Penetapan Kadar Amonia Dalam Air Bersih Dengan Metode Spektrofotometri Visible
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
2.1.1 Definisi Air
Air adalah zat atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang
diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak diplanet lain dalam sistem tata surya
dan menutupi hampir 71% permukaan bumi. Dengan kata lain karena adanya air,
maka bumi menjadi satu-satunya planet dalam tata surya yang memiliki
kehidupan (Kodoatie, 2010).
2.1.2 Sumber Air
Secara garis besar dapat dikatakan air bersumber dari :
2.1.2.1 Laut; air laut
Air yang dijumpai didalam alam berupa air laut sebanyak 80%, sedangkan
sisanya berupa air tanah/daratan, es, salju dan hujan. Air laut turut menentukan
iklim dan kehidupan dibumi.
2.1.2.2 Udara; Air hujan
Menurut teori Bergeron; Awan yang terletak diatas dari uap air,
mengandung kristal es, sedangkan uap air dalam fase dibawah titik beku disebut
dalam keadaan super coated, sehingga air cenderung sublimasi langsung di atas
kristal es. Kristal es tumbuh menjadi besar dan oleh karena gaya grafitasi es akan
jatuh kebumi. Namun karena suhu udara dibawah awan berada diatas titik beku
es, maka kristal es akan mencair dan jatuh sebagai hujan.
Universitas Sumatera Utara
2.1.2.3 Darat; Air tanah
Air tanah disebut pula air tawar oleh karena tidak terasa asin. Berdasarkan
teori lokasi air, maka air tanah dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu:
1. Air permukaan tanah
Air permukaan tanah adalah sungai, rawa-rawa, danau, waduk (buatan).
Kesemuanya itu sangat tergantung curah hujan. Apabila curah hujan lebat maka
air sungai dan danau akan pasang.
2. Air jauh dari permukaan tanah/air tertekan
Air terekan yaitu air yang tersimpan didalam lapisan tanah; termasuk air
tanah adalah sumur gali dan sumur bor (Gabriel, 2001).
2.1.3 Sifat Umum Air
2.1.3.1 Sifat Fisika
-
Titik beku 0o C;
-
Masa jenis es (0o C) 0,92 g/cm³;
-
Masa jenis air (0o C) 1,00 g/cm³;
-
Panas lebur 80 kal/gram;
-
Titik didih 100oC;
-
Panas penguapan 540 kal/gram;
-
Temperatur kritis 347oC;
-
Tekanan kritis 217 Atm;
-
Konduktivitas listrik spesifikassi (25oC ) 1x10 -1 /ohm-cm;
-
Konstanta dielektrikum (25oC).
Universitas Sumatera Utara
2.3.1.2 Sifat Kimia
Baik air laut, air hujan, maupun air tanah/air tawar mengandung mineral.
Macam-macam mineral yang terkandung dalam air tawar bervariasi tergantung
struktur tanah dimana air itu diambil. Sebagai contoh mineral yang terkandung
dalam air itu bukan melalui suatu reaksi kimia melainkan terlarut dari suatu
substansi misalnya dari batu andesit (dari batu vulkanis).
Sifat kimia yang lain yaitu konduktivitas listrik pada air paling sedikit
1000 kali lebih besar daripada cairan non metalik pada suhu ruangan.
-
Air dapat terurai oleh pengaruh arus listrik
-
Air merupakan pelarut yang baik
-
Air dapat bereaksi dengan basa kuat dan asam kuat
-
Air bereaksi dengan berbagai substansi membentuk senyawa padat dimana
air terikat dengannya, misalnya senyawa hidrate (Gabriel, 2001).
2.1.4 Macam-macam Analisis Air
Analisis air meliputi berbagai bidang dan metode yang dipakai meliputi
kimia, fisika, dan biologi.
2.1.4.1 Metode Analisis Kimia
Analisis kimia tentang air meliputi kadar mineral, kation dan anion, trace
organik dan substansi anorganik, radionuklei dengan memakai Colorimeter,
metode titrasi dan instrumen analisis (Anatomic Absorption Spectrophotometer
untuk metal dan Gas Liquid Chromatography untuk zat organik), non instrumen
untuk mengukur zat organik non metal, teknik separasi kimia dan instrumen untuk
mengukur radioaktivitas dan untuk mengukur radionuklei.
Universitas Sumatera Utara
2.1.4.2 Metode Analisis Fisik
1. Memakai tes organoleptik untuk mengetahui rasa air, bau yang sangat
bermakna bagi konsumen dalam hal menilai kualitas air yang siap
diminum
2. Warna air ditentukan dengan metode spektrofotometri dan dengan
mengamati secara langsung
3. Konduktivitas listrik diukur dengan elektrometer dan secara tidak
langsung sebagai indikasi sisa larutan (residu)
4. Residu larutan air dapat pula siukur dengan gravimeter (menunjukkan
berat=massa dari contoh air)
5. Sisa suspensi memakai suspensi solid test. Ini sangat penting dalam
evaluasi keregangan polutant dan efektivitas dari treatment air tersebut
6. Untuk air siap minum perlu sekali menganalisis tentang kekeruhan air dan
kejernihan
7. Memakai nephelometri yaitu pemakaian lilin yang menyala untuk
menentukan kedalaman sumber air.
2.1.4.3 Metode Analisis Biologi
Analisis biologi ini bertujuan untuk menentukan ada tidaknya organisme
didalam air dan efek substansi didalam air. Dalam melakukan pekerjaan analisis
biologi, metode klasik yang dipakai meliputi percobaan dilaboratorium,
penggunaan mikroskop untuk identifikasi dan menghitung organisme didalam air.
Hasil analisis itu sangat penting untuk mengadakan komperatif dan
menentukan kapan adanya organisme didalam air dan efek dari pencemaran pada
air alam (Gabriel, 2001).
Universitas Sumatera Utara
2.1.5 Pembagian Air Berdasarkan Analisis
Berdasarkan analisis air maka air digolongkan dalam 3 (tiga) golongan
yaitu air kotor/air tercemar, air siap minum, air bersih.
2.1.5.1 Air Kotor/Air tercemar
Air yang bercampur dengan satu atau berbagai campuran hasil buangan
disebut air tercemar/air kotor. Menurut lokasi pencemaran maka air tercemar ini
digolongkan dalam 2 lokasi:
1. Air tercemar dipedesaan. Sumber pencemaran adalah hasil sampah rumah
tangga, hasil kotoran hewan, hasil industri kecil
2. Air tercemar perkotaan. Sumber dari hasil sampah rumah tangga, pusat
perbelanjaan, industri kecil, industri berat, hotel, restaurant, tempat
keramaian.
Pengolahan air tercemar bukan suatu hal yang mudah untuk di analisis
oleh karena air tercemar mengandung bahan organik dan anorganik,
kuman/bakteri dengan pH yang beraneka ragam oleh karena zat asam atau basa.
Perlu beberapa disiplin ilmu dikaitkan dalam melaksanakan pengolahan air
tercemar. Disiplin ilmu yang dimaksud adalah disiplin ilmu kimia, fisika dan
biologi.
2.1.5.2 Air Minum
Air minum adalah air yang sudah terpenuhi syarat fisik, kimia,
bakteriologi serta level kontaminasi maksimum (LKM). Level kontaminasi
maksimum meliputi sejumlah zat kimia, kekeruhan dan bakteri coliform yang
diperkenankan dalam batas-batas aman. Lebih jelas lagi, bahwa air siap minum/air
minum yang berkualitas harus terpenuhi syarat sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
1. Harus jernih, transparan dan tidak berwarna
2. Tidak dicemari bahan organik maupun bahan anorganik
3. Tidak berbau, tidak berasa, kesan enak bila diminum
4. Mengandung mineral yang cukup sesuai dengan standart
5. Bebas kuman/LKM coliform dalam batas aman
2.1.5.3 Air Bersih
Air bersih adalah air yang sudah terpenuhi syarat fisik, kimia, namun
bakteriologi belum terpenuhi. Air bersih ini diperoleh dari sumur gali, sumur bor,
air hujan, dan air dari sumber mata air. Secara umum dapat dikatakan penggunaan
air bersih sebagai berikut:
1. Akan diolah menjadi air siap minum
2. Untuk keperluan keluarga (cuci, mandi)
3. Sarana pariwisata
4. Pada industri (sarana pendingin)
5. Sebagai alat pelarut (dalam bidang farmasi/kedokteran)
6. Pelarut obat-obatan dan infus
7. Sebagai sarana irigasi
8. Sebagai sarana peternakan
9. Sebagai sarana olahraga (Gabriel, 2001).
Persyaratan air bersih adalah :
1. Jernih tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak mempunyai rasa
2. Mempunyai pH sekitar 7 atau netral
3. Tidak mengandung zat-zat yang mengganggu kehidupan makhluk
4. Mengandung oksigen terlarut lebih dari 5 bpj
Universitas Sumatera Utara
5. Mempunyai BOD (Bioligical Oxygen Demand= jumlah oksigen yang
dibutuhkan oleh bakteri untuk menguraikan hampir semua zat organik
yang terlarut).
6. Tidak
mengandung
ion-ion
yang
merugikan
makhluk
hidup
(Krisbiyantoro, 2008).
2.2 Amonia
Amonia merupakan gas yang tak berwarna dan mudah larut dalam air
(dengan membentuk larutan basa), amonia mudah bereaksi dengan air membentuk
larutan amonium hidroksida. Adanya amonia didalam air erat hubungannya
dengan siklus pada N dialam ini. Dengan melihat siklus tersebut dapat diketahui
bahwa amonia dapat terbentuk dari :
a. Dekomposisi bahan-bahan organik yang mengandung N baik yang berasal
dari hewan (misalnya faeses) oleh bakteri
b. Hydrolisa urea yang terdapat dalam urine hewan
c. Dekomposisi bahan-bahan organik dari tumbuh-tumbuhan yang mati oleh
bakteri
Amonia juga merupakan suatu zat yang menimbulkan bau yang sangat
tajam sehingga kehadiran bahan ini dalam air minum dan air bersih adalah
menyangkut perubahan fisik dari pada air tersebut yang akan mempengaruhi
kesehatan masyarakat. Standar kualitas air minum dan air bersih dari Dep. Kes R.I
menetapkan persyaratan kadar amonia yg diperbolehkan ada pada air minum dan
air bersih (Sutrisno, 2004).
Didalam air, amonia terdapat dalam 2 bentuk, yaitu NH4+ atau biasa
disebut Ionized Ammonia (IA) yang kurang beracun dan NH3 atau Unionized
Universitas Sumatera Utara
Ammonia (UIA) yang beracun. Kedua bentuk amonia tersebut di dalam air berada
dalam keseimbangan sepetri terlihat dari persamaan reaksi berikut:
NH4+
+ OH-
NH3
+
H2O
Makin tinggi pH air, daya racun amonia semakin meningkat, sebab
sebagian besar berada dalam bentuk NH3, sedangkan amonia dalam bentuk
molekul (NH3) lebih beracun daripada yang berbentuk ion (NH4+). Amonia
dalam bentuk molekul dapat menembus bagian membran sel lebih cepat daripada
ion NH4+ (Kordi K, 2007).
Pada pH 6, yang terdapat dalam air adalah 100% amonium, pada pH 7
perbandingan antara keduanya adalah 1% amoniak dan 99% amonium, pada pH 8
terdapat 4% amoniak dan 96% amonium, pada pH 9 akan terjadi lonjakan dimana
amoniak sebesar 25% dan amonium 75%. Jadi semakin tinggi nilai pH akan
menyebabkan keseimbangan antara amonium dengan amoniak semakin bergeser
kearah amoniak, artinya kenaikan pH akan meningkatkan konsentrasi amoniak
yang diketahui bersifat sangat toksik bagi organisma air (Barus, 2004)
2.2.1 Analisis Amonia
Untuk menentukan kadar amonia dalam air, metode yang biasa digunakan
adalah metode Nessler. Umumnya sebelum dianalisis dengan metode tersebut, air
diatur dulu pHnya dengan asam borat sampai 9,5. Pengaturan pH ini dimaksudkan
untuk mengurangi kemungkinan terhidrolisisnya senyawa organik
yang
mengandung N dan senyawa sianat. Analisa dengan metode Nessler, dapat
digunakan untuk amonia dengan kadar 0,02 ppm. Reagensia Nessler dengan
amonia akan membentuk warna kuning yang dapat diukur pada panjang
gelombang 400 - 425 nm. Selain itu, metode Nessler ini menggunakan senyawa
Universitas Sumatera Utara
dengan logam berat Hg dengan pengamatan warna secara visual baru tampak jelas
bila perbedaan kadar amonianya 2 ppm (Kordi K, 2007).
2.3 Spektrofotometri
2.3.1 Teori Spektrofotometri UV-Vis
Spektrofotometri sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari
spektrometer dan fotometer. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum
dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas
cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorbsi. Jadi spektrofotometri digunakan
untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransisikan,
direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang (Khopkar,
1990).
Spektrofotometri UV-Vis adalah pengukuran panjang gelombang dan
intensitas sinar ultraviolet dan cahaya tampak yang diabsorbsi oleh sampel. Sinar
ultraviolet dan cahaya tampak memiliki energi yang cukup untuk mempromosikan
elektron pada kulit terluar ke tingkat energi yang lebih tinggi. Spektrofotometri
UV-VIS biasanya digunakan untuk molekul dan ion anorganik atau kompleks
didalam larutan (Dachriyanus, 2004).
Spektrofotometri
UV-Vis
juga
termasuk
anggota
teknik analisis
spektroskopik yang memakai sumber elektromagnetik ultraviolet (190-380 nm)
dan sinar tampak (380-780 nm) dengan memakai instrumen spektrofotometer.
Spektrofotometri UV-Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada
molekul yang dianalisis, sehingga spektrofotometri UV-Vis lebih banyak dipakai
untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif (Mulja, 1995).
Universitas Sumatera Utara
Spektrofotometri UV-Vis dapat melakukan penentuan terhadap sampel
yang berupa larutan, gas atau uap. Untuk sampel yang berupa larutan perlu
diperhatikan beberapa persyaratan pelarut yang dipakai, antara lain:
-
Pelarut yang dipakai tidak mengandung sistem ikatan rangkap terkonjugasi
pada struktur molekulnya dan tidak berwarna
-
Tidak terjadi interaksi antara molekul senyawa yang dianalisis
-
Kemurniannya harus tinggi atau derajat untuk analisis
Pada
umumnya
pelarut
yang
sering
dipakai
dalam
analisis
Spektrofotometri UV-Vis adalah air, etanol, sikloheksan dan isopropanol (mulja,
1995)
Alat- alat instrumentasi spektrofotometer UV-Visible terdiri dari :
1. Sistem Optik
Pada umumnya konfigurasi dasar setiap spektrofotometer UV-Vis berupa
susunan peralatan optik yang terkonstruksi sebagai berikut :
Keterangan :
SR = Sumber radiasi
M = Monokromator
SK = Sampel kompartemen
D = Detektor
A = Amplifier atau penguat
VD = Visual Display atau meter
Universitas Sumatera Utara
Pertama kali spektrofotometer UV-Vis yang diperkenalkan untuk analisis
adalah spektrofotometer UV-Vis dengan sistem optik radiasi berkas tunggal
(single beam). Kemudian dengan kemajuan elektronika mulai dipopulerkan
spektrofotometer UV-Vis radiasi berkas ganda (double beam), dengan asumsi
mengambil suatu keuntungan tidak terpengaruh penurunan intensitas radiasi
berkas ganda adalah : tidak mungkin kedua kuvet yang dipakai adalah betul-betul
identik, dan intensitas yang menuju kedua kuvet juga tidak mungkin betul-betul
sama. Oleh karena itu pada era terakhir ini sistem optik spektrofotometer UV-Vis
cenderung pengukurannya lebih baik dari sistem optik radiasi berkas ganda.
2. Sumber radiasi
Beberapa macam sumber radiasi yang dipakai pada spektrofotometer UVVis adalah lampu deuterium, lampu tungsten dan lampu merkuri. Sumber radiasi
Deuterium dapat dipakai pada daerah panjang gelombang 190 nm sampai 380 nm
(daerah ultraviolet dekat), karena pada rentangan panjang gelombang tersebut
sumber radiasi deuterium memberikan pada spektrofotometri UV-Vis.
3. Monokromator
Monokromator berfungsi untuk mendapatkan radiasi monokromatis dari
sumber radiasi polikromatis. Monokromator pada spektrofotometer UV-Vis
biasanya terdiri dari susunan: celah (slot) masul-filter-prisma-kisi(grating)-celah
keluar.
4. Sampel Kompartemen
Kuvet atau sel merupakan wadah sampel yang akan dianalisis. Ditinjau
dari pemakaiannya kuvet ada dua macam yang permanen terbuat dari bahan gelas
leburan silika atau kuvet dispoble untuk satu kali pemakaian yang terbuat dari
Universitas Sumatera Utara
teflon atau plastik. Ditinjau dari bahan yang dipakai membuat kuvet, ada dua
macam yaitu : kuvet dari leburan silika (kuarsa) dan kuvet dari gelas. Kuvet dari
leburan silika dapat dipakai untuk analisis kualitatif dan kuantitatif pada daerah
pengukuran (380-1100 nm) karena bahan dari gelas mengabsorbsi radiasi UV.
Dianjurkan setiap kali memakai kuvet selalu dibersihkan dengan alkohol
absolut atau direndam didalamnya. Memberikan permukaan kuvet yang basah
harus dipakai kertas lensa yang bagus jangan sekali-kali memegang permukaan
kuvet yang transparan.
5. Detektor
Detektor merupakan salah satu bagian dari spektrofotometer UV-Vis yang
penting
oleh
spektrofotometer
sebab
itu
kualitas
detektor
akan
menentukan
kualitas
UV-Vis.
Fungsi
detektor
akan
menentukan
kualitas
spektrofotometer UV-Vis. Fungsi detektor didalam spektrofotometer adalah
mengubah sinyal radiasi yang diterima menjadi sinyal elektronik
6. Amplifier atau Penguat
Amplifier akan berguna untuk menguatkan informasi yang dibaca oleh
detektor untuk selanjutnya diteruskan ke visual display.
7. Visual Display atau Meter
Bagian ini berfungsi untuk menyampaikan informasi yang diperoleh dari
pemeriksaan secara elektronik. Setiap bagian optik dari spektrometer UV-Vis
memegang fungsi dan peranan tersendiri yang saling terkait fungsi dan
peranannya. Setiap fungsi dan peranan dan bagian dituntut ketelitian dan
ketepatan yang optimal (Mulja, 1995).
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
2.1.1 Definisi Air
Air adalah zat atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang
diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak diplanet lain dalam sistem tata surya
dan menutupi hampir 71% permukaan bumi. Dengan kata lain karena adanya air,
maka bumi menjadi satu-satunya planet dalam tata surya yang memiliki
kehidupan (Kodoatie, 2010).
2.1.2 Sumber Air
Secara garis besar dapat dikatakan air bersumber dari :
2.1.2.1 Laut; air laut
Air yang dijumpai didalam alam berupa air laut sebanyak 80%, sedangkan
sisanya berupa air tanah/daratan, es, salju dan hujan. Air laut turut menentukan
iklim dan kehidupan dibumi.
2.1.2.2 Udara; Air hujan
Menurut teori Bergeron; Awan yang terletak diatas dari uap air,
mengandung kristal es, sedangkan uap air dalam fase dibawah titik beku disebut
dalam keadaan super coated, sehingga air cenderung sublimasi langsung di atas
kristal es. Kristal es tumbuh menjadi besar dan oleh karena gaya grafitasi es akan
jatuh kebumi. Namun karena suhu udara dibawah awan berada diatas titik beku
es, maka kristal es akan mencair dan jatuh sebagai hujan.
Universitas Sumatera Utara
2.1.2.3 Darat; Air tanah
Air tanah disebut pula air tawar oleh karena tidak terasa asin. Berdasarkan
teori lokasi air, maka air tanah dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu:
1. Air permukaan tanah
Air permukaan tanah adalah sungai, rawa-rawa, danau, waduk (buatan).
Kesemuanya itu sangat tergantung curah hujan. Apabila curah hujan lebat maka
air sungai dan danau akan pasang.
2. Air jauh dari permukaan tanah/air tertekan
Air terekan yaitu air yang tersimpan didalam lapisan tanah; termasuk air
tanah adalah sumur gali dan sumur bor (Gabriel, 2001).
2.1.3 Sifat Umum Air
2.1.3.1 Sifat Fisika
-
Titik beku 0o C;
-
Masa jenis es (0o C) 0,92 g/cm³;
-
Masa jenis air (0o C) 1,00 g/cm³;
-
Panas lebur 80 kal/gram;
-
Titik didih 100oC;
-
Panas penguapan 540 kal/gram;
-
Temperatur kritis 347oC;
-
Tekanan kritis 217 Atm;
-
Konduktivitas listrik spesifikassi (25oC ) 1x10 -1 /ohm-cm;
-
Konstanta dielektrikum (25oC).
Universitas Sumatera Utara
2.3.1.2 Sifat Kimia
Baik air laut, air hujan, maupun air tanah/air tawar mengandung mineral.
Macam-macam mineral yang terkandung dalam air tawar bervariasi tergantung
struktur tanah dimana air itu diambil. Sebagai contoh mineral yang terkandung
dalam air itu bukan melalui suatu reaksi kimia melainkan terlarut dari suatu
substansi misalnya dari batu andesit (dari batu vulkanis).
Sifat kimia yang lain yaitu konduktivitas listrik pada air paling sedikit
1000 kali lebih besar daripada cairan non metalik pada suhu ruangan.
-
Air dapat terurai oleh pengaruh arus listrik
-
Air merupakan pelarut yang baik
-
Air dapat bereaksi dengan basa kuat dan asam kuat
-
Air bereaksi dengan berbagai substansi membentuk senyawa padat dimana
air terikat dengannya, misalnya senyawa hidrate (Gabriel, 2001).
2.1.4 Macam-macam Analisis Air
Analisis air meliputi berbagai bidang dan metode yang dipakai meliputi
kimia, fisika, dan biologi.
2.1.4.1 Metode Analisis Kimia
Analisis kimia tentang air meliputi kadar mineral, kation dan anion, trace
organik dan substansi anorganik, radionuklei dengan memakai Colorimeter,
metode titrasi dan instrumen analisis (Anatomic Absorption Spectrophotometer
untuk metal dan Gas Liquid Chromatography untuk zat organik), non instrumen
untuk mengukur zat organik non metal, teknik separasi kimia dan instrumen untuk
mengukur radioaktivitas dan untuk mengukur radionuklei.
Universitas Sumatera Utara
2.1.4.2 Metode Analisis Fisik
1. Memakai tes organoleptik untuk mengetahui rasa air, bau yang sangat
bermakna bagi konsumen dalam hal menilai kualitas air yang siap
diminum
2. Warna air ditentukan dengan metode spektrofotometri dan dengan
mengamati secara langsung
3. Konduktivitas listrik diukur dengan elektrometer dan secara tidak
langsung sebagai indikasi sisa larutan (residu)
4. Residu larutan air dapat pula siukur dengan gravimeter (menunjukkan
berat=massa dari contoh air)
5. Sisa suspensi memakai suspensi solid test. Ini sangat penting dalam
evaluasi keregangan polutant dan efektivitas dari treatment air tersebut
6. Untuk air siap minum perlu sekali menganalisis tentang kekeruhan air dan
kejernihan
7. Memakai nephelometri yaitu pemakaian lilin yang menyala untuk
menentukan kedalaman sumber air.
2.1.4.3 Metode Analisis Biologi
Analisis biologi ini bertujuan untuk menentukan ada tidaknya organisme
didalam air dan efek substansi didalam air. Dalam melakukan pekerjaan analisis
biologi, metode klasik yang dipakai meliputi percobaan dilaboratorium,
penggunaan mikroskop untuk identifikasi dan menghitung organisme didalam air.
Hasil analisis itu sangat penting untuk mengadakan komperatif dan
menentukan kapan adanya organisme didalam air dan efek dari pencemaran pada
air alam (Gabriel, 2001).
Universitas Sumatera Utara
2.1.5 Pembagian Air Berdasarkan Analisis
Berdasarkan analisis air maka air digolongkan dalam 3 (tiga) golongan
yaitu air kotor/air tercemar, air siap minum, air bersih.
2.1.5.1 Air Kotor/Air tercemar
Air yang bercampur dengan satu atau berbagai campuran hasil buangan
disebut air tercemar/air kotor. Menurut lokasi pencemaran maka air tercemar ini
digolongkan dalam 2 lokasi:
1. Air tercemar dipedesaan. Sumber pencemaran adalah hasil sampah rumah
tangga, hasil kotoran hewan, hasil industri kecil
2. Air tercemar perkotaan. Sumber dari hasil sampah rumah tangga, pusat
perbelanjaan, industri kecil, industri berat, hotel, restaurant, tempat
keramaian.
Pengolahan air tercemar bukan suatu hal yang mudah untuk di analisis
oleh karena air tercemar mengandung bahan organik dan anorganik,
kuman/bakteri dengan pH yang beraneka ragam oleh karena zat asam atau basa.
Perlu beberapa disiplin ilmu dikaitkan dalam melaksanakan pengolahan air
tercemar. Disiplin ilmu yang dimaksud adalah disiplin ilmu kimia, fisika dan
biologi.
2.1.5.2 Air Minum
Air minum adalah air yang sudah terpenuhi syarat fisik, kimia,
bakteriologi serta level kontaminasi maksimum (LKM). Level kontaminasi
maksimum meliputi sejumlah zat kimia, kekeruhan dan bakteri coliform yang
diperkenankan dalam batas-batas aman. Lebih jelas lagi, bahwa air siap minum/air
minum yang berkualitas harus terpenuhi syarat sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
1. Harus jernih, transparan dan tidak berwarna
2. Tidak dicemari bahan organik maupun bahan anorganik
3. Tidak berbau, tidak berasa, kesan enak bila diminum
4. Mengandung mineral yang cukup sesuai dengan standart
5. Bebas kuman/LKM coliform dalam batas aman
2.1.5.3 Air Bersih
Air bersih adalah air yang sudah terpenuhi syarat fisik, kimia, namun
bakteriologi belum terpenuhi. Air bersih ini diperoleh dari sumur gali, sumur bor,
air hujan, dan air dari sumber mata air. Secara umum dapat dikatakan penggunaan
air bersih sebagai berikut:
1. Akan diolah menjadi air siap minum
2. Untuk keperluan keluarga (cuci, mandi)
3. Sarana pariwisata
4. Pada industri (sarana pendingin)
5. Sebagai alat pelarut (dalam bidang farmasi/kedokteran)
6. Pelarut obat-obatan dan infus
7. Sebagai sarana irigasi
8. Sebagai sarana peternakan
9. Sebagai sarana olahraga (Gabriel, 2001).
Persyaratan air bersih adalah :
1. Jernih tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak mempunyai rasa
2. Mempunyai pH sekitar 7 atau netral
3. Tidak mengandung zat-zat yang mengganggu kehidupan makhluk
4. Mengandung oksigen terlarut lebih dari 5 bpj
Universitas Sumatera Utara
5. Mempunyai BOD (Bioligical Oxygen Demand= jumlah oksigen yang
dibutuhkan oleh bakteri untuk menguraikan hampir semua zat organik
yang terlarut).
6. Tidak
mengandung
ion-ion
yang
merugikan
makhluk
hidup
(Krisbiyantoro, 2008).
2.2 Amonia
Amonia merupakan gas yang tak berwarna dan mudah larut dalam air
(dengan membentuk larutan basa), amonia mudah bereaksi dengan air membentuk
larutan amonium hidroksida. Adanya amonia didalam air erat hubungannya
dengan siklus pada N dialam ini. Dengan melihat siklus tersebut dapat diketahui
bahwa amonia dapat terbentuk dari :
a. Dekomposisi bahan-bahan organik yang mengandung N baik yang berasal
dari hewan (misalnya faeses) oleh bakteri
b. Hydrolisa urea yang terdapat dalam urine hewan
c. Dekomposisi bahan-bahan organik dari tumbuh-tumbuhan yang mati oleh
bakteri
Amonia juga merupakan suatu zat yang menimbulkan bau yang sangat
tajam sehingga kehadiran bahan ini dalam air minum dan air bersih adalah
menyangkut perubahan fisik dari pada air tersebut yang akan mempengaruhi
kesehatan masyarakat. Standar kualitas air minum dan air bersih dari Dep. Kes R.I
menetapkan persyaratan kadar amonia yg diperbolehkan ada pada air minum dan
air bersih (Sutrisno, 2004).
Didalam air, amonia terdapat dalam 2 bentuk, yaitu NH4+ atau biasa
disebut Ionized Ammonia (IA) yang kurang beracun dan NH3 atau Unionized
Universitas Sumatera Utara
Ammonia (UIA) yang beracun. Kedua bentuk amonia tersebut di dalam air berada
dalam keseimbangan sepetri terlihat dari persamaan reaksi berikut:
NH4+
+ OH-
NH3
+
H2O
Makin tinggi pH air, daya racun amonia semakin meningkat, sebab
sebagian besar berada dalam bentuk NH3, sedangkan amonia dalam bentuk
molekul (NH3) lebih beracun daripada yang berbentuk ion (NH4+). Amonia
dalam bentuk molekul dapat menembus bagian membran sel lebih cepat daripada
ion NH4+ (Kordi K, 2007).
Pada pH 6, yang terdapat dalam air adalah 100% amonium, pada pH 7
perbandingan antara keduanya adalah 1% amoniak dan 99% amonium, pada pH 8
terdapat 4% amoniak dan 96% amonium, pada pH 9 akan terjadi lonjakan dimana
amoniak sebesar 25% dan amonium 75%. Jadi semakin tinggi nilai pH akan
menyebabkan keseimbangan antara amonium dengan amoniak semakin bergeser
kearah amoniak, artinya kenaikan pH akan meningkatkan konsentrasi amoniak
yang diketahui bersifat sangat toksik bagi organisma air (Barus, 2004)
2.2.1 Analisis Amonia
Untuk menentukan kadar amonia dalam air, metode yang biasa digunakan
adalah metode Nessler. Umumnya sebelum dianalisis dengan metode tersebut, air
diatur dulu pHnya dengan asam borat sampai 9,5. Pengaturan pH ini dimaksudkan
untuk mengurangi kemungkinan terhidrolisisnya senyawa organik
yang
mengandung N dan senyawa sianat. Analisa dengan metode Nessler, dapat
digunakan untuk amonia dengan kadar 0,02 ppm. Reagensia Nessler dengan
amonia akan membentuk warna kuning yang dapat diukur pada panjang
gelombang 400 - 425 nm. Selain itu, metode Nessler ini menggunakan senyawa
Universitas Sumatera Utara
dengan logam berat Hg dengan pengamatan warna secara visual baru tampak jelas
bila perbedaan kadar amonianya 2 ppm (Kordi K, 2007).
2.3 Spektrofotometri
2.3.1 Teori Spektrofotometri UV-Vis
Spektrofotometri sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari
spektrometer dan fotometer. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum
dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas
cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorbsi. Jadi spektrofotometri digunakan
untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransisikan,
direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang (Khopkar,
1990).
Spektrofotometri UV-Vis adalah pengukuran panjang gelombang dan
intensitas sinar ultraviolet dan cahaya tampak yang diabsorbsi oleh sampel. Sinar
ultraviolet dan cahaya tampak memiliki energi yang cukup untuk mempromosikan
elektron pada kulit terluar ke tingkat energi yang lebih tinggi. Spektrofotometri
UV-VIS biasanya digunakan untuk molekul dan ion anorganik atau kompleks
didalam larutan (Dachriyanus, 2004).
Spektrofotometri
UV-Vis
juga
termasuk
anggota
teknik analisis
spektroskopik yang memakai sumber elektromagnetik ultraviolet (190-380 nm)
dan sinar tampak (380-780 nm) dengan memakai instrumen spektrofotometer.
Spektrofotometri UV-Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada
molekul yang dianalisis, sehingga spektrofotometri UV-Vis lebih banyak dipakai
untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif (Mulja, 1995).
Universitas Sumatera Utara
Spektrofotometri UV-Vis dapat melakukan penentuan terhadap sampel
yang berupa larutan, gas atau uap. Untuk sampel yang berupa larutan perlu
diperhatikan beberapa persyaratan pelarut yang dipakai, antara lain:
-
Pelarut yang dipakai tidak mengandung sistem ikatan rangkap terkonjugasi
pada struktur molekulnya dan tidak berwarna
-
Tidak terjadi interaksi antara molekul senyawa yang dianalisis
-
Kemurniannya harus tinggi atau derajat untuk analisis
Pada
umumnya
pelarut
yang
sering
dipakai
dalam
analisis
Spektrofotometri UV-Vis adalah air, etanol, sikloheksan dan isopropanol (mulja,
1995)
Alat- alat instrumentasi spektrofotometer UV-Visible terdiri dari :
1. Sistem Optik
Pada umumnya konfigurasi dasar setiap spektrofotometer UV-Vis berupa
susunan peralatan optik yang terkonstruksi sebagai berikut :
Keterangan :
SR = Sumber radiasi
M = Monokromator
SK = Sampel kompartemen
D = Detektor
A = Amplifier atau penguat
VD = Visual Display atau meter
Universitas Sumatera Utara
Pertama kali spektrofotometer UV-Vis yang diperkenalkan untuk analisis
adalah spektrofotometer UV-Vis dengan sistem optik radiasi berkas tunggal
(single beam). Kemudian dengan kemajuan elektronika mulai dipopulerkan
spektrofotometer UV-Vis radiasi berkas ganda (double beam), dengan asumsi
mengambil suatu keuntungan tidak terpengaruh penurunan intensitas radiasi
berkas ganda adalah : tidak mungkin kedua kuvet yang dipakai adalah betul-betul
identik, dan intensitas yang menuju kedua kuvet juga tidak mungkin betul-betul
sama. Oleh karena itu pada era terakhir ini sistem optik spektrofotometer UV-Vis
cenderung pengukurannya lebih baik dari sistem optik radiasi berkas ganda.
2. Sumber radiasi
Beberapa macam sumber radiasi yang dipakai pada spektrofotometer UVVis adalah lampu deuterium, lampu tungsten dan lampu merkuri. Sumber radiasi
Deuterium dapat dipakai pada daerah panjang gelombang 190 nm sampai 380 nm
(daerah ultraviolet dekat), karena pada rentangan panjang gelombang tersebut
sumber radiasi deuterium memberikan pada spektrofotometri UV-Vis.
3. Monokromator
Monokromator berfungsi untuk mendapatkan radiasi monokromatis dari
sumber radiasi polikromatis. Monokromator pada spektrofotometer UV-Vis
biasanya terdiri dari susunan: celah (slot) masul-filter-prisma-kisi(grating)-celah
keluar.
4. Sampel Kompartemen
Kuvet atau sel merupakan wadah sampel yang akan dianalisis. Ditinjau
dari pemakaiannya kuvet ada dua macam yang permanen terbuat dari bahan gelas
leburan silika atau kuvet dispoble untuk satu kali pemakaian yang terbuat dari
Universitas Sumatera Utara
teflon atau plastik. Ditinjau dari bahan yang dipakai membuat kuvet, ada dua
macam yaitu : kuvet dari leburan silika (kuarsa) dan kuvet dari gelas. Kuvet dari
leburan silika dapat dipakai untuk analisis kualitatif dan kuantitatif pada daerah
pengukuran (380-1100 nm) karena bahan dari gelas mengabsorbsi radiasi UV.
Dianjurkan setiap kali memakai kuvet selalu dibersihkan dengan alkohol
absolut atau direndam didalamnya. Memberikan permukaan kuvet yang basah
harus dipakai kertas lensa yang bagus jangan sekali-kali memegang permukaan
kuvet yang transparan.
5. Detektor
Detektor merupakan salah satu bagian dari spektrofotometer UV-Vis yang
penting
oleh
spektrofotometer
sebab
itu
kualitas
detektor
akan
menentukan
kualitas
UV-Vis.
Fungsi
detektor
akan
menentukan
kualitas
spektrofotometer UV-Vis. Fungsi detektor didalam spektrofotometer adalah
mengubah sinyal radiasi yang diterima menjadi sinyal elektronik
6. Amplifier atau Penguat
Amplifier akan berguna untuk menguatkan informasi yang dibaca oleh
detektor untuk selanjutnya diteruskan ke visual display.
7. Visual Display atau Meter
Bagian ini berfungsi untuk menyampaikan informasi yang diperoleh dari
pemeriksaan secara elektronik. Setiap bagian optik dari spektrometer UV-Vis
memegang fungsi dan peranan tersendiri yang saling terkait fungsi dan
peranannya. Setiap fungsi dan peranan dan bagian dituntut ketelitian dan
ketepatan yang optimal (Mulja, 1995).
Universitas Sumatera Utara