Download - Analisis Kandungan Bod Dan Cod Dalam Sampel Air Limbah (1)

Transcript

LAPORAN PRAKTIKUM ANALISA TERAPAN ANALISIS KANDUNGAN BOD DAN COD DALAM SAMPEL AIR LIMBAH

Oleh: REZKI PRATAMA 02043/2008 Dosen Drs. Zul Afkar M.S

Laboratorium Kimia Analitik 27 April 2010

JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2010

PENENTUAN KADAR COD DALAM AIR LIMBAH

A. Tujuan Tujuan praktikum ini adalah menentukan kadar COD dan BOD dalam air limbah.

B. Teori Dasar Kehidupan mikroorganisme, seperti ikan dan hewan air lainnya, tidak terlepas dari kandungan oksigen yang terlarut di dalam air, tidak berbeda dengan manusia dan mahluk hidup lainnya yang ada di darat, yang juga memerlukan oksigen dari udara agar tetap dapat bertahan. Air yang tidak mengandung oksigen tidak dapat memberikan kehidupan bagi mikro organisme, ikan dan hewan air lainnya. Oksigen yang terlarut di dalam air sangat penting artinya bagi kehidupan. Untuk memenuhi kehidupannya, manusia tidak hanya tergantung pada makanan yang berasal dari daratan saja (beras, gandum, sayuran, buah, daging, dll), akan tetapi juga tergantung pada makanan yang berasal dari air (ikan, kerang, cumi-cumi, rumput laut, dll). Tanaman yang ada di dalam air, dengan bantuan sinar matahari, melakukan fotosintesis yang menghasilkan oksigen. Oksigen yang dihasilkan dari fotosintesis ini akan larut di dalam air. Selain dari itu, oksigen yang ada di udara dapat juga masuk ke dalam air melalui proses difusi yag secara lambat menembus permukaan air. Konsentrasi oksigen yang terlarut di dalam air tergantung pada tingkat kejenuhan air itu sendiri. Kejenuhan air dapat disebabkan oleh koloidal yang melayang di dalam air oleh jumlah larutan limbah yang terlarut di dalam air. Selain dari itu suhu air juga mempengaruhi konsentrasi oksigen yang terlarut di dalam air. Tekanan udara dapat pula mempengaruhi kelarutan oksigen di dalam air. Tekanan udara dapat pula mempengaruhi kelarutan oksigen di dalam air karena tekanan udara mempengaruhi kecepatan difusi oksigen dari udara ke dalam air. Kemajuan industri dan teknologi seringkali berdampak pula terhadap keadaan air lingkungan, baik air sungai, air laut, air danau maupun air tanah. Dampak ini disebabkan oleh adanya pencemaran air yang disebabkan oleh berbagai hal seperti yang telah diuraikan di muka. Salah satu cara untuk menilai seberapa jauh air lingkungan telah tercemar adalah dengan melihat kandungan oksigen yang terlarut di dalam air.

Pada umumnya air lingkungan yang telah tercemar kandungan oksigennya sangat rendah. Hal itu karena oksigen yang terlarut di dalam air diserap oleh mikroorganisme untuk memecah/mendegradasi bahan buangan organik sehingga menjadi bahan yang mudah menguap (yang ditandai dengan bau busuk). Selain dari itu, bahan buangan organik juga dapat bereaksi dengan oksigen yang terlarut di dalam air organik yang ada di dalam air, makin sedikit sisa kandungan oksigen yang terlarut di dalamnya. Bahan buangan organik biasanya berasal dari industri kertas, industri penyamakan kulit, industri pengolahan bahan makanan (seperti industri pemotongan daging, industri pengalengan ikan, industri pembekuan udang, industri roti, industri susu, industri keju dan mentega), bahan buangan limbah rumah tangga, bahan buangan limbah pertanian, kotoran hewan dan kotoran manusia dan lain sebagainya. Dengan melihat kandungan oksigen yang terlarut di dalam air dapat ditentukan seberapa jauh tingkat pencemaran air lingkungan telah terjadi. Cara yang ditempuh untuk maksud tersebut adalah dengan uji : 1. COD, singkatan dari Chemical Oxygen Demand, atau kebutuhan oksigen kimia untuk reaksi oksidasi terhadap bahan buangan di dalam air. 2. BOD singkatan dari Biological Oxygen Demand, atau kebutuhan oksigen biologis untuk memecah bahan buangan di dalam air oleh mikroorganisme. Melalui kedua cara tersebut dapat ditentukan tingkat pencemaran air lingkungan. Perbedaan dari kedua cara uji oksigen yang terlarut di dalam air tersebut secara garis besar adalah sebagai berikut ini. chemical oxygen demand adalah kapasitas air untuk menggunakan oksigen selama peruraian senyawa organik terlarut dan mengoksidasi senyawa anorganik seperti amonia dan nitrit. biological (biochemical) oxygen demand adalah kuantitas oksigen yang diperlukan oleh mikroorganisme aerob dalam menguraikan senyawa organik terlarut. jika BOD tinggi maka dissolved oxygen (DO) menurun karena oksigen yang terlarut tersebut digunakan oleh bakteri. akibatnya ikan dan organisme air

hubungan keduanya adalah sama-sama untuk menentukan kualitas air, tapi BOD lebih cenderung ke arah cemaran organik..

Dalam proses penanganan air limbah biologis dengan sistem aerobik, oksigen menjadi penting untuk penurunan kadar BOD dan COD yang efektif. Tingkat Oksigen terlarut yang Positif harus dipertahankan dalam pabrik penanganan biologis aerobik untuk memungkinkan biomass mencernakan BOD dan COD secara optimal. Pada saat aerasi biasa digunakan, oksigen dengan tingkat kemurnian yang tinggi menawarkan lebih banyak oksigen tingkat tinggi dan penurunan kadar COD daripada sistem aerasi yang konvensional. Proses Oxy Dep Air Products telah dikembangkan untuk menggunakan oksigen dalam proses pengaliran pelumas yang diaktifkan (ASP) dalam bentuk yang efisien. Penggunaan oksigen OxyDep atau proses hibridasi udara oksigen secara luar biasa telah meningkatkan kapasitas ASP untuk pemindahan kontaminasi.

C. Prosedur percobaan a. Alat dan Bahan 1. Alat: Pipet gondok Erlenmeyer 250 ml Erlenmeyer tutup asah 250 ml Buret 50 ml Penangas air Pipet tetes Botol semprot Gelas ukur 2. Bahan: Sampel limbah air MnSO4 10 % H2SO4 pekat

Natrium Thiosulfat 0.1 N Natrium thiosulfat 0.05 N Larutan kanji 2 % KMnO4 0.1 N H2SO4 6 M KI 10 % Larutan alkali azida Aquades b. Prosedur kerja Pengujian COD 1. Pipet 50 ml larutan sampel ke dalam Erlenmeyer 250 ml 2. Tambahkan 5 ml KMnO4 ) 0.1 N/ K2Cr2O7 dan panaskan selama satu jam dalam penangas air. 3. Didnginkan selama 10 menit, tambahkan larutan KI 10% dan 10 ml H2SO4 6 M 4. Titrasi dengan larutan thiosulfat 0.05 N sampai warna kuning, tambah 1- 2 ml indicator kanji sampai timbul warna biru dan lanjutkan titrasi sampai warana biru hilang 5. Lakukan hal yang sama terhadap blanko Pengujian BOD 1. Pipet 100 ml sampel kedalam larutan Erlenmeyer tutup asah, tambahkan 1ml MnSO4 dan 1 ml larutan alkali azida. 2. Tutup sampel dan kocok dengan membolak- balikkan botol beberapa kali 3. Biarkan hingga terbentuk endapan setengah bagian 4. Buka tutup sampel dan panaskan dalam H2SO4 pekat melalui dinding botol,kemudian tutup botol kembali 5. Kocok kembali sampai endapan melarut 6. Titrasi larutan dengan natrium thiosulfat 0.1N sampai berwarna kuning muda, tambahkan 1-2 ml indicator kanji sampai warna biru dan lanjutkan titrasi sampai warna biru hilang.

Perhitungan kadar COD dalam sampel( )

COD =

b= blanko s = sampel( )

COD = D. Pembahasan

= 204.8

Praktikan melakukan percobaan untuk menentukan kandungan COD dalam sampel air limbah yang disediakan..Kandungan COD merupakan kandungan bahan pencemar berupa senyawa kimia yang menyerap oksigen terlarut (DO) dalam air yang digunakan untuk keperluan oksidasi dan mengubahnya menjadi bentuk senyawa lain. Dengan tingginya kadar bahan kimia yang menyerap oksigen terlarut dalam air dapat menyebabkan biota-biota yang hidup dalam air seperti ikan dan hewan lainnya mengalami kekurangan oksigen, yang akan berakibat menurunkan daya hidup biota tersebut. Kadar pencemaran itu karena adanya banyak limbah organic dan limbah anorganik yang dibuang keperairan. Satndar mutu air tersebut diukur dengan angka parameter dalm satuan mg/L. dengan indeks baik (I),sedang (II),kurang (III), dan kurang sekali (1V). Untuk COD masing-masing berturut-turut 20,100,300 dan 500. Sedangkan untuk BOD 40,200,500,dan 1000. Sampel yang praktikan amati pertama diberi pelarut KMnO4 dan memanaskannya selama setengah jam dalam penagas,larutan berwarna ungu. Selanjutnya didinginkan dan ditambah larutan KI dan H2SO4 warna larutan menjadi coklat dan selanjutnya dititer dengan Natrium thiosulfat, titrasi dihentikan setelah indicator kanji berwarna biru hilang. Volume pentiter didapat 9.2 sedangkan blangko di dapat 16,5. Setelah dilakukan perhitungan terhadap kandungan COD dengan rumus di dapat kandungan COD dalam sampel air yang diberikan adalah 204,8 mg/L. Melihat data indeks dari hasil perhitungan tersebut di dapat bahwa mutu dari kandungan COD yang diberikan dalam sampel adalah kurang. Berarti sampel air yang diberikan kurang berkualitas. Ditandai banyaknya zat kimia yang menggunakan oksigen untuk meguraikan suatu senyawa kimia yang terdapat dalam sampel air limbah tersebut.

E. Kesimpulan Dari percobaan yang praktikan lakukan untuk menentukan kualitas air dilihat dari kandungan COD yang dapat disimpulkan bahwa sampel air yang diberikan untuk di uji mutunya,kualitas air tersebut kurang. Ini dapat mempengaruhi kehidupan organisme yang terdapat dalam air tersebut akan mengalami hambatan pertumbuhan karena kurangnya oksigen terlarut. Dan juga dapat diperhatikan bahwa sampel yang diberikan mengandung banyak bahan kimia yang akan menyerap oksigen terlarut.

Daftar Pustaka http://www.airproducts.co.id/ind/environmental/BOD_COD.htm: diakses 28 April 2010 http://scients.darkbb.com/kimia-analitik-f7/cod-dan-bod-t12.htm:diakses 28 April 2010

terbentuk senyawa MnO2. Kemudian senyawa MnO2 dalam suasana asam(pH rendah), akan mengoksidasi I- yangditambahkan kedalam contoh menjadi I2. Selanjutnya I2dititrasi dengan larutan tiosulfat (0.025 N atau 0.0025 N).Banyaknya larutan tiosulfat yangterpakai untuk titrasi ini dapat digunakan untuk menghitung konsentrasi oksigenterlarut dalamcontoh air. Sedangkan reaksi yag berlangsung pada metode Winkler seperti yang terlihat di bawah ini:contoh reaksi:Mn 2+ + 2OH- + 1/2O2 MnO2 + H2OMnO2 + 2I- + 4H+ I2 + Mn2+ 2H2OAdanya zat-zat toksik seperti Cl2, SO3-, Fe2+, NO2-, S2-, dan Cr3+ dalam contoh air ternyatadapat mengganggu analisisoksigen terlarut secara titrimetri Winkler pada batas konsentrasicukup kecil.Pengaruh adanyazat-zat toksik(pengoksidasi) seperti Cl2, NO2-, Cr3+, dalam contoh air mengakibatkan konsentrasi oksigen terlarut yang didapat lebihbesar dari yang sebenarnya. Halini disebabkan karena zat-zat toksik tersebut ikut juga mengoksidasi ion I- menjadi I2.Gangguanini dapat dihilangkan dengan cara selain mengalirkan udara (bubbler) terutama menghilangkanCl2 jugadigunakan natrium azida (NaN3) untuk menghilangkan nitrit (NO2) ke dalam contohair yang akan dianalisis.Metode acuan

yang biasa digunakan metode Modifikasi Winkler yaitu didasarkan kepadateroksidasinya Mn2+ (1 mLlarutan MnSO4 dan 1 mL larutan alkali iodida-azida yangditambahkan ke dalam botol BOD) menjadi MnO2 oleh adanyaoksigen.Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2Mn(OH)2 + 3/2 O2 MnO2Reaksi pembentukan MnO2 ini berjalan sangat lambatterutama pada suhu rendah, sehingga perlu pengocokan selama 20 detik dengan cara membolak-balikkan botol kearahbawah dan kearah atas. Kemudian didiamkan sampai terbentuk endapan (flok) sedikit-dikitnya 5 cm tebalnyadari bagianbawah larutan jernih. Selanjutnya kedalam botol BOD ini ditambahkan 1 mL asamsulfat, maka MnO2 akanmengoksidadasi I- menjadi I2 bebas.MnO2 + 2I- + 4H+ Mn2+ + I2 + 2H2OI2 yang terbentuk, kemudian ditritasi denganlarutan tio sulfat 0,025 N atau 0.0025 N.1. Penentuan kadar oksigen terlarut (DO) larutan blankoa. Ke dalam 3 botol BOD berkapasitas 150 mL, dimasukkan air pengenceran (mengandungMgSO4;CaCl2; FeCl2 danbuffer fosfat serta jasad renik) yang jenuh oksigen sampai hampir penuh.b. Kemudian segera dipipet masing-masing sebanyak 1 mL larutan mangan sulfat dan 1 mLlarutan alkali iodida-azida(azida untuk mencegah gangguan ion nitrit) ke dalam 3 botol BOD.c. Botol BOD ini ditutup dan dikocok dengan cara membolak-balikkan arah botol ke bawah dankeatas berulangkalisampai terbentuk endapan berupa flok.d. Biarkan endapan tersebut beberapa menit sampai mengendap sempurna.e. Buka tutup botol BOD dan dipipet 1 mL asam sulfat pekat ke dalam botol BOD tersebut, dan botol BOD ditutupkembali.f. Sambil memegang tutup botol BOD agar tidak lepas dari botol BOD agar tidak lepas dari botol, kocok larutan yangakan ditentukan nilai oksigen terlarut dengan cara membolak-balikkanarah botol ke bawah dan keatas berulang kalisampai endapan larut sempurna.g. Tutup botol BOD dibuka kemudian larutan yang ada dalam botol BOD dipipet masing-masingsebanyak 50 mL kedalam masingmasing gelas piala. h. Titrasi dilakukan dengan larutan tiosulfat dengan 0.025 N atau 0.0025 N sehingga terjadiwarna cokelat muda.i. Kemudian ditambahkan 1-2 mL larutan Kanji sehingga timbul warna biru. Titrasi dilanjutkankembali sampai warna biru hilang. j. Diukur volume botol BOD yang dipergunakan untuk mengkonversi volume contoh yangdititrasi.

D. PembahasanAir merupakan suatu persentawaan kimia yang sangat sederhana yang terdiri dari dua atom hidrogen (H) berikatandengan satu atom (O), secara simbolik air dinyatakan sebagai H2O. Air serta bahan-bahan dan energi dikandungdidalamnya merupakan lingkungan bagi jasad-jasad air.Dalam pengolahan air limbah dikenal tiga parameter utama yaitu: 1) Oksigen terlarut (OT) atau Dissolved Oxygen (DO),2) Kebutuhan Oksigen Biologis (KOB) atau Biologycal Oxygen Demand (BOD) dan 3) Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK) atauChemical Oxygen Demand (COD).Pada percobaan ini bahan-bahan yang digunakan antara lain adalah aquadest (H2O), air sampel, aluminium foil, asamoksalat, indikator kanji, (KMnO4), larutan alkali-iodida-azida, (MnSO4) 40% dan natrium tiosulfat (Na2S2O3) 0,02 N.Pada uji Dissolved Oxygen (DO) perlakuan awal yang dilakukan ialah memasukkan sampel ke dalam botol winkler yangbertutup dengan cara mencelupkan botol dalam air kemudian menutupnya agar tidak terdapat gelembung udara yangdapat mempengaruhi kandungan oksigen pada sampel. Kemudian menambahkan larutan MnSO4 dalam botol yangberisi sampel dengan cara memasukkan ujung pipet ke dalam larutan agar tidak terpercik, penambahan MnSO4berfungsi untuk mengikat oksigen menjadi Mn(OH)2 yang kemudian akan teroksidasi menjadi MnO2 berhidrat.Selanjutnya menambahkan larutan alkaliiodida-azida dengan cara yang sama yaitu memasukkan ujung pipet ke dalamlarutan agar tidak terjadi percikan dan pereaksi tidak keluar dari botol karena larutan ini sangat beracun. Penambahanpereaksi alkali-iodida-azida ini berfungsi sebagai katalisdator karena zat organik sangat sukar bereaksi kemudian larutandi biarkan beberapa saat hingga terbentuk endapan cokelat. Setelah terbentuk endapan cokelat, larutan kemudiandipindahkan kedalam erlenmeyer kemudian menambahkan larutan asam sulfat (H2SO4) yang berfungsi untukmelarutkan endapan. Setelah endapan larut, dilanjutkan dengan menitrasi larutan dengan menggunakan natriumtiosulfat (Na2S2O3) hingga larutan berwarna kuning muda kemudian menabahkan indikator kanji hingga berwarna biru.Indikator kanji ini berfungsi sebagai indikator yang mengikat I2 yang ada pada larutan alkali-iodida-azida. Selajutnyatitrasi dilakukan hingga warna biru tepat hilang, volume natrium tiosulfat (Na2S2O3) yang diperoleh adalah 2,6 mL. Darihasil perhitungan diperileh jumlah DO pada sampel sebesar 8,32 mL/L.Sedangkan pada uji Chemical Oxygen Demand (COD) perlakuan awal yang dilakukan yaitu memasukkan sampel kedalam erlenmeyar, kemudian menambahkan asam sulfat (H2SO4) dan KMnO4 pada larutan sehingga lrutan berubahwarna menjadi ungu, kemudian menaskan larutan hingga mendidih dalam beberapa menit. Selanjutnya menambahkanasam oksalat hingga larutan berubah warna menjadi bening lalu larutan dititrasi dengan

menggunakan KMnO4 dalamkeadaan panas. Volume KMnO4 yang digunakan untuk titrasi sebesar 4,4 mL. Dari hasil perhitungan diperileh jumlahCOD pada sampel sebesar 69,53 mL/L.Dan yang terakhir yaitu uji Biologycal Oxygen Demand (BOD). Cara pengambilan sampelnya sama seperti pada ujiDissolved Oxygen (DO), perbedaannya yaitu sampel diinkubasi dalam ruangan gelap selama beberapa hari. Kemudianbarulah dilakukan penambahan pereaksi yang sesuai pada uji Biologycal Oxygen Demand (BOD) sebelumnya. Volumevolume natrium tiosulfat (Na2S2O3) yang digunakan sebesar 2,6 mL, bedasarkan pehitungan BOD yang diperolehadalah1,6 mL/L