Laporan Praktikum Kimia (Alkalinitas)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Praktikum kali ini bertujuan untuk mengetahui kadar alkalinitas yang terkandung dalam suatu perairan. Dalam praktikum ini juga digunakan 2 indikator yaitu fenolftalein dan metil jingga. Indikator fenolftalein (pp) dipakai untuk mengetahui titik akhir titrasi dalam penentuan alkalinitas karbonat, sedangkan indikator metil jingga dipakai untuk mengetahui titik akhir titrasi dalam penentuan alkalinitas total.

Penyebab alkalinitas di dalam air adalah bikarbonat, karbonat dan hidroksida ynag jumlahnya ditentukan dengan titrasi menggunakan larutan standar asam kuat, sampai titik ekuivalen bikarbonat atau asam karbonat secara elektrometris atau perubahan warna.

Penyusun alkalinitas perairan adalah anion karbonat, bikarbonat, hidroksida, borat, fosfat, silikat dan sebagainya. Penyusun alkalinitas yang utama adalah karbonat, bikarbonat dan hidroksida.

Sebagian besar alkalinitas dalam air alam disebabkan oleh adanya bikarbonat dan sisanya disebabkan oleh karbonat dan hidroksida. Pada keadaan tertentu, seperti pada siang hari adanya ganggang dan lumut dalam perairan merupakan faktor turunnya kadar karbondioksida dan bikarbonat, sedangkan dalam suasana seperti ini kadar karbonat dan hidroksida naik dan menyebabkan pH larutan juga naik.

Oleh karena itu, dengan diadakannya praktikum alkalinitas ini kita dapat mengetahui cara menentukan lkalinitas dari larutan uji karena menentukan alkalinitas sangat penting. Alkalinitas merupakan salah satu penentu kualitas badan air/ suatu perairan.

1.2 Tujuan Praktikum 1. Mengetahui prinsip dari alkalinitas. 2. Mengetahui alkalinitas total dari larutan uji. 3. Mengetahui fungsi penambahan indikator.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Alkalinitas Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralkan tambahan asam tanpa penurunan nilai pH larutan. Sama halnya dengan larutan buffer, alkaliniti merupakan pertahanan air terhadap pengasaman. Alkaliniti dalah hasil reaksi-reaksi terpisah dalam larutan hingga merupakan sebuah analisa “makro” ynag menggabungkan beberapa reaksi. Alkaliniti dinyatakan dalam mgCaCO3/l (cara kuno, tetapi masih terpakai di Amerika Serikat, misalnya pada Caldwell-Lawrence diagram). Alkaliniti dalam air disebabkan oleh ionion karbonat (CO32-), bikarbonat (HCO3-), hidroksida (OH-), dan juga borat (BO33-), fosfat (PO43-), silikat (SiO44-) dan sebagainya. Penyusun alkalinitas yang utama adalah bikarbonat, karbonat dan hidroksida. Alkalinitas dinyatakan dalam rumus:

alkalinita s(mgCaCO3 /l) 

(A x B) x 1000 x 50,4 C

Dimana, A = Volume H2SO4 (ml) B = Normalitas H2SO4 (N) C = Volume sampel (ml)

Dalam air alam alkaliniti sebagian besar disebabkan oleh adanya bikarbonat dan sisanya oleh karbonat dan hidroksida. Pada keadaan tertentu (siang hari) adanya ganggang dan lumut dalam air menyebabkan turunnya kadar karbondioksida dan bikarbonat. Dalam keadaan seperti ini kadar karbonat dan hidrroksida naik dan menyebabkan pH larutan naik.

Air ledeng memerlukan ion alkaliniti tersebut dalam dalam konsentrasi tertentu : kalau kadar alkaliniti terlalu tinggi (dibandingkan dengan kadar Ca2+ dan Mg2+ yaitu kadar kesadahan) air menjadi agresif dan menyebabkan karat pada pipa, sebaliknya alkaliniti yang rendah dan tidak seimbang dengan kesadahan dapat menyebabkan karat CaCO3

pada dinding pipa yang dapat memperkecil penampang basah pipa. Dalam air buangan khususnya dari industi kadar alkaliniti yang tinggi menunjukkan adanya senyawa garam dan asam lemah seperti asam asetat, popionat, amoniak, sulfit (SO32-). Alkaliniti juga merupakan parameter pengontrol untuk anaerobik digeser dan instalasi lumpur aktif. Air irigasi boleh mengandung kadar alkalinitas tinggi (Alaerts, 2002).

Titrasi asam-basa digunakan secara meluas untuk analisa kimia, dimana penentuan pada analisis ini, zat yang akan ditentukan kadarnya direaksikan dengan zat lain yang telah diketahui konsentrasinya sampai tercapai satu titik ekuivalen sehingga kepekatan (konsentrasi) zat dapat diketahui (Alaerts, 2002).

2.2 Titrasi Karbonat Ketika CO2 diabsorpsi oleh sebuah larutan standar NaOH. Normalitas dari larutan akan berpengaruh jika indikator fenolftalein dipergunakan. Diutarakan juga bahwa campuran dari karbonat dan hidroksida, atau karbonat dan bikarbonat, dapat ditentukan melalui titrasi yang menggunakan indikator fenolftalein dan metil orange. Biasanya ion karbonat dititrasi sebagai basa dengan sebuah titran asam kuat.

Campuran dari karbonat dan bikarbonat, atau karbonat dan hidroksida, dapat dititrasi dengan HCl standar sampai kedua titik akhir yang ditulis, dimana NaOH dinetralisasi secara lengkap pada titik akhir fenolftalein, Na2CO3 ternetralisasi setengah dan HCO3belum bereaksi sama sekali. Dari titik akhir fenolftalein sampai metil orange, bikarbonat akan dinetralisasi. Hanya sedikit tetes titran yang diperlukan oleh NaOH untuk nerubah dari pH 8 menjadi 4 (Underwood, 1999).

Alkalinitas ditetapkan melalui titrasi asam basa. Asam kuat seperti asam sulfat dan asam klorida (H2SO4 dan HCl) menetralkan zat-zat alkalinitas yang merupakan zat basa sampai titik akhir titrasi (titik ekuivalensi) kira-kira pada pH 8,3 dan pH 4,5. Titik akhir ini dapat ditentukan oleh: 1. Jenis indikator yang dipilih dimana warnanya berubah-ubah pada pH titik akhir titrasi (pH ekuivalen).

2. Perubahan nilai pH pada pH meter waktu titrasi asam basa dimana lengkungan pada grafik pH dan volume asam memperlihatkan titik akhir titrasi/titik ekuivalensi.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : OH- + H+

H2O

CO32- + H+

HCO3-

HCO3- + H+

H2O + CO2,

Pada pH 8,3

……..(1)

Pada pH 4,5

……..(2)

Tabel 2.1 pH titik akhir titrasi untuk beberapa contoh air

Contoh air Air dengan kandungan alkaliniti

pH titik akhir titrasi (CO32-,

-

HCO3 ,

OH-) sebanyak : 30 sebagai mg CaCO3/l

8,3 – 5,1

150 sebagai mg CaCO3/l

8,3 – 4,8

500 sebagai mg CaCO3/l

8,3 – 4,5

Air dengan kandungan alkaliniti silikat,fospit

8,3 – 4,5

Limbah industri

8,3 ± 3,7 (perkiraan)

Dari tabel, ternyata pH titik akhir titrasi 4,5 sebenarnya berubah sedikit dengan komposisi air. Bila perlu ketelitian tinggi, pH tersebut dapat dipakai untuk titrasi potensiometris (titrasi kolorimetris kurang peka). Namun, untuk analisa biasa (rutin) pH titik akhir tersebut dianggap tetap sama 4,3 sampai 4,5, yaitu pada saat indikator metil orange mulai berubah warnanya dari kuning-orange menjadi kemerah-merahan (Alaerts, 2002).

2.3 Indikator asam basa Indikator fenolftalein yang sudah dikenal merupakan asam diprotik dan tidak berwarna. indikator ini terurai dahulu menjadi bentuk tidak berwarna dan kemudian, dengan hilangnya proton kedua menjadi ion dengan sistem terkonjugat, menghasilkan warna

merah. Metil orange, indikator lainnya yang banyak digunakan merupakan basa dan berwarna kuning dalam bentuk molekulnya. Penambahan proton menghasilkan kation yang berwarna merah muda (Underwood, 1999).

Pada umumnya asam adalah zat-zat molekular yang bila direaksikan dengan air menghasilkan ion hidronium. Misalnya hidrogen klorida adalah suatu asam karena bila dilarutkan dalam air akan bereaksi dengan solven tersebut dan menghasilkan H3CO+. HCl adalah suatu elektron kuat. Berarti asam adalah larutan akan terdisosiasi 100% oleh karena itu di dalam larutan HCl yang pekat terkandung konsentrasi ion H3O+ yang tinggi sehingga HCl dikatakan sebagai asam kuat, banyak juga asam yang merupakan elektrolit lemah, misalnya asam asetat (HO2H3O2) asam ini akan bereaksi dengan air menurut persamaan berikut:

HO2H3O2 + H2O

H3O+ + O2H3O2-

Atau HO2H3O2

H+ + C2H3O2

……..(3) ……..(4)

Ini adalah suatu kesetimbangan dalam HO2H3O2 larutan ini hanya sebagian kecil dari solutnya akan terdisosiasi menjadi ion, berarti konsentrasi ion H3O+ dalam larutan sangat rendah. Akibatnya asam asetat dan asam-asam lain yang merupakan elektrolit lemah dikatakan sebagai asam lemah (James brady, 1994).

2.4 Pemilihan Metode Pontensiometri atau Indikator Untuk penentuan yang teliti dipilih metode potensiomaknetris titik ekuivalen yang dapat ditentukan dalam kurva titrasi atau dihitung dengan cara defferensial. Hal ini de pengaruhi oleh suhu, kuat ion dan alkalinitas jumlah, yaitu pengaruh timbulnya karbondioksida. Metode ini tidak dipengaruhi sisa klor warna dan kekeruhan serta penglihatan pelaksana. Untuk pengajaran rutin dan cepat dianjurkan menggunakan metode indikator.

2.5 Titik Ekivalen Titik ekuivalen pada penentuan alkalinitas jumlah dapat diketahui dengan adanya kadar karbondioksida pada akhir titrasi. Jika contoh air asli mengandung hidroksida sedikit, dan apabila pengadukan selain titrasi tidak kuat alkalinitas akan menentukan titik ekivalent. Harga pH berikut ini merupakan titik ekivalen yang berkaitan dengan kadar alkalinitas sebagai kalsium karbonat. pH 5,1 untuk alkalinitas yang jumlahnya 30 mg 1 L, indikator campuran antara brom-kresol hijau atau methyl-methyl jingga untuk pH kurang dari 4,6.

2.6 Gangguan Sisa klor yang hilang di dalam air akan menghilangkan warna indikator pada metoda indikator. Gangguan ini dapat di kurangi dengan menambahkan sedikit natrium tiosulfat. Titik akhir tidak jelas bila ada butiran-butiran kalsium karbonat dan magnesium hidroksida yang sangat kecil yang dihasilkan pada pelunakan dengan proses soda kapur. Gangguan ini dapat dihilangkan dengan menyaring dengan saringan yang sangat

halus.

Garam-garam

dari

asam

lemah

organik

maupun

anorganik

(phosphatsilisilat) akan mempengaruhi alkalinitas.

2.7 Kaitan Alkalinitas a. Alkalinitas karbonat ada, bila phenolphtalein tidak nol, tetapi kurang dari pada alkalinitas jumlah. b. Alkalinitas hidroksida, bila alkalinitas phenolphtalein lebih besar dari pada setengah alkalinitas jumlah. c. Alkalinitas bikarbonat ada, bila alkali phenolphtalein kurang dari setengah alkalinitas jumlah.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Percobaan

4.1 Tabel Hasil Percobaan Indikator

mL H2SO4 2

(M)

(mg/L)

Fhenolftalien

-

-

0,02

0

Metil jingga

5,4

-

0,02

108,864

Normalitas H2SO4 N =Mxe = 0,02 x 2 = 0,04 N

b.

Alkalitas

1

4.2 Perhitungan

a.

Konsentrasi H2SO4

Alkalinitas metil jingga Diketahui: A = 5,4 mL B = 0,04 N C = 100 mL

Ditanya: Alkalinitas

Dijawab: Alkalinitas = A x B x 1000 x 50,4 C

= 5,4 x 0,04 x 1000 x 50,4 100

= 108,864 mg CaCO3/l 4.3 Reaksi 4.3.1 Reaksi Indikator Fenolftalein (PP) + H2SO4

+ H2SO4

4.3.2 Rekasi Indikator Metil Jingga + H2SO4 O3S

N=N

O3 S

N N= H

N(CH3)2+ H2SO4

N+(CH3)2+ H2SO3-

4.4 Pembahasan Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralkan tambahan asam tanpa penurunan nilai pH larutan. Alkalinitas juga diartikan sebagai kapasitas penyangga terhadap perubahan pH perairan. Alkalinitas dinyatakan dalam mg CaCO3/l. Penyusun alkalinitas perairan adalah anion karbonat (CO32-), bikarbonat (HCO3-), hidroksida (OH-), borat (BO33-), fosfat (PO43-), silikat (SiO44-), dan sebagainya. Penyusun alkalinitas yang utama adalah bikarbonat, karbonat, dan hidroksida.

Fungsi alkalinitas adalah sistem penyangga, koagulasi bahan kimia dan pelunakan air. Alkalinitas

berperan

dalam

menentukan

kemampuan

air

untuk

mendukung

pertumbuhan alga dan kehidupan air lainnya, hal ini dikarenakan pengaruh sistem buffer dari alkalinitas dan alkalinitas berfungsi sebagai reservoir untuk karbon organik. Sehingga alkalinitas diukur sebagai faktor kesuburan air. Perairan dengan nilai alkalinitas yang tinggi lebih produkstif daripada dengan perairan yang nilai alkalinitasnya rendah. Alkalinitas mempunyai dampak pada lingkungan yaitu adanya lumut dan ganggang di dalam air menyebabkan turunnya kadar O2 dan bikarbonat sehingga kadar karbonat dan hidroksida naik yang menyebabkan naiknya juga nilai pH larutan.

Nilai alkalinitas berkaitan erat dengan korosifitas larutan dengan logam. Air yang didisteribusikan melalui jaringan perpipaan memerlukan ion alkalinitas dalam konsentrasi tertentu, bila kadar alkali Mg+ maka air akan menjadi agresif dan menyebabkan karat pada pipa sebelumnya, jika alkalinitas rendah dan tidak seimbang dengan kesadahan dapat menyebabkan kerak CaCO3 pada dinding yang nantinya dapat memperkecil lubang diameter pipa. Alkalinitas juga dapat menimbulkan permasalahan pada kesehatan manusia, terutama yang berhubungan dengan iritasi pada sistem pencernaan. Jika dididihkan dengan waktu yang lama, perairan dengan nilai alkalinitas yang tinggi akan menghasilkan deposit dan menimbulkan bau yang kurang sedap. Dalam air buangan, misalnya dari industri, kadar alkalinitas yang tinggi menunjukan adanya senyawa garam dari asam lemah seperti asam esetat, propanoat, amoniak dan sulfur (SO32-). Alkalinitas juga pengontrol pada anaerob digester dan instalasi limpur aktif. Alkalinitas dapat dinyatakan sebagai ion H+ yang diperlukan untuk menghapus zat-zat alkalinitas di dalam 1 liter air sampel.

Indikator yang dapat digunakan dalam penentuan alkalinitas adalah indikator fenolftalein dan indikator metil jingga. Fungsi dari penambahan indikator fenolftalein adalah untuk mengetahui titik akhir titrasi (TAT) dalam penentuan alkalinitas karbonat. Fungsi penambahan metil jingga adalah untuk mengetahui titik akhir titrasi (TAT) dalam penentuan alkalinitas total.

Tabel 4.2 Jenis-jenis indikator

Jenis

Pelarut

Perubahan

Warna

Indikator

interval

Keadaan basa

Keadaan asam

Merah

Tanpa warna

pH 1. Fenolftalein

50 % alkohol

8,0-9,8

lembayung 1. a. Metil Jingga

70 % alkohol

3,1-4,4

(Orange) b. Metil Merah + Air suling

Kuning

Merah

Oranye Bila :

bromkeresol

5,2

Biru kehijauan

Hijau

5,0

Biru muda dengan klabu

4,8

Kelabu, kemerah-merahan

4,6

Biru dengan Merah muda.

Indikator fenolftalein digunakan pada penentuan alkalinitas karbonat karena perubahan pH selama titrasi dapat dicari seperti pada titrasi asam lemah dengan basa kuat. Indikator yang dipakai untuk titrasi ini harus mempunyai interval pH disekitar pH = 8,25 misalnya fenolftalein. Metil jingga mempunyai warna merah dibawah pH 0,3 dan mempunyai warna kuning diatas pH 4,2. Fenoptalein tidak berwarna dibawah pH 8,5 dan berwarna merah diatas pH 10,0. Antara pH tersebut terdapat warna antara trayek perubahan warna indikator ini berkisar dua satuan pH.

Pada percobaan pertama merupakan penentuan alkalinitas fenolftalein (karbonat). Pada percobaan pertama digunakan larutan uji yaitu air sungai mahakam dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer dan ditetesi dengan 3 tetes indikator fenolftalein (pp). Dikatakan bahwa jika setelah larutan uji ditetesi dengan indikator pp dan terbentuk warna merah muda maka larutan tersebut bersifat basa kemudian dititrasi dengan larutan baku H2SO4 0,02 M, namun yang tejadi pada percobaan ini adalah tidak terjadi warna merah muda larutan tersebut bersifat basa. Hal ini menunjukan bahwa larutan uji tidak ada alkalinitas karbonat (fenolftalein).

Pada percobaan kedua merupakan penentuan alkalinitas metil jingga (total). Pada percobaan kedua digunakan larutan uji yaitu air sungai mahakam dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer dan ditetesi dengan 3 tetes indikator metil jingga (MO). Setelah ditetesi dengan indikator Mo, terjadi perubahan warna menjadi kuning jingga. Setelah larutan uji berwarna kuning jingga, larutan uji tersebut dititrasi dengan larutan baku H2SO4 0,02 N hingga larutan berwarna merah jingga. Jadi hasil akhir yang didapatkan pada percobaan kedua ini adalah alkalinitas total. Alkalinitas total larutan larutan uji air sungai mahakam ; 108,864 mg CaCO3/l

Pada praktikum kali ini H2SO4 (asam sulfat) berfungsi sebagai larutan baku dalam buret yang digunakan untuk mentitrasi larutan uji pada penentuan alkalinitas karbonat dan alkalinitas total.

Faktor kesalahan dalam praktikum kali ini dapat penitrasian yang kurang sempurna karena titran yang ditambahkan terlalu banyak. Pengukuran volume yang tidak kuantitatif, karena kesalahan mengukur ataupun melihat angka yang tertera.

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan 1. Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralkan tambahan asam tanpa menurunkan pH larutan. Alkalinitas dalam air dinetralkan dengan H2SO4. 2. Dari percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan maka didapat hasil alkalinitas total pada beberapa sampel. Didapat alkalinitas sungai mahakam : 108,864 mg CaCO3/l 3. Fungsi dari penambahan indikator fenolftalein adalah untuk menentukan titik akhir titrasi (TAT) dalam pembentukan alkalinitas karbonat, sedangkan fungsi dari penambahan metil jingga adalah untuk menentukan titik akhir titrasi (TAT) dalam pembentukan alkalinitas total.

5.2 Saran Sebaiknya larutan uji yang digunakan juga bisa dipakai untuk penentuan alkalinitas karbonat dengan indikator fenolftalein sehingga praktikan dapat membandingkan hasil dari penentuan alkalinitas total dengan indikator metil jingga dengan hasil penentuan indikator karbonat.

DAFTAR PUSTAKA

1. Alaerts, G, Ir. 2002. Metode Penelitian air. Surabaya : Usaha Nasional. 2. Brady James, E. 1994. Kimia Untuk Universitas. Jakarta : Erlangga. 3. Underwood, JR. 1999. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta : Erlangga.