dan
proses ekskresi. Air merupakan komponen utama baik dalam tanaman maupun
hewan, terasuk manusia.Tubuh manusia terdiri dari 60–70% air. Transportasi zat
– zat makanan dalam tubuh semuanya dalam bentuk larutan dengan pelarut air
(Achmad, 2004 ).
5
1. Pembagian Air
Sumber – sumber air ada 4 yaitu:
a. Air Laut
Air laut mempunyai sifat asin karena mengandung garam NaCl.Garam
NaCl dalam air laut 3 %, dengan keadaan ini maka air laut tidak memenuhi syarat
untuk air minum.
b. Air Atmosfer
Air ini dalam keadaan murni, sangat bersih karena dengan adanya
pengotoran udara yang disebabkan oleh kotoran – kotoran industri atau debu dan
lain sebagainya.Air hujan juaga mempunyai sifat lunak sehingga boros terhadap
pemakkaian sabun.
c. Air Permukaan
Air permukaan adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada
umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengaliran,
misalnya oleh lumpur, batang kayu, daun – daun, kotoran industri kota dan
sebagainya. Jenis pengotoran ini dinamakan kotoran fisik, kimia dan bakteriologi.
d. Air Tanah
Air tanah adalah air yang berasal dari permukaan yang merembes
kedalam tanah, yang terdapat di dalam lapisan bumi.
1. Kualitas Air
Peraturan Pemerintah No. 20 tahun 1990 mengelompokkan kualitas air menjadi
beberapa golongan :
a. Golongan A, yaitu yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung
tanpa pengolahan terlebih dahulu.
b. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum.
c. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan
peternakan.
d. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha
di perkotaan, industri, dan PLTA.
2. Pencemaran Air
Pencemaran air adalah perubahan langsung atau tidak langsung terhadap
keadaan air yang berbahaya atau berpotensi menyebabkan penyakit ayau
gangguan bbagi kehiduapan makhluk hidup.Perubahan langsung atau tidak
langsung ini dapat berupa perubahan fisik, kimia, termal, biologi, atau radioaktif.
Beberapa indikator terhadap pencemaran air dapat diamati dengan melihat
perubahan keadaan air dari keadaan yang normal, diantaranya :
a. Adanya perubahan suhu air
b. Adanya perubahan tingkat keasaman, basa, dan garam air
c. Adanya perubahan warna, baud an rasa pada air
d. Terbentuknya endapan, koloid dari bahan terlarut
e. Terdapat mikroorganisme di dalam air ( Situmorang, 2007 ).
B. Arang Tempurung Kelapa
Arang tempurung kelapa adalah produk yang diperoleh dari pembakaran
tempurung kelapa tidak sempurna. Sebagai bahan bakar, arang tempurung kelapa
lebih menguntungkan dibanding kayu bakar karena memberikan kalor
pembakaran yang lebih tinggi, dan asap yang lebih sedikit. Kandungan karbon
aktif pada arang tempurung kelapa sangat tinggi yang berfungsi sebagai anti
toksik atau anti racun dan penawar bau dan penghilangan logam berat
(Prihandana Rangga, 2010).
1. Proses Pembuatan Arang Batok Kelapa
a. Dibakar Langsung
Batok kelapa langsung dibakar di atas tanah, setelah menjadi bara
dimatikan apinya, biasanya dengan cara disiram air menggunakan air pada bara
tersebut. Hasil arang dari cara ini kualitas arangnya kurang bagus karena arang
tersebut banyak yang pecah–pecah dan mengandung kadar air tinggi.
Skema 1. Pembuatan arang dibakar langsung
b. Dibakar dalam Kaleng
Disediakan kaleng yang sudah dilepas penutup atasnya (seperti tong
sampah). Diberdirikan drum dengan lubang menghadap keatas, dimasukkan dua
Batok Kelapa
Dibakar diatas tanah
Terbentuk bara
Api dimatikan dengan cara
disiram air
genggam batok kelapa kedalam dasar kaleng kemudian dibakar. Setelah api
menyala dimasukkan sedikit demi sedikit batok kelapa, biarkan asap mengepul
seperti sekam. Bila api menyala segera ditimbun dengan batok kelapa terus
sampai drum terisi penuh oleh batok kelapa kemudian kaleng ditutup. Bila batok
kelapa yang berada diatas sudah menjadi arang, berarti arang sudah jadi.
Tumpahkan kaleng yang berisi arang diatas matras, dibiarkan hingga
dingin.Setelahdinginarang diayak untuk memisahkan dari debu.
Skema 2. Pembuatan arang dibakar didalam kaleng.
Dimasukkan dua genggam
batok kelapa ke dalam kaleng Disiapkan Kaleng
Kosong
Dibakar Dimasukkan sedikit demi
sedikit batok kelapa kedalam
kaleng
Bila api menyala cepat – cepat
ditimbun dengan batok kelapa
sampai kaleng terisi penuh Dibiarkan asap mengepul
sepeti sekam
Kaleng ditutup ( batok
kelapa diatas menjadi
arang, berarti arang sudah
jadi)
C. Mangan ( Mn )
1. Pengertian Mangan ( Mn )
Mangan ( Mn ) adalah logam berwarna abu – abu keperakan yang
merupakan unsure pertama logam golongan VIIB, dengan berat atom 54.94g.mol-
1, nomor atom 25, berat jenis 7.43 g.cm-3, dengan mempunyai velensi 2, 4, dan 7.
Mangan ( Mn ) digunakan dalam campuran baja, industri pigmen, las, pupuk,
pestisida, keramik, elektronik, dan alloy, industri baterai, cat, dan zat tambahan
pada makanan. Di alam jarang sekali Mn berada dalam keadaan unsur, umumnya
berada dalam keadaan senyawa dengan berbagai macam valensi.
2. Sumber Keberadaan
Kandungan Mn di bumi sekitar 1060 ppm, di tanah sekitar 61 –
1010ppm, di sungai sekitar 7 mg/l, di laut sekitar 10 ppm, di air tanah sekitar
<0,1mg/l. Mangan (Mn) terdapat dalam bentuk kompleks dengan bikarbonat,
mineral dan organik. Mangan ( Mn ) banyak terdapat dalam pyrolusite (MnO2),
braunite (Mn2+Mn3+6)(SiO12), psilomelane (Ba,H2O2)2Mn5O10 dan rhodochrosite
( MnCO3 ). (Eaton Et.al, 2005, Said,2003 ; Perpamsi, 2002).
3. Dampak Mangan ( Mn )
Mangan ( Mn ) termasuk logam esensial yang dibutuhkan oleh tubuh
sebagaimana zat besi. Tubuh manusia mengandung Mn sekitar 10 mg dan banyak
ditemukan di liver, tulang, dan ginjal. Mn dapat membantu kinerja liver dalam
memproduksi urea, superoxide dismutase, karboksilase piruvvate, dan enzim
glikoneogenesis serta membantu kinerja otak bersama enzim glutamine sintetase.
Kelebihan Mn dapat menimbulkan racun yang lebih kuat dibanding besi.
Toksisitas Mn hampir sama dengan nikel dan tembaga. Mangan bervalensi 2
terutama dalam bentuk permanganat merupakan oksidator kuat yang dapat
mengganggu membran mucous, menyebabkan gangguan kerongkongan
timbulnya penyakit “manganism” yaitu sejenis penyakit Parkinson, gangguan
tulang, osteoporosis, penyakit perthe’s,gangguan kardiovaskuler, hati, reproduksi
dan perkembangan mental, hipertensi, hepatitits, posthepaticcirrhosis, perubahan
warna rambut, kegemukan, masalah kulit, kolesterol, neurological symptoms dan
menyebabkan epilepsi (Janelle, 2004; www.digitalnaturopath.com ).
D. Penetapan Kadar Mangan
1. Prinsip Penetapan Kadar Mangan ( Mn )
Mn yang ada pada sampel dioksidasi dengan K2S2O8 menjadi KMnO4
yang berwarna ungu. Kemudian dibandingkan dengan larutan standart dan dibaca
dengan spektrofotometer pada λ 525 nm.
2. Reaksi
2 Mn2+ + 5 S2O8 + 8 H2O → 2 MnO4 + 10 SO42- + 16 H+
3. Penggangu
a. Ion klorida sampai 1,0 gram diikat dengan penambahan Hg2SO4 menjadi
garam kompleks.
b. Zat organik dihilangkan dengan pemanasan lebih lama dan lebih banyak
ditambahkan persulfat (Yusrin, 2004).
E. Spektrofotometer
Spektrofotometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur
absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu
pada suatu objek kaca atau kuarsa yang disebut kuvet. Sebagian dari cahaya
tersebut akan diserap dan sisanya akan dilewatkan. Nilai absorbansi dari cahaya
yang dilewatkan akan sebanding dengan konsentrasi larutan didalam kuvet.
Spektrofotometer merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada
pengukuran serapan sinar kromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang
gelombang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi
dengan detektor fototube. Benda bercahaya seperti matahari atau bohlam listrik
memancarkan spectrum lebar yang terdiri atas panjang gelombang. Panjang
gelombang yang dikaitkan dengan cahaya tampak itu mampu mempengaruhi
selaput pelangi mata manusia dan karenanya menimbulkan kesan subyektif akan
ketampakan (vision). Dalam analisis secara spektrofotometri terdapat tiga daerah
panjang gelombang elektromagnetik yang digunakan, yaitu daerah UV(200–
380nm), daerah visibel ( 380 – 700 nm ), daerah inframerah ( 700 – 3000 nm )
(Khopkar,1990).
Metode ini dapat digunakan untuk mengetahui zat yang terkandung
dalam makanan atau minuman seperti micro nutrient, zat pewarna, dll tergantung
panjang gelombang yang telah disetting pada spektrofometer.Setiap senyawa
punya serapan maksimal pada panjang gelombang tertentu.Panjang gelombang ini
dinamakan panjang gelombang maksimal.Pada panjang gelombang maksimum,
hubungan antara absorbansi dan konsentrasi senyawa bisa disetarakan. Panjang
gelombanga maksimum dicari lebih dahulu supaya lebih mudah mengatur range
panjang gelombang analisanya.
1. Bagian – bagian Spektrofotometer
Secara garis besar spektrofotometer terdiri dari empat bagian penting yaitu :
a. Sumber Cahaya
Sebagai sumber cahaya pada spektrofotometer haruslah memiliki
pancaran radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber energy cahaya yang
biasa untuk daerah tampak, untraviolet dekat, dan inframerah dekat adalah sebuah
lampu pijar dengan kawat rambut terbuat dari wolfram (tungstern ). Lampu ini
mirip dengan bola lampu pijar biasa, daerah panjang gelombang adalah 350-2200
nanometer (nm).
b. Monokromator
Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk menguraikan cahaya
polikromatis menjadi beberapa komponen panjang gelombang tertentu
(monokromatis ) yang berbeda ( terdispersi ).
c. Cuvet
Cuvet spektrofotometer adalah suatu alat yang digunakan sebagai tempat
contoh atau cuplikan yang akan dianalisis. Cuvet biasanya terbuat dari kwarsa,
Plexiglass, kaca, plastic dengan bentuk tabung empat persegi panjang 1 x 1 cm
dan tinggi 5 cm. Pada pengukuran di daerah UV dipakai cuvet kwarsa atau
plexiglass, sedangkan cuvet dari kaca tidak dapat dipakai sebab kaca
mengabsorbsi sinar UV. Semua macam cuvet dapat dipakai untuk pengukuran di
daerah sinar tampak ( visibel ).
d. Detektor
Peranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap cahaya
pada berbagai panjang gelombang. Detektor akan mengubah cahaya menjadi
sinyal listrik yang selanjutnya akan ditampikan oleh ditampilkan oleh penampil
data dalam bentuk jarum penunjuk atau angka digital.
2. Metode Spektrofotometer
Terdapat tiga teknik yang biasa digunakan dalam analisis secara
spektrofotometer yaitu:
a. Metode Standar Tunggal
Metode yang menggunakan satu larutan standar yang telah diketahui
konsentrasinya, selanjutnya absorbansi larutan standar dan absorbansi larutan
sampel di ukur spektrofotometer.
Rumus perhitungan kadar sampel :
x C baku x P sampel = ...mg/L (ppm)
b. Metode Kurva Kalibrasi
Metode ini dibuat suatu seri larutan standar dengan berbagai konsentrasi
selanjutnya absorbansi masing-masing larutan diukur dengan spektrofotometer.
Kemudian dibuat grafik antara konsentrasi dengan absorbansi yang merupakan
garis lurus melewati titik.
Y
Keterangan:
y = ax + b Y = absorbansi
X = konsentrasi
X
c. Metode Asidi Standar
Metode yang dipakai secara luas karena mampu meminimalkan kesalahan
yang disebabkan oleh perbedaan kondisi lingkaran (matriks) sampel dan standar.
Dua atau lebih dari sejumlah volume tertentu dari sampel dipindahkan ke dalam
labu takar. Satu larutan di encerkan sampai volume tertentu kemudian di ukur
absorbansinya tanpa ditambah dengan zat standar, sedangkan larutan yang lain
sebelum di ukur absorbansinya ditambahkan terlebih dahulu dengan sejumlah
tertentu larutan standar dan di encerkan seperti pada larutan yang pertama.
3. Prinsip Kerja Spektrofotometer
Prinsip kerja spektrofotometer adalah bila cahaya (monokromatik maupun
campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk akan
dipantulkan, sebagian diserap dalam medium itu dan sisanya diteruskan. Nilai
yang keluar dari cahaya yang diteruskan dinyatakan dalam nilai absorbansi karena
memiliki hubungan dengan konsentrasi sampel. Hokum Beer menyatakan
absorbansi cahaya berbanding lurus dengan konsentrasi dan ketebalan bahan /
medium.
4. Keuntungan Spektrofotometer
Keuntungan dari spektrofotometer adalah :
a. Penggunaannya luas, dapat digunakan untuk senyawa anorganik, organik dan
biokimia yang diabsorbsi di daerah ultra lembayung atau daerah tampak.
b. Sensitivitasnya tinggi, batas deteksi untuk mengabsorbsi pada jarak 10-4
sampai 10-5 m. Jarak ini dapat diperpanjang menjadi 10-6 sampai 10-7 m dengan
prosedur modifikasi yang pasti.
c. Selektivitasnya tinggi, jika panjang gelombong dapat ditemukan dimana analit
mengabsobsi sendiri, persiapa pemisahan menjadi tidak perlu.
d. Ketelitiannya baik, kesalahan relatif pada konsentrasi yang ditemui dengan
tipe spektrofotometer UV-Vis ada pada jarak dari 1 % sampai 5 %. Kesalahan
tersebut dapat diperkecil hingga beberapa puluh persen dengan perlakuan khusus.
e. Mudah, spektofotometer mengukur dengan mudah dan kinerjanya cepat
dengan instrumen modern, daerah pembacaannya otomatis (Skoog,DA, 1996).
5. Kesalahan Spektrofotometer
Faktor-faktor yang sering menyebabkan kesalahan dalam menggunakan
spektrofotometer dalam mengukur konsentrasi suatu analit:
a. Adanya serapan oleh pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan
blangko, yaitu larutan yang berisi selain komponen yang akan dianalisis termasuk
zat pembentuk warna.
b. Serapan oleh kuvet. Kuvet yang ada biasanya dari bahan gelas atau kuarsa,
namun kuvet dari kuarsa memiliki kualitas yang lebih baik.
c. Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat
rendah atau sangat tinggi, hal ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi,
sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat yang digunakan (melalui pengenceran
atau pemekatan).