Pengertian Logam Berat Teori Umum Spektrofotometri

SLUDGE LAGOON Daur ulang adalah cara paling cepat dan aman dalam mengatasi dan meningkatkan kualitas lingkungan. Prinsip ini telah mendorong perusahaan untuk membangun sarana pengolahan air limbah berupa sludge lagoon. Lagoon ini berfungsi sebagai media penampungan air buangan bekas pencucian sistem pengolahan dan kemudian air tersebut disalurkan kembali ke Bak Pengendap I untuk diproses kembali.

2.7. Pengertian Logam Berat

Logam berat adalah unsur kimia yang termasuk dalam kelompok logam yang beratnya lebih dari 5 g untuk setiap cm 3 nya. Beberapa jenis logam berat bersifat esensial tetapi dapat menjadi toksik bila berlebihan, misalnya besi Fe, tembaga Cu, seng Zn yang merupakan logam yang terikat sistem enzim untuk metabolisme tubuh. Darmono, 2008 Logam berat masih termasuk golongan logam dengan kriteria – kriteria yang sama dengan logam - logam lain. Perbedaannya terletak dari pengaruh yang dihasilkan bila logam berat ini berikatan dan atau masuk ke dalam tubuh organisme hidup. Sebagai contoh, bila unsur logam besi Fe masuk ke dalam tubuh, meski dalam jumlah agak berlebihan, biasanya tidaklah menimbulkan pengaruh yang buruk terhadap tubuh karena unsur besi Fe dibutuhkan dalam darah untuk mengikat oksigen. Sedangkan unsur logam berat beracun yang dipentingkan seperti tembaga Cu, bila masuk ke dalam tubuh dalam jumlah Universitas Sumatera Utara berlebihan akan menimbulkan pengaruh - pengaruh buruk terhadap fungsi fisiologis tubuh. Palar, 2008 Dalam perairan, logam pada umumnya berada dalam bentuk ion – ion. Ion – ion itu ada yang merupakan ion – ion bebas, pasangan ion organik, ion – ion kompleks dan bentuk – bentuk ion lainnya. Logam – logam berat yang terlarut dalam badan – badan perairan pada konsentrasi tertentu dan berubah fungsi menjadi sumber racun bagi kehidupan perairan. Meskipun daya racun yang ditimbulkan oleh satu jenis logam berat terhadap semua biota perairan tidak sama, namun kehancuran dari suatu kelompok dapat menjadikan terputusnya satu mata rantai kehidupan. Pada tingkat lanjutnya, keadaan tersebut tentu saja dapat menghancurkan tatanan ekosistem perairan. Ada banyak faktor yang mempengaruhi daya racun dari logam – logam berat yang terlarut dalam badan perairan, diantaranya adalah bentuk logam dalam air, keberadaan logam – logam lain, fisiologis dari biotanya dan kondisi biota. Palar, 2008

2.8. Tembaga

Tembaga adalah logam merah muda yang lunak dan liat. Ia melebur pada 1038 ˚C. Ada dua deret senyawa tembaga. Senyawa – senyawa tembaga I diturunkan dari tembaga I oksida Cu 2 O yang merah, dan mengandung ion tembaga I, Cu + . Senyawa – senyawa ini tak berwarna, kebanyakan senyawa tembaga I tak larut dalam air. Mereka mudah dioksidasikan menjadi senyawa tembaga II, yang dapat diturunkan dari tembaga II oksida, CuO, hitam. Garam – garam tembaga II umumnya berwarna biru, baik dalam bentuk hidrat, padat, maupun dalam larutan air. Batas terlihatnya warna ion tembaga II dalam larutan Universitas Sumatera Utara air adalah 500 µg dalam batas konsentrasi 1 dalam 10 4 . Garam – garam tembaga II anhidrat, seperti CuSO 4 berwarna putih atau sedikit kuning. Vogel, 1990 Tembaga Cu memiliki sistem kristal kubik, yang secara fisik berwarna kuning dan apabila dilihat menggunakan mikroskop akan berwarna pink kecoklatan sampai keabuan. Di alam, Cu banyak ditemukan dalam bentuk pyrite, Fe-sulfat, dan sering bercampur dengan Antimoni Sb. merkuri Hg, timbal Pb, dan arsen-sulfat. Pada umumnya, bijih tembaga di Indonesia terbentuk secara magmatik. Unsur tembaga di alam bisa ditemukan dalam bentuk logam bebas, tetapi lebih banyak ditemukan dalam bentuk senyawa padat bentuk mineral. Dalam badan perairan laut, Cu ditemukan dalam bentuk persenyawaan ion seperti CuCO 3 , CuOH, dan lain-lain. Widowati, 2008 Logam Cu secara alamiah dapat masuk ke badan perairan melalui pengkompleksan partikel logam diudara karena hujan dan karena peristiwa erosi pada batuan mineral yang ada disekitar badan perairan. Secara alamiah jumlah logam tembaga Cu yang masuk ke dalam badan perairan mencapai 325.000 tontahun. Sedangkan yang bersumber dari aktivitas manusia dapat berasal dari buangan industri listrik dan industri galangan kapal. Palar, 2008.

2.8.1. Sifat dan Kegunaannya

Secara kimia, senyawa – senyawa dibentuk oleh logam Cu tembaga mempunyai bilangan valensi +1 dan +2. Berdasarkan pada bilangan valensi yang dibawanya, logam Cu dinamakan juga cuppro untuk yang bervalensi +l, dan cuppry untuk yang bervalensi +2. Kedua jenis ion Cu tersebut dapat membentuk kompleksion – kompleksion yang sangat stabil. Sebagai contoh adalah senyawa Universitas Sumatera Utara CuNH 3 6 .Cl 2 . Logam Cu dan beberapa bentuk persenyawaannya seperti CuO, CuCO 3 , CuOH 2 , dan CuCN 2 , tidak dapat larut dalam air dingin atau panas, tetapi mereka dapat dilarutkan dalam asam. Logam Cu itu sendiri, dapat dilarutkan dalam senyawa asam sulfat H 2 SO 4 panas dan dalam larutan basa NH 4 OH. Senyawa CuO dapat larut dalam NH 4 CI dan KCN. Palar, 2008 Senyawa kuprum digunakan pada pertanian, sebagai fungisida, sebagai insektisida, pigmentasi, larutan untuk solder listrik, bahan celupan untuk penyesuaian warna, sebagai katalisator. Penggunaan terutama pada bidang listrik maupun mekanik. Gabriel, 2001

2.8.2. Tembaga Bagi Organisme

Sebagai logam berat, Cu tembaga berbeda dengan logam-logam berat lainnya seperti Hg, Cd, dan Cr. Logam berat Cu digolongkan ke dalam logam berat dipentingkan atau logam berat esensial, artinya meskipun Cu merupakan logam berat beracun, unsur logam ini sangat dibutuhkan tubuh meski dalam jumlah yang sedikit. Karena itu, Cu juga termasuk ke dalam logam-logam esensial bagi manusia seperti besi Fe dan lain-lain. Toksisitas yang dimiliki oleh Cu baru akan bekerja dan memperlihatkan pengaruhnya bila logam ini telah masuk ke dalam tubuh organisme dalam jumlah besar atau melebihi nilai toleransi organisme terkait. Palar, 2008 Kebutuhan manusia terhadap tembaga cukup tinggi. Manusia dewasa membutuhkan sekitar 30 µg Cu perkilogram berat tubuh. Pada anak – anak jumlah Cu yang dibutuhkan adalah 40 µg perkilogram berat tubuh, sedangkan pada bayi dibutuhkan 80 µg Cu perkilogram berat tubuh. Konsumsi tembaga yang baik bagi Universitas Sumatera Utara manusia adalah 2,5 mgkg berat tubuhhari bagi orang dewasa dan 0.05 mgkg berat tubuhhari untuk anak - anak dan bayi. Palar, 2008

2.8.3. Keracunan Tembaga

Bentuk tembaga yang paling beracun adalah debu-debu Cu yang dapat mengakibatkan kematian pada dosis 3,5 mgkg. Pada manusia efek keracunan utama yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu atau uap logam Cu adalah terjadinya gangguan pada jalur pernafasan sebelah atas. Efek keracunan yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu atau uap Cu tersebut adalah terjadinya kerusakan atropik pada selaput lendir yang berhubungan dengan hidung. Kerusakan itu, merupakan akibat dari gabungan sifat iritiatif yang dimiliki oleh debu atau uap Cu tersebut. Palar, 2008

2.8.4. Bentuk – bentuk Keracunan Tembaga

Sesuai dengan sifatnya sebagai logam berat beracun, Cu dapat mengakibatkan keracunan secara akut dan kronis. Keracunan akut dan kronis ini terjadinya ditentukan oleh besarnya dosis yang masuk dan kemampuan organisme untuk menetralisir dosis tersebut. Palar, 2008

2.8.4.1. Keracunan Akut

Gejala klinis pada keracunan akut Cu, antara lain kolik abdomen, muntah, gastroenteritis diikuti diare, feses, dan muntahan yang berwarna hijau kebiruan. Gejala lain adalah shock berat, suhu tubuh turun secara drastis dan denyut jantung yang meningkat. penderita akan mengalami kolaps dan kematian setelah 24 jam semenjak munculnya gejala-gejala tersebut. Keracunan akut Cu mengakibatkan kadar Cu darah meningkat beberapa jam setelah mencerna makanan yang Universitas Sumatera Utara mengandung Cu. Keracunan akut karena mencerna Cu dalam jumlah besar berasal dari garam Cu dan yang paling sering berupa Cu-sulfat, bahkan bisa mengakibatkan kematian. Gejala keracunan akut Cu antara lain muntahan berwarna hijau kebiruan, hematemesis, hipotensi, koma, dan penyakit kuning. Keracunan akut Cu pada umumnya mengakibatkan tingginya kadar Cu pada feses dan muntahan. Cu-sulfat sebesar 30 g potensial lethal bagi manusia. Kadar aman Cu pada air minum bagi manusia bervariasi berkisar antara 1,5-2 mgL, sedangkan konsumsi makanan mengandung Cu sebesar 10 mghari masih dalam batas toleran bagi orang dewasa. Widowati, 2008

2.8.4.2. Keracunan Kronis

Pada manusia keracunan Cu secara kronis dapat dilihat dengan timbulnya penyakit Wilson dan Kinsky. Gejala dari penyakit Wilson ini adalah terjadi hepatic cirrhosis, kerusakan pada otak dan demyelinasi, serta terjadinya penurunan kerja ginjal dan pengendapan Cu dalam kornea mata. Penyakit Kinsky dapat diketahui dengan terbentuknya rambut dan kaku yang berwarna kemerahan pada penderita. Sementara pada hewan seperti kerang, bila dalam tubuhnya telah terakumulasi dalam jumlah tinggi, maka bagian otot tubuhnya akan memperlihatkan warna kehijauan. Hal itu dapat menjadi petunjuk apakah kerang tersebut masih bisa dikonsumsi oleh manusia. Palar, 2008

2.8.5. Penetapan Kadar Tembaga Secara Spektrofotometri

Tembaga yang terdapat didalam sampel bereaksi dengan garam dari asam bicinchonin yang terkandung dalam pereaksi tembaga yaitu cuver 1 atau cuver 2 powder pillow, menghasilkan atau membentuk kompleks berwarna ungu Universitas Sumatera Utara sebanding dengan konsentrasi tembaga. Hasilnya diukur pada 560 nm. HACH, 2002

2.9. Teori Umum Spektrofotometri

Spektrofotometri adalah pengukuran absorbsi energi cahaya oleh suatu molekul pada suatu panjang gelombang tertentu untuk tujuan analisa kualitatif dan kuantitatif. Dalam aspek kuantitatif, suatu berkas radiasi dikenakan pada cuplikan larutan sampel dan intensitas sinar radiasi yang diteruskan diukur besarnya. Radiasi yang diserap oleh cuplikan ditentukan dengan membandingkan intensitas sinar yang diteruskan dengan intensitas sinar yang diserap jika tidak ada spesies penyerap lainnya. Intensitas atau kekuatan radiasi cahaya sebanding dengan jumlah foton yang melalui satu satuan luas penampang perdetik. Serapan dapat terjadi jika fotonradiasi yang mengenai cuplikan memiliki energi yang sama dengan energi yang dibutuhkan untuk menyebabkan terjadinya perubahan tenaga. Kekuatan radiasi juga mengalami penurunan dengan adanya penghamburan dan pemantulan cahaya, akan tetapi penurunan karena hal ini sangat kecil dibandingkan dengan proses penyerapan. Rohman, 2007. Daya dari suatu berkas radiasi akan berkurang sehubungan dengan jarak yang ditempuhnya melalui medium penyerap. Daya tersebut juga akan berkurang sehubungan dengan kadar molekul atau ion yang terserap dalam medium tersebut. Kedua faktor tersebut menentukan proporsi dari kejadian total energi yang timbul. Penurunan daya radiasi monokromatis yang melalui medium penyerap yang homogen dinyatakan secara kuantitatif oleh Hukum Beer. Farmakope Indonesia, 1995. Universitas Sumatera Utara Hukum Lambert-Beer menyatakan bahwa intensitas yang diteruskan oleh larutan zat penyerap berbanding lurus dengan tebal dan konsentrasi larutan. Dalam hukum Lambert-Beer tersebut ada beberapa pembatasan yaitu sinar yang digunakan dianggap monokromatis, penyerapan terjadi dalam suatu volume yang mempunyai luas penampang yang sama, senyawa yang menyerap dalam larutan tersebut tidak tergantung terhadap yang lain dalam larutan tersebut, dan tidak terjadi peristiwa fluoresensi dan fosforesensi. Rohman, 2007. Dalam analisis spektrofotometri digunakan suatu sumber radiasi yang menjorok ke dalam daerah ultraviolet spektrum itu. Dari spektrum ini, dipilih panjang-panjang gelombang tertentu. Instrument yang digunakan adalah spektrofotometer, dan seperti tersirat dalam nama ini, instrument ini sebenarnya terdiri dari dua instrument dalam satu kotak sebuah spektrometer dan sebuah fotometer. Keuntungan utama metode spektrofotometri adalah bahwa metode ini memberikan cara yang sederhana untuk menetapkan kuantitas zat yang sangat kecil Bassett, dkk., 1994. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blangko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorbsi antara sampel dan blangko ataupun pembanding. 1. Sumber : Sumber yang biasa digunakan pada spektroskopi absorbsi adalah lampu wolfram. Kebaikan lampu wolfram adalah energi radiasi yang dibebaskan tidak bervariasi pada berbagai panjang gelombang. Universitas Sumatera Utara 2. Monokromator : digunakan untuk memperoleh sumber sinar yang monokromatis. 3. Sel absorbsi : pada pengukuran di daerah tampak kuvet kaca atau kuvet kaca corex dapat digunakan, tetapi untuk pengukuran pada daerah UV menggunakan sel kuarsa karena gelas tidak tembus cahaya pada daerah ini. 4. Detektor : peranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang. Khopkar, 2007 Spektrofotometer yang sesuai untuk pengukuran di daerah tampak terdiri dari suatu sistem optik dengan kemampuan menghasilkan cahaya monokromatik dalam jangkauan 400 nm hingga 800 nm dan suatu alat yang sesuai untuk menetapkan serapan. Spektrum cahaya tampak suatu zat pada umumnya tidak mempunyai derajat spesifikasi yang tinggi. walaupun demikian spektrum tersebut sesuai untuk pemeriksaan kuantitatif dan untuk berbagai zat spektrum tersebut bermanfaat sebagai tambahan untuk identifikasi. Farmakope Indonesia, 1995. Universitas Sumatera Utara BAB III METODOLOGI 3.1. Alat dan Bahan 3.1.1. Alat :