Transcript
LABORATORIUM PENGOLAHAN AIR DAN LIMBAH PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
CONDUKTIVITAS DAN pH
OLEH : Nama : Muhammad Riadi Nim
: 090302023
Kelas : 3 A PPL
JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI LHOKSEUMAWE 2012 Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Tujuan Percobaan
Menghitung derajat keasaman (pH) air baku (raw meter)
Menentukan konduktivitas elektrik sampel padat dan cair
1.2. Alat dan Bahan 1.2.1. Peralatan yang digunakan
pH meter
conductivity meter
magnetic stirrer
Gelas kimia 250 ml
Gelas kimia 50 ml
Spatula
1.2.2. Bahan yang digunakan
Air limbah rumah sakit
Air aquades
Air sumur bor
Tanah kuning
Pasir laut
Tanah alue awe
Air sumur tanah
1.3. Prosedur Kerja 1.3.1. Mengukur pH a.
Pembuatan larutan buffer
Buffer pH 4,0 Sebanyak 10,21 g Kalium biftalat KHC 8H4O4 dilarutkan dalam aquades dan diencerkan sampai volumenya 1 liter.
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
Buffer pH 6,8 3,4 g KH2PO4 anhidrous dan 3,55 g NaHPO 4 dilarutkan dalam aquades dan diencerkan sampai volumenya 1 liter.
Buffer pH 9,18 3,81 g natrium borat Na 2B4O7.10H2O dilarutkan dalam aquades dan diencerkan sampai volumenya 1 liter.
b.
Cara kalibrasi pH meter Cuci elektroda dengan aquades, keringkan dengan kertas penghisap, kemudian celupkan ke dalam larutan buffer pH 4. Nyalakan pH meter.
Putar pengatur pH sehingga pembacaan menunjukkan nilai pH yang sesuai dengan larutan pH buffer.
Kalibrasi diteruskan dengan larutan buffer pH 7 dan pH 9.
Kalibrasi dengan menggunakan kurva kalibrasi
Catat nilai pH yang ditunjukkan pada saat pengukuran pH setiap larutan pH buffer 4, 7, dan 9. Buat kurva hubungan antara pH yang diukur (sumbu y) terhadap pH buffer (sumbu X). Kurva ini digunakan untuk menentukan pH sebenarnya dari sampel air. c. Pengukuran pH sampel air
Sebanyak 150 ml sampel air dimasukkan ke dalam gelas kimia 250 ml.
Ukur suhu air tersebut dengan thermometer, kemudian elektroda yang telah dibersihkan dicelupkan ke dalam sampel air.
Nyalakan pH meter, putar pengatur suhu sesuai dengan suhu sampel air. Setelah nilai pH yang ditunjukkan tidak berubah, catat pH tersebut.
Selama pengukuran, sampel air diaduk dengan menggunakan magnetic stirrer untuk homogenisasi.
1.3.2.Mengukur konduktivitas a. Cara kalibrasi Conductivity Meter Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
Siapkan alat Conductivity Meter sesuai dengan buku petunjuk alat tersebut
Larutan standar KCl 0,0100 M disimpan dalam pemanas air sehingga temperature larutan standar tersebut mencapai 25°C.
Celupkan elektroda ke dalam larutan standart KCl 0,00100 M
Putar temperature alat sehingga menunjukkan temperature 25°C
Putar pengatur kalibrasi sehingga alat tersebut memberikan pembacaan 1413 µmhos/cm
Cuci elektroda dengan aquades dan keringkan
Kalibrasi dapat dilakukan terhadap larutan standar KCL pada berbagai konsentrasi dan akan memberikan pembacaan seperti pada Tabel berikut:
b. Preparasi sampel tanah (padatan)
Sebanyak 20 gram tanah (padatan) kering dicampur dengan 100 ml aquades atau dengan perbandingan tanah dan aquades (1:5 m/v)
Aduk menggunakan magnetic stirrer dengan kecepatan sedang (± 350-400 rpm) selama 30 menit.
Diamkan selama 5 menit untuk mengendapkan padatan
Tentukan konduktivitas cairan tersebut menggunakan konductivity meter.
c. Menentukan konduktivitas elektrik
Masukkan 100 ml sampel air ke dalam gelas kimia
Celupkan probe conductivity meter ke dalam sampel, tunggu beberapa saat sampai nilai yang ditunjukkan alat tidak berubah. Catat
Bandingkan nilai conductivity elektrik sampel-sampel tersebut dan beri komentar.
Pastikan pengukuran dilakukan pada temperatur yang konstan untuk setiap sampel.
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori dasar pH
Gambar 2.4. pH meter pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Ia didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion +
hidrogen (H ) yang terlarut. Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan berdasarkan persetujuan internasional. Konsep pH pertama kali diperkenalkan oleh kimiawan Denmark Søren Denmark Søren Peder Lauritz Sørensen pada tahun 1909. Tidaklah diketahui dengan pasti makna singkatan "p" pada "pH". Beberapa rujukan mengisyaratkan bahwa p berasal dari singkatan untuk power p (pangkat), yang lainnya merujuk kata bahasa Jerman Potenz (yang juga berarti pangkat), dan ada pula yang merujuk pada kata potential. Jens Norby mempublikasikan sebuah karya ilmiah pada tahun 2000 yang berargumen bahwa p adalah sebuah tetapan yang berarti "logaritma negatif”.
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
pH atau derajat keasaman digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau basa yang dimiliki oleh suatu zat, larutan atau benda. pH normal memiliki nilai 7 sementara bila pH > 7 menunjukkan zat tersebut memiliki sifat basa sedangkan nilai pH < 7 menunjukkan keasaman. Mengukur nilai pH air sama dengan kandungan asam didalam air. Skala pH (dihitung dari 0,0 – 0,0 – 14 14 unit Ph) adalah skala logaritma dari konsentrasi ion hidrogen. +
pH = -log [H ] Larutan yang mempunyai ph lebih besar daripada 7,0 diklasifikasikan sebagai basa dan larutan yang mempunyai pH lebih kecil dari 7,0 dikelompokkan sebagai asam. Sementara pH 7,0 adalah netral. Setiap perbedaan satu unit pH berikutnya. Sebagai contoh, air yang memiliki pH 4 mempunyai kandungan ion hydrogen 10kali lebih besar daripada air yang mempunyai pH 5 pH 3 mengandung 100 kali banyaknya asam daripada pH 5. Oleh karena itu, perubahan sedikit saja terhadap pH akan mempunyai efek besar terhadap kualitas air. Air murni bersifat netral, netra l, dengan pH-nya pada suhu 25 °C ditetapkan sebagai 7,0. Larutan dengan pH kurang dari pada tujuh disebut bersifat asam, dan larutan dengan pH lebih dari pada tujuh dikatakan bersifat basa atau alkali. Pengukuran pH sangatlah penting dalam bidang
yang
terkait
dengan
kehidupan
seperti kimia, biologi, kedokteran, pertanian, ilmu
atau
industri
pengolahan
kimia
pangan, rekayasa (keteknikan),
dan oseanografi. Tentu saja bidang-bidang sains dan teknologi lainnya juga memakai meskipun dalam frekuensi yang lebih rendah. pH didefinisikan sebagai minus logaritma dari aktivitas ion hidrogen dalam larutan berpelarut air. pH merupakan kuantitas tak be rdimensi.
dengan aH adalah aktivitas ion hidrogen. Alasan penggunaan definisi ini adalah bahwa aH dapat diukur secara eksperimental menggunakan elektrode ion selektif yang merespon terhadap aktivitas ion hidrogen ion. pH umumnya diukur menggunakan elektrode gelas yang mengukur perbedaan potensial E antara elektrode yang sensitif dengan aktivitas ion hidrogen dengan elektrode referensi. Perbedaan potensial pada elektrode gelas ini idealnya mengikuti persamaan Nernst:
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
0
dengan E adalah potensial terukur, E potensial elektrode standar, R tetapan gas, T temperatur dalam kelvin, F tetapan Faraday, dan n adalah jumlah elektron yang ditransfer. Potensial elektrode E berbanding berbanding lurus dengan logartima aktivitas ion hidrogen. Definisi ini pada dasarnya tidak praktis karena aktivitas ion hidrogen merupakan hasil kali dari konsentrasi dengan koefisien aktivitas. Koefisien aktivitas ion hidrogen tunggal tidak dapat dihitung secara eksperimen. Untuk mengatasinya, elektrode d ikalibrasi dengan larutan yang aktivitasnya diketahui. Definisi operasional pH secara resmi didefinisikan oleh Standar Internasional ISO 31-8 sebagai berikut: Untuk suatu larutan X, pertama-tama ukur gaya elektromotif E X sel galvani elektrode referensi | konsentrasi larutan KCl || larutan X | H 2 | Pt dan kemudian ukur gaya elektromotif E S sel galvani yang berbeda hanya pada penggantian larutan X yang pHnya tidak diketahui dengan larutan S yang pH-nya (standar) diketahui pH(S). pH larutan X oleh karenanya
Perbedaan antara pH larutan X dengan pH larutan standar bergantung hanya pada perbedaan dua potensial yang terukur. Sehingga, pH didapatkan dari pengukuran potensial dengan elektrode yang dikalibrasikan terhadap satu atau lebih pH standar. Suatu pH meter diatur sedemikiannya pembacaan meteran untuk suatu larutan standar adalah sama dengan nilai pH(S). Nilai pH(S) untuk berbagai larutan standar S diberikan oleh rekomendasi IUPAC. Larutan standar yang digunakan sering kali merupakan larutan penyangga standar. Dalam prakteknya, adalah lebih baik untuk menggunakan dua atau lebih larutan penyangga standar untuk mengijinkan adanya penyimpangan kecil dari hukum Nerst ideal pada elektrode sebenarnya. Oleh karena variabel temperatur muncul pada persamaan di atas, pH suatu larutan bergantung juga pada temperaturnya. temperaturnya. Pengukuran nilai pH yang sangat rendah, misalnya pada air tambang yang sangat asam, memerlukan prosedure prosed ure khusus. Kalibrasi elektrode pada kasus ini dapat digunakan Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
menggunakan larutan standar asam sulfat pekat yang nilai pH-nya dihitung menggunakan parameter Pitzer untuk menghitung koefisien aktivitas. pH merupakan salah satu contoh fungsi keasaman. Konsentrasi ion hidrogen dapat diukur dalam larutan non-akuatik, namun perhitungannya akan menggunakan fungsi keasaman yang berbeda. pHsuperasam pHsuperasam biasanya dihitung menggunakan fungsi keasaman Hammett, H 0. Umumnya indikator asam-basa sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila keasamannya rendah Selain menggunakan kertas lakmus, indikator asam basa dapat diukur dengan pH meter yang bekerja berdasarkan prinsip elektrolit / elektrolit / konduktivitas konduktivitas suatu larutan. 1.3.3. p[H] Menurut definisi asli Sørensen, p[H] didefinisikan sebagai minus logaritma konsentrasi ion hidrogen. Definisi ini telah lama ditinggalkan dan diganti dengan definisi pH. Adalah mungkin untuk mengukur konsentrasi ion hidrogen secara langsung apabila elektrode yang digunakan dikalibrasi sesuai dengan konsentrasi ion hidrogen. Salah satu caranya adalah dengan mentitrasi larutan asam kuat yang konsentrasinya diketahui dengan larutan alkali kuat yang konsentrasinya juga diketahui pada keberadaan konsentrasi elektrolit latar yang relatif tinggi. Oleh karena konsentrasi asam dan alkali diketahui, adalah mudah untuk menghitung ion hidrogen sehingga potensial yang terukur dapat dikorelasikan dengan kosentrasi ion. Kalibrasi ini biasanya dilakukan menggunakan plot Gran. Kalibrasi ini akan menghasilkan nilai potensial 0
elektrode standar, E , dan faktor gradien, f , sehingga persamaan Nerstnya berbentuk
Persamaan ini dapat digunakan untuk menurunkan konsentrasi ion hidrogen dari pengukuran eksperimental E . Faktor gradien biasanya lebih kecil sedikit dari satu. Untuk faktor gradien kurang dari 0,95, ini mengindikasikan bahwa elektrode tidak berfungsi dengan baik. Keberadaan elektrolit latar menjamin bahwa koefisien aktivitas ion hidrogen secara efektif konstan selama titrasi. Oleh karena ia konstan, maka nilainya dapat ditentukan sebagai satu dengan menentukan keadaan standarnya sebagai larutan yang mengandung elektrolit latar. Dengan menggunakan prosedur ini, aktivitas ion akan sama dengan nilai konsentrasi.
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
Perbedaan antara p[H] dengan pH biasanya cukup kecil. Dinyatakan bahwa pH = p[H] + 0,04. Pada prakteknya terminologi p[H] dan pH sering dicampuradukkan dan menyebabkan kerancuan. 1.3.4. P[OH] −
pOH kadang-kadang digunakan sebagai satuan ukuran konsentrasi ion hidroksida OH . pOH tidaklah diukur secara independen, namun diturunkan dari pH. Konsentrasi ion hidroksida dalam air berhubungan dengan konsentrasi ion hidrogen berdasarkan persamaan −
+
[OH ] = K W /[H ] dengan K W adalah tetapan swaionisasi air. Dengan menerapkan kologaritma: pOH = pK W − pH. Sehingga, pada suhu kamar pOH ≈ 14 − pH. Namun hubun hubungan gan ini tidaklah selalu berlaku pada keadaan khusus lainnya. pH meter pH meter adalah peralatan pengukuran potensial dari satu sel elektrokimia yang terdiri dari dua elektroda elektr oda dan digunakan untuk mengukur pH (derajat keasaman) dari cairan (meskipun (meski pun probe khusus kadang-kadang digunakan untuk mengukur pH zat semi-padat) Prinsip Kerja pH meter
Pada prinsipnya pengukuran suatu pH adalah didasarkan pada potensial elektro kimia yang terjadi antara larutan yang terdapat didalam elektroda gelas (membran gelas) yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal ini dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hidrogen yang ukurannya relatif kecil dan aktif, elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektrokimia dari ion hidrogen atau diistilahkan dengan potential of hidrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan suatu elektroda pembanding. Sebagai catatan, alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya mengukur tegangan.
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
Skema Elektrode pH meter
pH meter akan mengukur potensial listrik (pada gambar alirannya searah jarum jam) antaramerkury Cloride (HgCl) pada elektroda pembanding dan potassium chloride (KCl) yang merupakan larutan didalam gelas electrode serta potensial antara larutan dan elektroda perak. Tetapi potensial antara sampel yang tidak diketahui dengan elektroda gelas dapat berubah tergantung sampelnya, oleh karena itu perlu dilakukan kalibrasi dengan menggunkan larutan yang ekuivalen yang lainya untuk menetapkan nilai dari pH.an elektrolit yang mana terjadi kontak dengan mercury chloride (HgCl) diujung larutan KCl. Tabung gelas ini mudah pecah sehingga untuk menghubungkannya digunakan keramik berpori atau bahan sejenisnya. Elektroda semacam ini tidak mudah terkontaminasi oleh logam dan unsur natrium. Elektroda gelas terdiri dari tabung kaca yang kokoh yang tersambung dengan gelembung kaca tipis yang. Didalamnya terdapat larutan KCl sebagai buffer pH 7. Elektroda perak yang ujungnya merupakan perak klorida (AgCl 2) dihubungkan kedalam larutan tersebut. Untuk meminimalisir pengaruh elektrik yang gak diinginkan, alat tersebut dilindungi oleh suatu lapisan kertas pelindung yang biasanya terdapat dibagian dalam elektroda gelas. Pada kebanyakan pH meter modern sudah dilengkapi dengan thermistor temperature yaitu suatu alat untuk mengkoreksi pengaruh temperatur. Antara elektroda pembanding dengan elektroda gelas sudah disusun dalam satu kesatuan. 2.1 Konduktivitas
Gambar 2.1. Konduktivity meter Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
Menurut Mc Neely et al, (1979) dalam Wardhani (2002), Daya Hantar Listrik (DHL) menunjukkan kemampuan air untuk menghantarkan aliran listrik. Konduktivitas air tergantung dari konsentrasi ion dan suhu air, oleh karena itu kenaikan padatan terlarut akan mempengaruhi kenaikan DHL. DHL adalah bilangan yang menyatakan kemampuan larutan cair untuk menghantarkan arus listrik. Kemampuan ini tergantung keberadaan ion, total konsentrasi ion, valensi konsentrasi relatif ion dan suhu saat pengukuran. Biasanya makin tinggi konduktivitas dalam air, maka air akan terasa payau sampai asin. Konduktivitas elektrik dipengaruhi oleh:
Konsentrasi ion : semakin tinggi konsentrasi ion maka nilai konduktivitas elektrik semakin tinggi.
Temperature larutan : semakin tinggi temperature larutan maka nilai konduktivitas elektrik semakin tinggi.
Sifat dasar ion : semakin tinggi kemampuab spesifik dan valensi ion maka nilai konduktivitas elektrik semakin tinggi. Konduktivitas air ditetapkan dengan mengukur tahanan listrik antara dua elektroda dan o
membandingkan tahanan ini dengan tahanan suatu larutan potasium klorida pada suhu 25 C. Bagi kebanyakan air, konsentrasi bahan padat terlarut dalam miligram per liter sama dengan 0,55 o
sampai 0,7 kali hantaran dalam mikroumhos per sentimeter pada suhu 25 C. Nilai yang pasti dari koefisien ini tergantung pada jenis garam yang ada didalam air (Aidia MJ, 2011). Konduktivitas air bergantung pada jumlah ion-ion terlarut per volumenya dan mobilitas 0
ion-ion ion-ion tersebut. Satuannya adalah (μmho/cm, 25 C). Konduktivitas bertambah dengan jumlah yang sama dengan bertambahnya salinitas. Secara umum, faktor yang lebih dominan dalam perubahan konduktivitas air adalah temperatur. Untuk mengukur konduktivitas digunakan konduktivitimeter. Berdasarkan nilai DHL, jenis air juga dapat dibedakan melalui nilai 0
pengukuran daya hantar listrik dalam μmho/cm pada suhu 25 C menunjukkan klasifikasi air sebagai berikut:
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
Tabel 2.1. Klasifikasi air berdasarkan Daya Hantar Listrik (DHL) No.
DHL (μmho/cm, 25°C)
Klasifikasi
1.
0,0055
Air murni
2.
0,5-5
Air suling
3.
5-30
Air hujan
4.
30-200
Air tanah
5.
45000-55000
Air laut
(Sumber : Davis dan Wiest, 1996)
Berdasarkan batas konduktivitas listrik klasifikasi intrusi air laut dapat juga dibedakan yaitu sebagai berikut: Tabel 2.2. Klasifikasi intrusi air laut berdasarkan konduktivitas listrik No.
Batas konduktivitas
Klasifikasi intrusi
(μmho/cm, 250C) 1.
≤ 200,00
Tidak terintrusi
2.
200,01-229,24
Terintrusi sedikit
3.
229,25-387,43
Terintrusi sedang
4.
387.44-534,67
Terintrusi agak tinggi
5.
≥534,68
Terintrusi tinggi
(Sumber : Davis dan Wiest, 1996)
Konduktivitas elektrik (electrical conductivity-EC) disebut juga daya hantar listrik (DHL) adalah ukuran kemampuan air untuk menghantarkan listrik. Konduktivitas elektrik merupakan salah satu parameter yang sangat penting dalam penentuan kualitas air. Ditinjau dari pengaruh faktor alamiah, konduktifitas elektrik dipengaruhi oleh beberapa faktor lingkungan, seperti: iklim, biota local (tmbuhan dan hewan), batu karang, geologi permukaan, serta pengaruh manusia terhadap tanah.Secara umum, air distilasi ( distillet water ) atau air deonisasi ( deionized water ) dan air lelehan glasier memiliki ion terlarut yang sangat rendah, sehingga konduktivitas
elektriknya rendah, biasanya berkisar dalam range 0 sampai beberapa µS/cm. Pada umum nya nya air yang dipengaruhi atau terdapat kontribusi air tanah, seperti air sungai dan danau memiliki konduktivitas elektrik yang lebih tinggi. Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
Konduktivitas berubah terhadap waktu penyimpanan dan temperatur, oleh karena itu penentuan nilai konduktivitas elektrik sebaiknya dilakukan in situ (langsung ditempat). Cara pengukurannya adalah dengan mencelupkan elektroda /proble langsung ke sungai, sumur, atau sumber air lainnya. Selain itu juga dapat dilakukan dengan mengukur nilai konduktivitas elektrik sampel langsung setelah sampling. Nilai konduktivitas elektrik (EC) merupakan cara cepat dan tepat untuk memperkirakan konsentrasi ion total dalam suatu larutan. Oleh karena setiap ion
memiliki karakteristik
tersendiri dalam menghantar listrik, maka nilai EC hanya menunjukkan konsentrasi ion total dalam suatu larutan. Satuan konduktivitas adalah siemen atau mho (kebalikan dari ohm), karena luas penampang dasn jarak plat juga mempengaruhi konduktivitas, maka satuan konduktivitas menjadi S/cm atau mho/cm. -6
1 µS/cm = 1 x 10 S/cm 1 S/cm = 1Mho/cm Konduktivitas listrik adalah ukuran dari kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik. Jika suatu beda potensial listrik ditempatkan listrik ditempatkan pada ujung-ujung sebuah konduktor, muatan-muatan bergeraknya akan berpindah, menghasilkan arus listrik. Konduktivitas listrik didefinsikan sebagai ratio dari rapat arus
terhadap kuat medan listrik
:
Pada beberapa jenis bahan dimungkinkan terdapat konduktivitas listrik yang anisotropik. Lawan dari konduktivitas litrik adalah resistivitas listrik
atau biasa disebut sebagai resistivitas resistivit as
saja, yaitu
. Electrical Conductivity) atau konduktansi adalah ukuran kemampuan suatu bahan EC ( Electrical
untuk menghantarkan arus listrik. Konduktansi (G) merupakan kebalikan (invers) dari resistansi (R). Sehingga persamaan matematisnya adalah : G=1/R
Note : Pada literatur lainnya, simbol untuk konduktansi adalah σ, γ atau κ. Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
Sehingga dengan menggunakan Hukum Ohm, maka didapatkan definisi lainnya : V=IxR I=GxE
Secara definisi diatas : jika dua plat yang diletakkan dalam suatu larutan diberi beda potensial listrik (normalnya berbentuk sinusioda), maka pada plat tersebut akan mengalir arus listrik. Konduktansi suatu larutan akan sebanding dengan konsentrasi ion-ion dalam larutan tersebut. Namun pada beberapa situasi hal ini tidak berlaku, seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.2. Hubungan Konduktansi dan Konsetrasi Ion (captured from http://www.coleparmer.com)
Terlihat pada grafik diatas bahwa pada Sodium Chlorida, konduktansi sebanding dengan konsentrasi ion-ion (semakin besar konsentrasi ion-ion pada Sodium Chlorida semakin besar pula nilai konduktansinya). Namun pada Sulfuric Acid, konduktansi akan linear terhadap perubahan konsentrasi ion hanya pada batas tertentu. Untuk konsentrasi ion yang lebih tinggi lagi, maka konduktansi menjadi tidak linear. Satuan dasar untuk konduktansi adalah Siemens (S), dan formalnya menggunakan satuan Mho (kebalikan dari Ohm). Karena luas penampang plat dan jarak antar plat juga mempengaruhi konduktansi, maka secara matematis ditulis dengan : C=Gx(L/A )
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
Dimana : C : Konduktansi spesifik (S) G : Konduktansi yang terukur (S) L : Jarak antar plat (cm) 2
A : Luas penampang plat (cm )
Gambar 2.3. Pengaruh luas penampang terhadap konduktansi (captured from http://www.coleparmer.com)
Sehingga satuan konduktansi menjadi Siemens/cm (S/cm). Besarnya pengaruh elektroda (L/A) akan mempengaruhi juga range pengukuran. Pada table dibawah ini terlihat bahwa range pengukuran konduktansi berubah ketika pengaruh elektroda (L/A) berubah. Tabel 2.3 Pengaruh penampang Elektroda terhadap konduktansi Elektroda
Range Konduktansi
(dalam cm)
(dalam μS/cm)
0,1
0,5 s/d 400
1,0
10 s/d 2.000
10,0
1.000 s/d 200.000
Konduktansi dipengaruhi pula oleh temperatur. Dalam sebuah metal, konduktansi menurun dengan naiknya temperatur, namun dalam sebuah semikonduktor, konduktansi akan Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
makin besar dengan makin tingginya temperatur. Untuk ini maka diperlukan kompensasi, yaitu dengan menggunakan rumus : dimana : 1
σT = Electrical Conductivity pada suhu yang diukur σT = Electrical Conductivity pada suhu normal (25˚C) α = Koefisien temperatur larutan 1
T = Suhu pengukuran T = Suhu Suhu normal (25˚C) Hubungan TDS/ppm dan EC -6
1 μS/cm = 1 x 10 S/cm 1 S/cm = 1 Mho/cm 1 μS/cm = 0.5 ppm 1 ppm = 2 μS/cm 2K ppm = 4K μS/cm = 4 mS/cm = ¼K Ohm = 250 Ohm 250 ppm = 0,5K μS/cm = 0,5 mS/cm = 1/0,5K Ohm = 2K Ohm 10 ppm = 20 μS/cm = 1/20M Ohm = 0,05M 0,0 5M Ohm = 50K Ohm
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
BAB III DATA PENGAMATAN
Table 3.1 Data hasil pengamatan EC (µS/cm) NO
Jenis Sampel
T (°C)
pH
TDS (mg/L)
ECsampel (*setelah EC sampel awal
dikurangi EC aquades)
1
Aquades
25,3
7.425
120,7
251
0
2
Air sumur tanah
26,5
7.11
515
1063,5
812,5
3
Air sumur bor
27,3
7,25
449
937,5
686,5
4
Air parit rumah
27,15 7,555
140,1
291
40
8,725
125,7
262,5
11,5
sakit 5
Tanah kuning
26,3
6
Tanah alue awe
26,9
7,365
242,5
503
252
26,65
7,44
125,05
745,5
1183
7
Tanah pasir laut
Table 3.2 pH buffer dan pH yang terbaca No
pH Buffer
1
4
2
7
3
9
pH yang terbaca
6,46
6,75
7,61
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Pembahasan Pada praktikum ini adapun yang akan dilakukan yaitu uji pH, TDS dan konduktifitas pada masing-masing sampel air. Sampel air yang digunakan yaitu air sumur lhokseumawe, air buketrata, air alue awe, air parit rumah sakit, air tanah alue awe, air tanah lhokseumawe dan air pasir pantai lhokseumawe. Setelah lakukan uji pH buffer yaitu pada pH 4, 7, dan 9 masing-masing pH yang terbaca yaitu 6,46 , 6,75 dan 7,61. Untuk perlakuan uji pH buffer dilakukan sampai 2 kali pengulangan agar data yang didapat lebih menunjukkan keakuratan. Pada setiap perlakuan uji pH, TDS dan konduktifitas pada masing-masing sampel didapat data yang berbeda-beda. Untuk pH tertinggi terdapat pada sampel air tanah kuning, untuk TDS tertinggi terdapat pada sampel air sumur tanah yaitu 515 mg/l dan untuk konduktifitas tertinggi terdapat pada sampel air tanah pasir laut yaitu 1183 µS/cm. pada pH terendah terdapat pada sampel air sumur tanah yaitu 7,11, untuk TDS terendah terdapat pada air aquades yaitu 120,7 mg/l dan konduktifitasnta terendah terdapat pada sampel air aquades 0 dan air sampel air parit rumah sakit yaitu 40 µS/cm. untuk data air sampel yang lain bisa dilihat pada data pengamatan. Dalam praktikum ini uji sampel dlakukan hingga dua kali pengulangan kemudian di rata-ratakan. Berikut ini adalah kurva kalibrasi yang didapat untuk pH buffer vs pH yang terbaca pada uji kalibrasi :
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
Kurva kalibrasi 8 7 a c a b r e t g n a y
6
y = 0.43x + 3.74 R² = 1
5
Kurva kalibrasi
4 Linear (Kurva kalibrasi)
3
H p
2 1 0 0
2
4
6
8
10
pH Buffer
Dari kurva diatas di dapat harga slope dan intersep yang didapat yaitu y = 0,43x + 3,74 yang merupakan harga yang didapat dari perpotongan harga X dan harga Y. Untuk tingkat kelinieran garis dari kurva tersebut diagap sangat bagus bahkan bisa dibilang sangat sempurna 2
karena nilai R = 1. Jadi antara harga X dan harga Y yang didapat dari kurva kalibrasi ini sangat cocok dan sesuai yang diharapkan.
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan Dari praktikum ini adapun hal yang dapat ditarik menjadi kesimpulan yaitu : pH tertinggi terdapat pada sampel air tanah kuning yaitu 8,725 pH terendah terdapat pada sampel air sumur tanah yaitu 7,11 TDS tertinggi terdapat pada sampel air sumur tanah yaitu 515 mg/l TDS terendah terdapat pada sampel air aquades yaitu 120,7 mg/l Konduktifitas tertinggi tertinggi terdapat pada sampel air air pasir yaitu sebesar 1183 µS/cm Konduktifitas terendah terdapat pada sampel air aquades dan air parit rumah sakit yaitu sebesar 0
µS/cm dan 40 µS/cm. Harga slope dan intersep yang didapat dari kurva kalibrasi yaitu y = 0,43x + 3,74 2
Harga linear garis (R = 1) yang menunjukkan berarti sangat lurus
5.1 Saran Adapun saran yang dapat penulis sampaikan yaitu: Lakukan uji sampel dengan memvariasikan sampel air yang digunakan Lakukan uji sampel air limbah rumah tangga dan industri lalu dibahas perbedaan dan kesamaan karakteristik yang didapat setelah uji sampel tersebut.
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
DAFTAR PUSTAKA
Aidia. 2011. http://kuliahitukeren.blogspot.com/2011/07/beberapa-parameter-kualitas-fisika dan.html. diakses 07 april 2012.
http://id.wikipedia.org/wiki/Konduktivitas_listrik. diakses 07 april 2012.
http://insansainsprojects.wordpress.com/tds-meter/ . diakses 07 april 2012. http://id.wikipedia.org/wiki/PH. diakses 07 april 2012. repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/28791/.../Chapter%20II.pdf . diakses 07 april 2012.
Tim Penyusun. 2012. Penuntun Praktikum Laboratorium Pengolahan Air dan Limbah TA 2012. Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe.
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
LAMPIRAN 1 FOTO KEGIATAN PRAKTIKUM
Gambar 1 uji pH
Gambar 3 penimbangan pasir
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
Gambar 2 penimbangan tanah liat
LAMPIRAN 2. JAWABAN DARI PERTANYAAN
Soal pH 1. Hitung kosentrasi asam dari kedua contoh air........? 2. Apa perbedaan pH air sungai dengan air danau.......?
Perbedaan pH air sungai dengan air danau, yaitu: a. pH air sungai : pH air sungai rendah dan kadar zat organik yang terkandungpun dalam air sungai lebih rendah dibandingkan dengan air danau karna air sungai -
bersifat mengalir dan banyak mengandung ion OH (Basa). b. pH air danau :pH air danau lebih tinggi dan kadar zat dan kadar zat organik sangat tinggi yang terkandung dalam air danau karena airnya tidak mengalir +
dan kebanyakan bersifat Asam (ion-ion H ).
3. Faktor-faktor apa yang menyebabkan pH air berbeda di kedua sumber tersebut.....?
Faktor-faktor yang menyebabkan pH air sungai dan danau berbeda, yaitu: A. Air Sungai
1. Kandungan zat organik rendah sehingga bersifat basa. -
2. Lebih banyak mengandung ion-ion OH yang berasal dari kapur-kapur di bawa arus sungai. 3. Air sungai mengalir sehingga bakteri tidak terlalu banyak dibandingkan dengan air danau. 4. Airnya bersifat putih krn banyak mengandung kapur.
B. Air danau 1. Kandungan Zat organik yang tinggi, sehingga bersifat asam. 2. Air danau tidak mengalir sehingga bakteri lebih senang ditempat air yang tidak mengalir. +
3. Lebih banyak mengandung ion-ion H . 4. Airnya bersifat : Berwarna, berbau, Rasanya bersifat asam. dll 1) Konsentrasi asam dari beberapa sampel
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
Soal Konduktifitas
1) apa yg dimaksud dengan konduktivitas elektrik? parameter ap yang ditunjukkan oleh konduktivitas?
Konduktivitas elektrik adalah ukuran dari kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik. Jika suatu beda potensial listrik ditempatkan pada ujung-ujung sebuah konduktor, muatan-muatan bergeraknya akan berpindah, menghasilkan arus listrik. Konduktivitas listrik didefinsikan sebagai ratio dari rapat arus terhadap kuat medan listrik. Parameter yang ditunjukkan oleh konduktivitas adalah konsentrasi ion dengan memiliki satuan µS/cm atau mho/cm.
2) Faktor apa saja yg mempengaruhi konduktifitas elektrik tanah dan air?
Faktor yg mempengaruhi konduktifitas elektrik tanah dan air : a. Berat dan muatan ion b. Adanya hidrasi c. Orientasi atmosfer pelarut d.
Gaya tarik antar ion
e. Temperatur f. Viskositas
3) Berapa nilai standar baku konduktivitas elektrik untuk air minum yang diizinkan di indonesia?
Nilai standar baku konduktivitas elektrik untuk air minum yang diizinkan di Indonesia adalah terdapat pada table berikut:
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
Tabel Klasifikasi air berdasarkan Daya Hantar Listrik (DHL) No.
DHL (μmho/cm, 25°C)
Klasifikasi
1.
0,0055
Air murni
2.
0,5-5
Air suling
3.
5-30
Air hujan
4.
30-200
Air tanah
5.
45000-55000
Air laut
(Sumber : Davis dan Wiest, 1996)
4) Apa efek negatif bagi kesehatan bila konduktivitas elektrik dalam air yang kita konsumsi jauh lebih lebih rendah atau atau lebih tinggi tinggi dari standar standar baku? baku?
Efek negatif bagi kesehatan bila konduktivitas elektrik dalam air yang dikonsumsi jauh lebih rendah atau lebih tinggi.
5) Pada konduktivitas elektrik tinggi akan menimbulkan inpeksi pada saluran pembuangan air kencing, karena dalam air tersebut mengandung logam, kapur atau kandungan jenis zat kimia lainnya. 6) Pada konduktivitas elektrik rendah, tenaga kita kurang mengakibatkan lemas, tulang keropos, dll. 7) Apa kerugian bagi alat-alat industri bila menggunakan air proses yg mempunyai konduktivitas sangat tinggi?
Kerugian bagi alat-alat industri bila menggunakan air proses yg mempunyai konduktivitas sangat tinggi.
a.
Alat – Alat – alat alat pabrik akan berkarat karna banyak mengandung mineral.
b. Alat pabrik akan kehilangan keindahan dan produk yang dihasilkan tidak sesuai yang diinginkan karna terganggu dengan alat-alat yang telah rusak. c.
Alat pabrik akan lebih cepat memerlukan pengganti sehingga membutuhkan biaya yang yang besar.
Laporan Praktikum Conductivitas dan pH Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009
