LAPORAN PRAKTIKUM OSEANOGRAFI KIMIA "PENENTUAN KADAR KALSIUM DALAM AIR LAUT"

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Semua makhluk hidup di bumi ini butuh air. Air merupakan pelarut yang sangat baik, sehingga di alam umumnya berada dalam keadaan tidak murni. Air alam mengandung berbagai jenis zat, baik yang larut maupun yang tidak larut serta mengandung mikroorganisme. Jika kandungan bahan-bahan dalam air tersebut tidak mengganggu kesehatan, air dianggap bersih dan layak untuk diminum, air dikatakan tercemar jika terdapat gangguan terhadap kualitas air sehingga air tersebut tidak dapat digunakan untuk tujuan penggunaannya. Pencemaran air dapat terjadi karena masuknya makhluk hidup, zat, dan energi terdalam air oleh kegiatan manusia. Keadaan itu dapat menurunkan kualitas air sampai ke tingkat tertentu dan membuat air tidak berfungsi lagi sesuai dengan tujuan penggunaannya. (Syarifudin, 2010).

Air adalah pelarut yang baik, sehingga dapat melarutkan zat-zat dari batu-batuan yang berkontak dengannya. Bahan-bahan mineral yang dapat terkandung dalam air karena kontaknya dengan batu-batuan tersebut antara lain: CaCO₃, MgCO₃, CaSO₄, MgSO₄, NaCl, Na₂SO₄, SiO₂ dan sebagainya. Dimana air yang banyak mengandung ion-ion kalsium dan magnesium dikenal sebagai air sadah. (Syarifudin, 2010).

Air yang banyak mengandung mineral kalsium dan magnesium dikenal sebagai air sadah, atau air yang sukar untuk dipakai mencuci. Senyawa kalsium dan magnesium bereaksi dengan sabun membentuk endapan dan mencegah terjadinya busa dalam air (Syarifudin, 2010).

Dari hal tersebut, maka dilakukan praktikum penentuan kadar Ca²⁺  dalam perairan Dermaga Kayu Bangkoa.

B. Tujuan dan Kegunaan

 Setelah mahasiswa mengikuti praktikum ini diharapkan dapat melaksanakan penentuan konsentrasi Ca²⁺ dan Mg²⁺ dalam air laut.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Kesadahan

 Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral tertentu di dalam air, umumnya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garam karbonat. Atau dapat juga disebabkan karena adanya ion-ion lain dari polivalent metal (logam bervalensi banyak) seperti Al, Fe, Mn, Sr dan Zn dalam bentuk garam sulfat, klorida dan bikarbonat dalam jumlah kecil. Karena penyebab dominan/utama kesadahan adalah Ca²⁺ dan Mg²⁺, khususnya Ca²⁺, maka arti dari kesadahan dibatasi sebagai sifat / karakteristik air yang menggambarkan konsentrasi jumlah dari ion Ca²⁺ dan Mg²⁺, yang dinyatakan sebagai CaCO₃ (Giwangkara, 2006 dalam Usman, 2013).

 Kesadahan perairan dikelompokkan menjadi kesadahan kalsium dan kesadahan magnesium karena pada perairan alami kesadahan lebih banyak disebabkan oleh kation kalsium dan magnesium. Kesadahan kalsium dan magnesium sering kali perlu diketahui untuk menentukan jumlah kapur dan soda abu yang dibutuhkan dalam proses pelunakan air(lime-soda ash softening). (Effendi, 2003).

Metode gravimetri klasik yang digunakan untuk menentukan Ca²⁺ adalah dengan metode titrasi sebagai oksalat dapat digunakan sebagai metode pemisahan Ca²⁺dan Mg²⁺. Kalsium  oksalat akan membentuk CaCO₃ atau CaO. seperti halnya dengan titrasi, masalah kopresipitasi ditemui dan berbagai langkah harus diambil. Pengukuran   precipitate EGTA volumetrik (etilen glikol-bis asam tetraacetic) terdeteksi secara potensiometri menggunakan indikator metallochromic. ( Millero, Franj J dan Sohn, Mary L. 2000).

B. Jenis Kesadahan

Menurut Giwangkara (2012) ada dua jenis kesadahan yaitu:

1. Kesadahan sementara

Kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam bikarbonat, seperti Ca(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂. Kesadahan sementar ini dapat atau mudah dieliminir dengan pemanasan (pendidihan) sehingga terbentuk encapan CaCO₃ atau MgCO₃.

2. Kesadahan tetap

Kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam klorida, sulfat dan karbonat, misalnya CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, MgCl₂. Kesadahan tetap dapat dikurangi dengan penambahan larutan soda- kapur (terdiri dari larutan natrium karbonat dan magnesium hidroksida) sehingga terbentuk endapan kalium karbonat (padatan/endapan) dan magnesium hidroksida (padatan/endapan) dalam air.

C. Penentuan Kesadahan

Kesadahan total yaitu jumlah ion-ion Ca2+ dan Mg2+ yang dapat ditentukan melalui titrasi dengan EDTA sebagai titran dan menggunakan indikator yang peka terhadap semua kation tersebut. Pada penentuan kesadahan air, diperlukan modifikasi dari cara titrasi larutan Mg-Ca murni, karena dalam air sering dijumpai pengotoran oleh ion besi dan logam-logam lain. Penggunaan indikator Eriochrome Black T atau Calmagit akan terjadi indikator oleh ion besi karena bereaksi secara. Oleh sebab itu, penambahan buffer pH 10 jumlah molekul EDTA dapat membuat pasangan kimiawi dengan ion-ion kesadahan dan beberapa jenis ion lainnya. Pasangan tersebut lebih kuat dari pada hubungan antara indikator dengan ion-ion kesadahan. Oleh karena itu, pada pH 10 jumlah molekul EDTA yang ditambahkan sebagai titran sama (ekuivalen) dengan jumlah ion-ion kesadahan dalam sampel, dan molekul indikator terlepas dari ion kesadahan (Santika, 1984 dalam Kudaiti, 2011).

D. Dampak Kesadahan

 Masalah yang timbul karena tingginya kadar kesadahan dalam air antara lain timbulnya kerak pada ketel atau alat masak lain jika air digunakan untuk memasak. Secara ekonomi dan teknis, hal ini sangat merugikan karena adanya kerak pada ketel atau alat masak akan menyebabkan transfer panas terhambat sehingga panas yang dibutuhkan harus lebih tinggi sehingga dibutuhkan bahan bakar yang lebih banyak dan waktu yang lebih lama. Selain itu tingginya kadar kesadahan dalam air juga menyebabkan sabun kurang berbusa jika air digunakan untuk mencuci (Sulistiana dan Ulfin, 2012).

Mineral air sadah seperti ion Ca dan Mg dapat bereaksi dengan anion sabun, yang dapat menurunkan efisiensi pembersihan sehingga memerlukan sabun lebih banyak untuk mencuci (Park et al., 2007). Dalam skala rumah tangga, hal ini mungkin tidak terlalu dirasakan tetapi dalam skala industri, kerugian yang ditimbulkan sangat besar (Sulistiana dan Ulfin, 2012).

.

III. METODE ANALISIS

A. Prinsip Analisis

Prinsip analisa didasarkan pada kenyataan bahwa hampir semua bahan organik dapat dioksidasi dengan menggunakan senyawa Kalium permanganat atau Kalium dikhromat. Oksidator yang digunakan pada penentuan bahan organik adalah KMNO4, diasamkan dengan H2SO4 pekat yang didihkan beberapa saat.

B. Alat dan Bahan

Adapun alat – alat yang digunakan dalam praktikum ini yaitu buret asam yang berfungsi sabagai alat  titrasi larutan. Erlenmeyer berfungsi untuk alat penampung larutan pada saat dilakukan titrasi. Gelas ukur berfungsi untuk mengukur larutan yang akan digunakan dalam praktikum. Gelas piala berfungsi untuk tempat penyimpanan atau sebagai wadah larutan. Pipet skala/plastik berfungsi untuk memindahkan larutan dari suatu tempat ketempat yang lainnya. Spatula berfungsi untuk mengambil zat-zat padat untuk memindahkannya atau zat-zat yang halus. Karet bulp berfungsi untuk membantu dalam memindahkan larutan dalam jumlah banyak dengan menyedot larutan tersebut.

Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini yaitu EDTA 0.01 M berfungsi sebagai pengikat CaCO₃H. Natrium Hidroksida 1 M berfungsi sebagai penghambat atau mencegah pembentukan CaCO₃. Indikator Murexide berfungsi sebagai bahan pengompres untuk menhasilkan warna tertentu.

C. Prosedur Kerja

         Mengambil sampel air laut sebanyak 10 ml, kemudian memasukkan kedalam gelas ukur dengan skala 50 ml dan menambahkan aquades hingga volume menjadi 50 ml.  Selanjutnya mengambil contoh air pada pada gelas ukur tersebut sebanyak 50 ml kemudian dimasukkan ke dalam erlenmeyer. Setelah itu menambahkan 2 ml NaOH 1 N dan dikocok. Tambahkan lagi dengan  indicator murexide (± seujung pengaduk) kemudian dikocok kembali. Setelah selesai kemudian dititrasi dengan Na-EDTA sampai terjadi  perubahan warna dari merah muda (pink) ke ungu (orchid purple). Selanjutnya mencatat hasil titrasi tersebut.

D. Perhitungan

Kesadahan Ca (mg/L CaCO3) =

Rumus perhitungan penentuan kadar kalsium dalam air laut menggunakan rumus berikut :

           

di mana :

A  = ml titran EDTA

B  = ml contoh air = 50 ml

fp = faktor pengenceran = 50/10 = 5

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Hasil atau jumlah ml Na-EDTA yang diperoleh dari titrasi yung dilakukan dalam laboratorium yaitu 6,3 ml.

            Kesadahan Ca (mg/L CaCO₃) = 

=

= 6,3  100,1

= 630,63 mg/L

B. Pembahasan

Dari percobaan yang dilakukan, yakni melakukan penentuan kadar kalsium (Ca²⁺) yang terdapat diperairan Dermaga Kayu Bangkoa dengan prinsip kesadahan, yaitu dengan melakukan penambahan larutan buffer dan indikator murexide yang selanjutnya dititrasi dengan menggunakan EDTA, maka didapatkan hasil 630.63 mg/L. Dengan jumlah EDTA yang digunakan sebanyak 6.3 mg/L yang selanjutnya dilakukan perhitungan dengan formulasi diatas.

Hasil yang didapatkan dari perhitungan diatas senilai 630.63 mg/L, hal tersebut menandakan bahwa dalam satu liter air laut terdapat 630.63 mg kalsium (Ca²⁺).

Kalsium merupakan logam alkali tanah yang reaktif, mudah ditempa dan dibentuk serta berwarna putih perak. Kalsium bereaksi dengan air dan membentuk kalsium hidroksida dan hydrogen. Dialam kalsium ditemukan dalam bentuk senyawa – senyawa seperti kalsium karbonat (CaCO³) dalam batu kalsit, kalsium sulfat (CaSO⁴) dalam batu pualam putih atau gypsum, kalsium flouride (CaF²) dalam flouride serta kalsium fosfat (Ca³(PO₂)₂) dalam batuan fosfat dan silikat. Kalsium bereaksi lambat dengan oksigen diudara pada temperatur kamar, tetapi terbakar hebat dalam pemanasan, kalsium karbonat terbakar hanya menghasilkan oksidanya (Sunardi, 2008).

Penentuan Ca²⁺ dan Mg²⁺ dalam air sudah dilakukan dengan titrasi EDTA. pH untuk titrasi adalah 10 dengan indikator Ericrhom Black T. Pada pH lebih tinggi 12 mg(OH)₂ akan mengendap, sehingga EDTA dapat diikat oleh  Ca²⁺  dengan indikator murexide. Adanya gangguan Cu bebas pipa – pipa saluran air dapat dimasking dengan H₂S. EBT yang dihaluskan bersama NaCl padat kadang kala juga digunakan sebagai indikator untuk penentuan Ca²⁺  ataupun hidroxinaftol, dan seharusnya Ca²⁺ tidak ikut terkoperesipitasi dengan Mg^2+. (Khopkar, 2008).

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Setelah melakukan praktikum ini mahasiswa telah melakukan dan  melaksanakan penentuan konsentrasi Ca²⁺ dalam air laut dan mengetahui jumlah kesadahan air laut tersebut. Jumlah kandungan Ca²⁺ yang diperoleh yaitu sebesar 630,63 mg. Hal tersebut menandakan bahwa dalam satu liter air laut terdapat 630.63 mg kalsium (Ca²⁺).

B. Saran

Saran saya untuk selanjutnya tiap kelompok mangambil sampel pada tempat yang berbeda agar dapat membandingkannya.

DAFTAR PUSTAKA

Effendi, Hefni. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Kanisius : Yogyakarta.

Filaeli, Annisa. 2012. Uji Kesadahan Air di Daerah Sekitar Pantai Kecamatan Rembang Provinsi Jawa Tengah

Giwangkara, E. 2008. Penetuan Kesadahan Sementara dan Kesadahan Permanen. Erlangga : Jakarta.

Millero, Franj J dan Sohn, Mary L. 2000. Chemical Oceanography. CRC Pers :       Florida.

Khopkar, SM. 2008. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI-Press

Sunardi . 2008. Unsur Kimia . Bandung : Yrama Widya.

Syarifudin dkk.  2010 PENGHILANGAN KESADAHAN AIR YANG MENGANDUNG ION Ca2+ DENGAN MENGGUNAKAN ZEOLIT ALAM LAMPUNG SEBAGAI PENUKAR KATION. Jurusan Teknik Gas dan Petrokimia Fakultas Teknik UI : Jakarta.

Usman. 2013. Kualitas air tanah : http://eprints.ung.ac.id/6810/3/2013-1-13201-811409053-bab2-30072013110117.pdf. di akses pada tanggal 20 april 2014 pukul 20.00 WITA.