ANALISIS KADAR KALSIUM DAN MAGNESIUM PAD
ANALISIS KADAR KALSIUM DAN MAGNESIUM PADA AIR MINUM ISI
ULANG (AMIU) DI LINGKUNGAN UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA
Kiyat Aji Atmojo1*, Muhaimin2
1,2
Program Studi Pendidikan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Islam Indonesia
Jalan Kaliurang, Km. 14,5 Yogyakarta, 55583, Indonesia
*email: [email protected]
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar logam kalsium (Ca) dan magnesium
(Mg) pada air minum isi ulang (AMIU) yang ada di lingkungan Universitas Islam Indonesia.
Metode yang digunakan adalah titrasi kompleksometri dengan sampel air minum isi ulang
yang diatur pada pH 10 dan dengan bantuan indikator Erimochrome Black T (EBT) untuk
menandai titik akhir titrasi. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa air minum isi ulang yang
berada di lingkungan Universitas Islam Indonesia memiliki kadar kalsium (Ca) dan
magnesium (Mg) yang masih dalam batas kadar maksimal untuk dikonsumsi dari kadar
maksimum yang diperbolehkan oleh Peraturan Menteri Kesehatan yaitu masing-masing
sebesar 200 mg/L dan 150 mg/L dengan kadar kalsium sebesar 192 mg/L pada sampel A, 156
mg/L pada sampel B, dan 169 mg/L pada sampel C dan kadar magnesium sebesar 113 mg/L
pada sampel A, 93 mg/L pada sampel B, dan 101 mg/L pada sampel C.
Kata kunci: kalsium, magnesium, air minum isi ulang (AMIU), metode titrasi
kompleksometri
PENDAHULUAN
Pengadaan air bersih untuk kepentingan rumah tangga seperti untuk air minum, air
mandi dan sebagainya harus memenuhi persyaratan yang sudah ditentukan oleh pemerintah
Republik Indonesia. Dalam hal ini persyaratan kualitas air minum harus sesuai dengan
ketentuan
yang
tercantum
dalam
Keputusan
Menteri
Kesehatan
RI
No.492/MENKES/IV/2010, dimana setiap komponen yang terkandung dalam air minum
harus sesuai dengan yang ditetapkan. Air minum selain merupakan kebutuhan esensial,
namun juga berpotensi sebagai media penularan penyakit, keracunan dan sebagainya
(Nuraini, dkk., 2015).
Air minum isi ulang saat ini menjadi salah satu pilihan dalam memenuhi kebutuhan
hidup masyarakat, karena selain lebih praktis air minum isi ulang juga dianggap lebih
higienis. Untuk mendapatkan air minum dengan kualitas tinggi perlu dilakukan pengolahan
dan pemurnian untuk mencapai kualitas yang diinginkan. Proses pengolahan air minum
tergantung dari kualitas air baku dan peralatan yang digunakan (Nuraini, dkk., 2015).
Kekerasan (hardness) atau kesadahan adalah banyaknya kandungan berbagai macam
mineral (Ca, Mg, Sr, Fe, dan Mn) dalam air. Kandungan mineral yang tinggi disebabkan oleh
banyaknya kandungan kalsium karbonat. Tanah yang banyak mengandung kapur
mengakibatkan air di sekitarnya mempunyai tingkat kekerasan yang tinggi. Sementara itu, air
yang terdapat di daerah gambit atau rawa-rawa biasanya memiliki pH rendah sehingga
tingkat kekerasan airnya juga rendah (Kuncoro, 2008).
Kadar kesadahan yang dianjurkan untuk air yang layak diminum adalah 500 mg/L
(Depkes, 2010). Kadar kesadahan yang tinggi dapat menyebabkan efek negatif terhadap
kesehatan misalnya penyakit batu ginjal dan karang gigi karena air sadah banyak
mengandung ion logam Ca2+ dan Mg2+ (Florencia, 2014). Kalsium biasanya dibatasi
penyerapannya oleh usus sesuai kebutuhan yaitu 1000-1200 mg/hari bagi orang dewasa.
Sedangkan bagi remaja membutuhkan lebih tinggi yaitu 1300 mg/hari (Almatsier, 2004).
Kalsium bukan hanya untuk tulang, kalsium berfungsi dalam proses pembekuan
darah, kontraksi otot, dan metabolisme sel. Kadar kalsium yang rendah di dalam darah
dikompensasi dengan menarik kalsium dari tulang untuk memenuhi jumlah kalsium untuk
mempertahankan fungsi jantung dan otot bekerja. Batas maksimum kadar kalsium adalah
2500 mg/hari berdasarkan pertimbangan resiko pembentukan batu ginjal (Kozisek, 2005;
Silalahi, 2011). Magnesium memegang peranan penting pada relaksasi otot. Di samping itu
magnesium berperan penting pada metabolisme kalsium dan juga diperlukan untuk sintesis
protein yang terdapat dalam tulang. Orang dewasa membutuhkan magnesium sekitar 400-500
mg/hari. Kekurangan magnesium dapat mengakibatkan jari-jari tangan dingin, kejang betis,
tekanan darah meningkat dan aritmia jantung yang berbahaya (Tjay dan Rahardja, 2007).
Berdasarkan World Health Organization, kadar magnesium minimum yang
dianjurkan dalam air minum adalah 10 mg/L dan kadar optimumnya adalah 20–30 mg/L.
Sedangkan kadar minimum kalsium yang dianjurkan dalam air minum adalah 20 mg/L dan
kadar optimumnya adalah 40–80 mg/L (Kozisek, 2005). Sementara itu kadar maksimal
magnesium yang dianjurkan sesuai persyaratan kualitas air minum di dalam Baku Mutu Air
Minum menurut Permenkes RI No.01/Birhukmas/I/1975 adalah 30 mg/L dan kadar maksimal
magnesium diperbolehkan adalah 150 mg/L. Sedangkan kadar maksimal kalsium yang
dianjurkan adalah 75 mg/L dan kadar maksimal kalsium diperbolehkan adalah 200 mg/L.
Yeni (2014) telah melakukan penelitian analisis kandungan kalsium, magnesium, dan
sulfat pada sedimen kolam instalasi pengolahan air limbah (IPAL) TPA Muara Fajar
Pekanbaru. Penelitian ini menggunakan metode kompleksometri untuk menganalisis kalsium
dan magnesium sedangkan untuk menganalisis sulfat menggunakan metode spektrofotometri.
Pratama, dkk (2015) melakukan penelitian validasi metode analisis logam Na, K, Mg dan Ca
pada air tua (bittern) menggunakan Microwave Plasma-Atomic Emission Spectrometer (MPAES). Indrayani (2016) melakukan penelitian analisis kandungan logam kalsium air tahu
dengan menggunakan metode spektrofotometri serapan atom.
Penelitian ini dilakukan untuk menentukan kadar kalsium (Ca) dan magnesium (Mg)
yang terkandung dalam air minum isi ulang yang beredar di lingkungan Universitas Islam
Indonesia. Analisis penentuan kadar kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) pada sampel air
minum isi ulang menggunakan Titrasi Kompleksometri. Dari penelitian ini, diharapkan dapat
diketahui kandungan kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam air minum isi ulang di
lingkungan Universitas Islam Indonesia.
METODOLOGI PENELITIAN
a. Alat
Statif dan klem, pipet tetes, pro pipet, pipet volume 5 mL dan 25 mL, gelas beker,
corong, buret, Erlenmeyer 250 mL, neraca analitik, tisu, label.
b. Bahan
Sampel air minum isi ulang, akuades, larutan buffer pH 10, indikator Erimochrome Black
T (EBT), Na2EDTA padat, CaCO3, HCl 2 N.
c. Prosedur Kerja
1. Pembuatan Larutan Na2EDTA
Na2EDTA ditimbang tepat 0,372 gram lalu dilarutkan dengan sedikit akuades dalam
gelas beker. Dituang larutan kedalam labu ukur 100 mL lalu ditambahkan akuades hingga
tanda batas.
2. Standarisasi Larutan Na2EDTA
Kalsium karbonat (CaCO3) ditimbang sebanyak 0,2 gram lalu dilarutkan menjadi 100
mL dengan pelarut HCl + akuades 1:1. Diambil 10 mL larutan ke dalam Erlenmeyer lalu
ditambahkan 5 mL larutan buffer pH 10. Ditambahkan serbuk EBT seujung sendok kemudian
dititrasi dengan larutan Na 2EDTA sampai larutan berubah warna dari merah menjadi biru.
Titrasi diulangi sebanyak 3 kali (triplo).
3. Analisis Ca dan Mg
Sampel air diambil sebanyak 25 mL dan dimasukan kedalam Erlenmeyer 250 mL.
Tambahkan 5 mL larutan buffer pH 10 ke dalam Erlenmeyer lalu ditambahkan serbuk EBT
seujung sendok. Dititrasi dengan larutan standar Na 2EDTA 0,01 M sampai larutan berubah
warna dari merah menjadi biru. Titrasi diulangi sebanyak 3 kali (triplo).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian yang telah dilakukan berupa analisis kadar kalsium dan magnesium pada
air minum isi ulang. Sampel yang digunakan pada penelitian ini adalah air minum isi ulang
yang biasa dikonsumsi oleh masyarakat terutama mahasiswa yang ada di lingkungan
Universitas Islam Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar kalsium dan
magnesium pada air minum isi ulang yang biasa dikonsumsi masyarakat terutama mahasiswa
yang ada di lingkungan Universitas Islam Indonesia. Analisis kadar kalsium dan magnesium
pada penelitian ini menggunakan metode titrasi kompleksometri. Prinsip metode
kompleksometri yaitu titrasi berdasarkan pembentukan senyawa kompleks (ion kompleks
atau garam yang sukar mengion). Kompleksometri merupakan jenis titrasi dimana titran dan
titrat saling mengkompleks membentuk hasil berupa kompleks.
Langkah pertama yang dilakukan adalah membuat larutan Na 2EDTA. Larutan
Na2EDTA 0,01 M dibuat dengan menimbang tepat 0,372 gram Na 2EDTA lalu dilarutkan
dengan akuades 100 mL. Larutan Na 2EDTA perlu distandarisasi karena merupakan standar
sekunder. Standarisasi larutan Na2EDTA dapat dilakukan menggunakan larutan CaCO3.
Ditimbang 0,2 gram CaCO3 dalam gelas beker 250 mL lalu dilarutkan hingga 100 mL dengan
pelarut HCl + akuades 1:1. Diambil 10 mL larutan CaCO 3 ke dalam Erlenmeyer lalu
tambahkan 5 mL larutan buffer pH 10. Tambahkan serbuk EBT seujung sendok lalu dititrasi
secara triplo dengan larutan Na2EDTA. Dan didapatkan data hasil standarisasi larutan
Na2EDTA yang dapat dilihat pada Tabel 1.
Langkah berikutnya adalah melakukan analisis sampel air minum isi ulang dengan
menggunakan titrasi kompleksometri. Sampel air minum isi ulang yang akan diuji didapatkan
dari tiga tempat berbeda yang ada di lingkungan Universitas Islam Indonesia. Sampel air
minum isi ulang dipipet sebanyak 25 mL dan dimasukan kedalam Erlenmeyer 250 mL.
Kemudian ditambahkan 5 mL larutan buffer pH 10 agar pH sampel air berada pada kisaran
pH 10. Tambahkan serbuk indikator EBT seujung sendok dan goyangkan Erlenmeyer hingga
larutan berubah warna menjadi merah pekat. Larutan sampel dititrasi secara triplo dengan
larutan standar Na2EDTA 0,01 M sampai larutan berubah warna dari ungu menjadi biru
pekat. Didapatkan data hasil titrasi sampel A, sampel B, dan sampel C masing-masing dapat
dilihat pada Tabel 2, Tabel 3, dan Tabel 4.
Gambar 1. Sampel air minum isi ulang sebelum di titrasi
Reaksi yang akan terjadi antara Na2EDTA dengan Ca atau Mg sebagai berikut:
Persamaan reaksi:
Ca2+ + C10H14N2Na2O8 •2H2O → Ca(C10H14N2O8) + 2Na+
Mg2+ + C10H14N2Na2O8 •2H2O → Mg(C10H14N2O8) + 2Na+
Gambar 2. Sampel air minum isi ulang setelah di titrasi
Tabel 1. Data hasil standarisasi larutan Na2EDTA
No
1
2
3
Rata-rata
CaCO3 (g)
0,202
0,201
0,202
Na2EDTA (L)
0,022
0,020
0,020
Na2EDTA (M)
0,0092
0,0100
0,0101
0,0097
Tabel 2. Data hasil titrasi sampel A
No
Sampel A (L)
Na2EDTA (L)
1
2
3
Rata-rata
0,025
0,025
0,025
0,0125
0,0123
0,0122
Ca
(g)
0,0049
0,0048
0,0047
0,0048
Ca
(mg/L)
196
192
188
192
Mg
(g)
0,0029
0,0028
0,0028
0,0028
Mg
(mg/L)
116
112
112
113
Mg
(g)
0,0024
0,0023
0,0023
0,0023
Mg
(mg/L)
96
92
92
93
Tabel 3. Data hasil titrasi sampel B
No
Sampel B (L)
Na2EDTA (L)
1
2
3
Rata-rata
0,025
0,025
0,025
0,0102
0,0099
0,0100
Ca
(g)
0,0040
0,0038
0,0039
0,0039
Ca
(mg/L)
160
152
156
156
Tabel 4. Data hasil titrasi sampel C
No
Sampel C (L)
Na2EDTA (L)
1
2
3
Rata-rata
0,025
0,025
0,025
0,0108
0,0108
0,0110
Ca
(g)
0,0042
0,0042
0,0043
0,0042
Ca
(mg/L)
168
168
172
169
Mg
(g)
0,0025
0,0025
0,0026
0,0025
Mg
(mg/L)
100
100
104
101
Tabel 2 menunjukan kadar kalsium sebanyak 192 mg/L dan kadar magnesium
sebanyak 113 mg/L pada sampel A. Hal ini menunjukan bahwa kadar kalsium dan
magnesium pada sampel A hampir mendekati kadar maksimum yang diperbolehkan oleh
Peraturan Menteri Kesehatan yaitu masing-masing 200 mg/L dan 150 mg/L. Pada Tabel 3,
kadar kalsium sebanyak 156 mg/L dan kadar magnesium sebanyak 93 mg/L pada sampel B.
Hal ini menunjukan bahwa kadar kalsium dan magnesium pada sampel B relatif sedang dari
kadar maksimum yang diperbolehkan. Sedangkan pada Tabel 4, kadar kalsium sebanyak 169
mg/L dan kadar magnesium sebanyak 101 mg/L pada sampel C. Hal ini menunjukan bahwa
kadar kalsium dan magnesium pada sampel C relatif sedang dari kadar maksimum yang
diperbolehkan. Sampel air minum isi ulang yang diteliti memiliki kadar kalsium dan
magnesium mendekati batas kadar maksimum yang diperbolehkan terutama pada sampel A.
Kalsium pada air minum diperlukan untuk tulang, proses pembekuan darah, kontraksi otot,
dan metabolisme sel. Sedangkan magnesium memegang peranan penting pada relaksasi otot.
Magnesium juga berperan penting pada metabolisme kalsium dan diperlukan untuk sintesis
protein yang terdapat dalam tulang. Faktor-faktor penyebab kandungan kalsium dan
magnesium yang tinggi dapat disebabkan karena proses pengolahan dan pemurnian yang
masih kurang bagus. Proses pengolahan air minum ini tergantung pada kualitas air baku dan
peralatan yang digunakan.
KESIMPULAN
Dapat disimpulkan bahwa air minum isi ulang yang berada di lingkungan Universitas
Islam Indonesia memiliki kadar kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) yang masih dalam batas
kadar maksimal untuk dikonsumsi dari kadar maksimum yang diperbolehkan oleh Peraturan
Menteri Kesehatan yaitu masing-masing sebesar 200 mg/L dan 150 mg/L dengan kadar
kalsium sebesar 192 mg/L pada sampel A, 156 mg/L pada sampel B, dan 169 mg/L pada
sampel C dan kadar magnesium sebesar 113 mg/L pada sampel A, 93 mg/L pada sampel B,
dan 101 mg/L pada sampel C.
SARAN
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang kadar kalsium (Ca) dan magnesium
(Mg) pada air minum isi ulang di lingkungan Universitas Islam Indonesia dan perlu
dilakukan penelitian dengan kadar logam lainnya untuk mendapatkan data yang lebih
mencukupi agar nantinya diperoleh hasil data yang lebih beragam. Sehingga penelitian
selanjutnya dapat lebih efektif dan memberikan manfaat yang lebih lagi bagi masyarakat
maupun lingkungan di masa yang akan datang.
DAFTAR PUSTAKA
Almatsier, S., 2004, Prinsip Dasar Ilmu Gizi, Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Umum.
Departemen Kesehatan RI. 2010. Peraturan Menteri Kesehatan RI No.492/Menkes/
PER/IV/2010 Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum, Pusat Laboratorium Kesehatan
Depkes Republik Indonesia, Jakarta.
Florencia, M. 2014. Analisis Kalsium, Magnesium, Dan Timbal Pada Air Mineral Dalam
Kemasan Dan Air Minum Isi Ulang Secara Spektrofotometri Serapan Atom. Skripsi.
Program Studi Farmasi, USU.
Indrayani, F., 2016. Analisis Kandungan Logam Kalsium Air Tahu Dengan Menggunakan
Metode Spektrofotometri Serapan Atom. Journal of Pharmaceutical Science and Herbal
Technology. 1(1): 9-11.
Kozisek, F., 2005, Health Risks From Drinking Demineralised Water, Switzerland: WHO
Library Cataloguing In Publication Data.
Kuncoro, E.B., 2008, Pesona Taman Akuarium Air Tawar, Yogyakarta: Kanisius.
Nuraini, Iqbal, Sabhan. 2015. Analisis Logam Berat Pada Air Minum Isi Ulang (AMIU)
Dengan Menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA). Jurnal Gravitasi. 14(10):
36-43.
Permenkes RI. 1975. Baku Mutu Air Minum menurut Meskes RI No. 01/Birhukmas/I/1975.
Pratama, D.S., Pirdaus, P., Rinawati. 2015. Validasi Metode Analisis Logam Na, K, Mg Dan
Ca Pada Air Tua (Bittern) Menggunakan Microwave Plasma-Atomic Emission
Spectrometer (Mp-Aes). Jurnal Standarisasi. 17(3): 187-198.
Silalahi, J., 2011, Dampak Negatif Air Minum Reverse Osmosis (RO) Terhadap Kesehatan,
Medan: Balai POM.
Tjay, T.H., dan Rahardja, K., 2007, Obat-Obat Penting Khasiat, Penggunaan, dan Efek-Efek
Sampingnya. Edisi ke VI, Jakarta: UI-Press.
Yeni, I., Itnawati, Bali. 2014. Analisis Kalsium, Magnesium Dan Sulfat Pada Sedimen
Kolam Instalasi Pengolahan Air Limbah (Ipal) Tpa Muara Fajar Pekanbaru. Jurnal
Chemical. 1(1): 1-8.
Analisis Data
1. Standarisasi Na-EDTA
No
CaCO3 (g)
1
0,202
2
0,201
3
0,202
Rata-rata
0,2016
Na-EDTA (L)
0,022
0,020
0,020
0,0206
M Na-EDTA =
g CaCO3
V Na-EDTA x fp x Mr Ca CO3
M Na-EDTA =
0,2016 g
0,0206 L x 10 x 100 g/L
Na-EDTA (M)
0,0092
0,0100
0,0101
0,0097
= 0,0097 M
2. Analisis Sampel Air
Tabel 2. Data hasil titrasi sampel A
No
Sampel A (L)
Na-EDTA (L)
1
2
3
Rata-rata
0,025
0,025
0,025
0,025
0,0125
0,0123
0,0122
0,0123
Ca
(g)
0,0049
0,0048
0,0047
0,0048
Konsentrasi Ca:
M Ca sampel =
M Na-EDTA x V Na-EDTA
V sampel
M Ca sampel =
0,0097 M x 0,0123 L
0,025 L
= 0,0048 M
Berat Ca:
g Ca = M Ca sampel x Ar Ca x V sampel
g Ca = 0,0048 M x 40 g/L x 0,025 L = 0,0048 g
Kadar Ca:
Kadar Ca (mg/L) =
mg Ca
V sampel
Kadar Ca (mg/L) =
4,8 mg
0,025 L
Konsentrasi Mg:
= 192 mg/L
Ca
(mg/L)
196
192
188
192
Mg
(g)
0,0030
0,0029
0,0028
0,0029
Mg
(mg/L)
120
116
112
116
M Mg sampel =
M Na-EDTA x V Na-EDTA
V sampel
M Mg sampel =
0,0097 M x 0,0123 L
0,025 L
= 0,0048 M
Berat Mg:
g Mg = M Mg sampel x Ar Mg x V sampel
g Mg = 0,0048 M x 24,3 g/L x 0,025 L = 0,0029 g
Kadar Mg:
Kadar Mg (mg/L) =
mg Mg
V sampel
Kadar Mg (mg/L) =
2,9 mg
0,025 L
= 116 mg/L
Tabel 3. Data hasil titrasi sampel B
No
Sampel B (L)
Na-EDTA (L)
1
2
3
Rata-rata
0,025
0,025
0,025
0,025
0,0102
0,0099
0,0100
0,01003
Ca
(g)
0,0040
0,0038
0,0039
0,0039
Konsentrasi Ca:
M Na-EDTA x V Na-EDTA
V sampel
0,0097 M x 0,01003 L
M Ca sampel =
= 0,0039 M
0,025 L
M Ca sampel =
Berat Ca:
g Ca = M Ca sampel x Ar Ca x V sampel
g Ca = 0,0039 M x 40 g/L x 0,025 L = 0,0039 g
Kadar Ca:
mg Ca
V sampel
3,9 mg
Kadar Ca (mg/L) =
= 156 mg/L
0,025 L
Kadar Ca (mg/L) =
Konsentrasi Mg:
Ca
(mg/L)
160
152
156
156
Mg
(g)
0,0024
0,0024
0,0024
0,0024
Mg
(mg/L)
96
96
96
96
M Na-EDTA x V Na-EDTA
V sampel
0,0097 M x 0,01003 L
M Mg sampel =
= 0,0039 M
0,025 L
M Mg sampel =
Berat Mg:
g Mg = M Mg sampel x Ar Mg x V sampel
g Mg = 0,0039 M x 24,3 g/L x 0,025 L = 0,0024 g
Kadar Mg:
Kadar Mg (mg/L) =
mg Mg
V sampel
Kadar Mg (mg/L) =
2,4 mg
0,025 L
= 96 mg/L
Tabel 4. Data hasil titrasi sampel C
No
Sampel C (L)
Na-EDTA (L)
1
2
3
Rata-rata
0,025
0,025
0,025
0,0108
0,0108
0,0110
Ca
(g)
0,0042
0,0042
0,0043
0,0042
Konsentrasi Ca:
M Na-EDTA x V Na-EDTA
V sampel
0,0097 M x 0,0108 L
M Ca sampel =
= 0,0042 M
0,025 L
M Ca sampel =
Berat Ca:
g Ca = M Ca sampel x Ar Ca x V sampel
g Ca = 0,0042 M x 40 g/L x 0,025 L = 0,0042 g
Kadar Ca:
mg Ca
V sampel
4,2 mg
Kadar Ca (mg/L) =
= 168 mg/L
0,025 L
Kadar Ca (mg/L) =
Konsentrasi Mg:
M Na-EDTA x V Na-EDTA
V sampel
0,0097 M x 0,0108 L
M Mg sampel =
= 0,0042 M
0,025 L
M Mg sampel =
Berat Mg:
g Mg = M Mg sampel x Ar Mg x V sampel
Ca
(mg/L)
168
168
172
169
Mg
(g)
0,0026
0,0026
0,0026
0,0026
Mg
(mg/L)
104
104
104
104
g Mg = 0,0042 M x 24,3 g/L x 0,025 L = 0,0026 g
Kadar Mg:
Kadar Mg (mg/L) =
mg Mg
V sampel
Kadar Mg (mg/L) =
2,6 mg
0,025 L
= 104 mg/L
ULANG (AMIU) DI LINGKUNGAN UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA
Kiyat Aji Atmojo1*, Muhaimin2
1,2
Program Studi Pendidikan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Islam Indonesia
Jalan Kaliurang, Km. 14,5 Yogyakarta, 55583, Indonesia
*email: [email protected]
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar logam kalsium (Ca) dan magnesium
(Mg) pada air minum isi ulang (AMIU) yang ada di lingkungan Universitas Islam Indonesia.
Metode yang digunakan adalah titrasi kompleksometri dengan sampel air minum isi ulang
yang diatur pada pH 10 dan dengan bantuan indikator Erimochrome Black T (EBT) untuk
menandai titik akhir titrasi. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa air minum isi ulang yang
berada di lingkungan Universitas Islam Indonesia memiliki kadar kalsium (Ca) dan
magnesium (Mg) yang masih dalam batas kadar maksimal untuk dikonsumsi dari kadar
maksimum yang diperbolehkan oleh Peraturan Menteri Kesehatan yaitu masing-masing
sebesar 200 mg/L dan 150 mg/L dengan kadar kalsium sebesar 192 mg/L pada sampel A, 156
mg/L pada sampel B, dan 169 mg/L pada sampel C dan kadar magnesium sebesar 113 mg/L
pada sampel A, 93 mg/L pada sampel B, dan 101 mg/L pada sampel C.
Kata kunci: kalsium, magnesium, air minum isi ulang (AMIU), metode titrasi
kompleksometri
PENDAHULUAN
Pengadaan air bersih untuk kepentingan rumah tangga seperti untuk air minum, air
mandi dan sebagainya harus memenuhi persyaratan yang sudah ditentukan oleh pemerintah
Republik Indonesia. Dalam hal ini persyaratan kualitas air minum harus sesuai dengan
ketentuan
yang
tercantum
dalam
Keputusan
Menteri
Kesehatan
RI
No.492/MENKES/IV/2010, dimana setiap komponen yang terkandung dalam air minum
harus sesuai dengan yang ditetapkan. Air minum selain merupakan kebutuhan esensial,
namun juga berpotensi sebagai media penularan penyakit, keracunan dan sebagainya
(Nuraini, dkk., 2015).
Air minum isi ulang saat ini menjadi salah satu pilihan dalam memenuhi kebutuhan
hidup masyarakat, karena selain lebih praktis air minum isi ulang juga dianggap lebih
higienis. Untuk mendapatkan air minum dengan kualitas tinggi perlu dilakukan pengolahan
dan pemurnian untuk mencapai kualitas yang diinginkan. Proses pengolahan air minum
tergantung dari kualitas air baku dan peralatan yang digunakan (Nuraini, dkk., 2015).
Kekerasan (hardness) atau kesadahan adalah banyaknya kandungan berbagai macam
mineral (Ca, Mg, Sr, Fe, dan Mn) dalam air. Kandungan mineral yang tinggi disebabkan oleh
banyaknya kandungan kalsium karbonat. Tanah yang banyak mengandung kapur
mengakibatkan air di sekitarnya mempunyai tingkat kekerasan yang tinggi. Sementara itu, air
yang terdapat di daerah gambit atau rawa-rawa biasanya memiliki pH rendah sehingga
tingkat kekerasan airnya juga rendah (Kuncoro, 2008).
Kadar kesadahan yang dianjurkan untuk air yang layak diminum adalah 500 mg/L
(Depkes, 2010). Kadar kesadahan yang tinggi dapat menyebabkan efek negatif terhadap
kesehatan misalnya penyakit batu ginjal dan karang gigi karena air sadah banyak
mengandung ion logam Ca2+ dan Mg2+ (Florencia, 2014). Kalsium biasanya dibatasi
penyerapannya oleh usus sesuai kebutuhan yaitu 1000-1200 mg/hari bagi orang dewasa.
Sedangkan bagi remaja membutuhkan lebih tinggi yaitu 1300 mg/hari (Almatsier, 2004).
Kalsium bukan hanya untuk tulang, kalsium berfungsi dalam proses pembekuan
darah, kontraksi otot, dan metabolisme sel. Kadar kalsium yang rendah di dalam darah
dikompensasi dengan menarik kalsium dari tulang untuk memenuhi jumlah kalsium untuk
mempertahankan fungsi jantung dan otot bekerja. Batas maksimum kadar kalsium adalah
2500 mg/hari berdasarkan pertimbangan resiko pembentukan batu ginjal (Kozisek, 2005;
Silalahi, 2011). Magnesium memegang peranan penting pada relaksasi otot. Di samping itu
magnesium berperan penting pada metabolisme kalsium dan juga diperlukan untuk sintesis
protein yang terdapat dalam tulang. Orang dewasa membutuhkan magnesium sekitar 400-500
mg/hari. Kekurangan magnesium dapat mengakibatkan jari-jari tangan dingin, kejang betis,
tekanan darah meningkat dan aritmia jantung yang berbahaya (Tjay dan Rahardja, 2007).
Berdasarkan World Health Organization, kadar magnesium minimum yang
dianjurkan dalam air minum adalah 10 mg/L dan kadar optimumnya adalah 20–30 mg/L.
Sedangkan kadar minimum kalsium yang dianjurkan dalam air minum adalah 20 mg/L dan
kadar optimumnya adalah 40–80 mg/L (Kozisek, 2005). Sementara itu kadar maksimal
magnesium yang dianjurkan sesuai persyaratan kualitas air minum di dalam Baku Mutu Air
Minum menurut Permenkes RI No.01/Birhukmas/I/1975 adalah 30 mg/L dan kadar maksimal
magnesium diperbolehkan adalah 150 mg/L. Sedangkan kadar maksimal kalsium yang
dianjurkan adalah 75 mg/L dan kadar maksimal kalsium diperbolehkan adalah 200 mg/L.
Yeni (2014) telah melakukan penelitian analisis kandungan kalsium, magnesium, dan
sulfat pada sedimen kolam instalasi pengolahan air limbah (IPAL) TPA Muara Fajar
Pekanbaru. Penelitian ini menggunakan metode kompleksometri untuk menganalisis kalsium
dan magnesium sedangkan untuk menganalisis sulfat menggunakan metode spektrofotometri.
Pratama, dkk (2015) melakukan penelitian validasi metode analisis logam Na, K, Mg dan Ca
pada air tua (bittern) menggunakan Microwave Plasma-Atomic Emission Spectrometer (MPAES). Indrayani (2016) melakukan penelitian analisis kandungan logam kalsium air tahu
dengan menggunakan metode spektrofotometri serapan atom.
Penelitian ini dilakukan untuk menentukan kadar kalsium (Ca) dan magnesium (Mg)
yang terkandung dalam air minum isi ulang yang beredar di lingkungan Universitas Islam
Indonesia. Analisis penentuan kadar kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) pada sampel air
minum isi ulang menggunakan Titrasi Kompleksometri. Dari penelitian ini, diharapkan dapat
diketahui kandungan kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam air minum isi ulang di
lingkungan Universitas Islam Indonesia.
METODOLOGI PENELITIAN
a. Alat
Statif dan klem, pipet tetes, pro pipet, pipet volume 5 mL dan 25 mL, gelas beker,
corong, buret, Erlenmeyer 250 mL, neraca analitik, tisu, label.
b. Bahan
Sampel air minum isi ulang, akuades, larutan buffer pH 10, indikator Erimochrome Black
T (EBT), Na2EDTA padat, CaCO3, HCl 2 N.
c. Prosedur Kerja
1. Pembuatan Larutan Na2EDTA
Na2EDTA ditimbang tepat 0,372 gram lalu dilarutkan dengan sedikit akuades dalam
gelas beker. Dituang larutan kedalam labu ukur 100 mL lalu ditambahkan akuades hingga
tanda batas.
2. Standarisasi Larutan Na2EDTA
Kalsium karbonat (CaCO3) ditimbang sebanyak 0,2 gram lalu dilarutkan menjadi 100
mL dengan pelarut HCl + akuades 1:1. Diambil 10 mL larutan ke dalam Erlenmeyer lalu
ditambahkan 5 mL larutan buffer pH 10. Ditambahkan serbuk EBT seujung sendok kemudian
dititrasi dengan larutan Na 2EDTA sampai larutan berubah warna dari merah menjadi biru.
Titrasi diulangi sebanyak 3 kali (triplo).
3. Analisis Ca dan Mg
Sampel air diambil sebanyak 25 mL dan dimasukan kedalam Erlenmeyer 250 mL.
Tambahkan 5 mL larutan buffer pH 10 ke dalam Erlenmeyer lalu ditambahkan serbuk EBT
seujung sendok. Dititrasi dengan larutan standar Na 2EDTA 0,01 M sampai larutan berubah
warna dari merah menjadi biru. Titrasi diulangi sebanyak 3 kali (triplo).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian yang telah dilakukan berupa analisis kadar kalsium dan magnesium pada
air minum isi ulang. Sampel yang digunakan pada penelitian ini adalah air minum isi ulang
yang biasa dikonsumsi oleh masyarakat terutama mahasiswa yang ada di lingkungan
Universitas Islam Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar kalsium dan
magnesium pada air minum isi ulang yang biasa dikonsumsi masyarakat terutama mahasiswa
yang ada di lingkungan Universitas Islam Indonesia. Analisis kadar kalsium dan magnesium
pada penelitian ini menggunakan metode titrasi kompleksometri. Prinsip metode
kompleksometri yaitu titrasi berdasarkan pembentukan senyawa kompleks (ion kompleks
atau garam yang sukar mengion). Kompleksometri merupakan jenis titrasi dimana titran dan
titrat saling mengkompleks membentuk hasil berupa kompleks.
Langkah pertama yang dilakukan adalah membuat larutan Na 2EDTA. Larutan
Na2EDTA 0,01 M dibuat dengan menimbang tepat 0,372 gram Na 2EDTA lalu dilarutkan
dengan akuades 100 mL. Larutan Na 2EDTA perlu distandarisasi karena merupakan standar
sekunder. Standarisasi larutan Na2EDTA dapat dilakukan menggunakan larutan CaCO3.
Ditimbang 0,2 gram CaCO3 dalam gelas beker 250 mL lalu dilarutkan hingga 100 mL dengan
pelarut HCl + akuades 1:1. Diambil 10 mL larutan CaCO 3 ke dalam Erlenmeyer lalu
tambahkan 5 mL larutan buffer pH 10. Tambahkan serbuk EBT seujung sendok lalu dititrasi
secara triplo dengan larutan Na2EDTA. Dan didapatkan data hasil standarisasi larutan
Na2EDTA yang dapat dilihat pada Tabel 1.
Langkah berikutnya adalah melakukan analisis sampel air minum isi ulang dengan
menggunakan titrasi kompleksometri. Sampel air minum isi ulang yang akan diuji didapatkan
dari tiga tempat berbeda yang ada di lingkungan Universitas Islam Indonesia. Sampel air
minum isi ulang dipipet sebanyak 25 mL dan dimasukan kedalam Erlenmeyer 250 mL.
Kemudian ditambahkan 5 mL larutan buffer pH 10 agar pH sampel air berada pada kisaran
pH 10. Tambahkan serbuk indikator EBT seujung sendok dan goyangkan Erlenmeyer hingga
larutan berubah warna menjadi merah pekat. Larutan sampel dititrasi secara triplo dengan
larutan standar Na2EDTA 0,01 M sampai larutan berubah warna dari ungu menjadi biru
pekat. Didapatkan data hasil titrasi sampel A, sampel B, dan sampel C masing-masing dapat
dilihat pada Tabel 2, Tabel 3, dan Tabel 4.
Gambar 1. Sampel air minum isi ulang sebelum di titrasi
Reaksi yang akan terjadi antara Na2EDTA dengan Ca atau Mg sebagai berikut:
Persamaan reaksi:
Ca2+ + C10H14N2Na2O8 •2H2O → Ca(C10H14N2O8) + 2Na+
Mg2+ + C10H14N2Na2O8 •2H2O → Mg(C10H14N2O8) + 2Na+
Gambar 2. Sampel air minum isi ulang setelah di titrasi
Tabel 1. Data hasil standarisasi larutan Na2EDTA
No
1
2
3
Rata-rata
CaCO3 (g)
0,202
0,201
0,202
Na2EDTA (L)
0,022
0,020
0,020
Na2EDTA (M)
0,0092
0,0100
0,0101
0,0097
Tabel 2. Data hasil titrasi sampel A
No
Sampel A (L)
Na2EDTA (L)
1
2
3
Rata-rata
0,025
0,025
0,025
0,0125
0,0123
0,0122
Ca
(g)
0,0049
0,0048
0,0047
0,0048
Ca
(mg/L)
196
192
188
192
Mg
(g)
0,0029
0,0028
0,0028
0,0028
Mg
(mg/L)
116
112
112
113
Mg
(g)
0,0024
0,0023
0,0023
0,0023
Mg
(mg/L)
96
92
92
93
Tabel 3. Data hasil titrasi sampel B
No
Sampel B (L)
Na2EDTA (L)
1
2
3
Rata-rata
0,025
0,025
0,025
0,0102
0,0099
0,0100
Ca
(g)
0,0040
0,0038
0,0039
0,0039
Ca
(mg/L)
160
152
156
156
Tabel 4. Data hasil titrasi sampel C
No
Sampel C (L)
Na2EDTA (L)
1
2
3
Rata-rata
0,025
0,025
0,025
0,0108
0,0108
0,0110
Ca
(g)
0,0042
0,0042
0,0043
0,0042
Ca
(mg/L)
168
168
172
169
Mg
(g)
0,0025
0,0025
0,0026
0,0025
Mg
(mg/L)
100
100
104
101
Tabel 2 menunjukan kadar kalsium sebanyak 192 mg/L dan kadar magnesium
sebanyak 113 mg/L pada sampel A. Hal ini menunjukan bahwa kadar kalsium dan
magnesium pada sampel A hampir mendekati kadar maksimum yang diperbolehkan oleh
Peraturan Menteri Kesehatan yaitu masing-masing 200 mg/L dan 150 mg/L. Pada Tabel 3,
kadar kalsium sebanyak 156 mg/L dan kadar magnesium sebanyak 93 mg/L pada sampel B.
Hal ini menunjukan bahwa kadar kalsium dan magnesium pada sampel B relatif sedang dari
kadar maksimum yang diperbolehkan. Sedangkan pada Tabel 4, kadar kalsium sebanyak 169
mg/L dan kadar magnesium sebanyak 101 mg/L pada sampel C. Hal ini menunjukan bahwa
kadar kalsium dan magnesium pada sampel C relatif sedang dari kadar maksimum yang
diperbolehkan. Sampel air minum isi ulang yang diteliti memiliki kadar kalsium dan
magnesium mendekati batas kadar maksimum yang diperbolehkan terutama pada sampel A.
Kalsium pada air minum diperlukan untuk tulang, proses pembekuan darah, kontraksi otot,
dan metabolisme sel. Sedangkan magnesium memegang peranan penting pada relaksasi otot.
Magnesium juga berperan penting pada metabolisme kalsium dan diperlukan untuk sintesis
protein yang terdapat dalam tulang. Faktor-faktor penyebab kandungan kalsium dan
magnesium yang tinggi dapat disebabkan karena proses pengolahan dan pemurnian yang
masih kurang bagus. Proses pengolahan air minum ini tergantung pada kualitas air baku dan
peralatan yang digunakan.
KESIMPULAN
Dapat disimpulkan bahwa air minum isi ulang yang berada di lingkungan Universitas
Islam Indonesia memiliki kadar kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) yang masih dalam batas
kadar maksimal untuk dikonsumsi dari kadar maksimum yang diperbolehkan oleh Peraturan
Menteri Kesehatan yaitu masing-masing sebesar 200 mg/L dan 150 mg/L dengan kadar
kalsium sebesar 192 mg/L pada sampel A, 156 mg/L pada sampel B, dan 169 mg/L pada
sampel C dan kadar magnesium sebesar 113 mg/L pada sampel A, 93 mg/L pada sampel B,
dan 101 mg/L pada sampel C.
SARAN
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang kadar kalsium (Ca) dan magnesium
(Mg) pada air minum isi ulang di lingkungan Universitas Islam Indonesia dan perlu
dilakukan penelitian dengan kadar logam lainnya untuk mendapatkan data yang lebih
mencukupi agar nantinya diperoleh hasil data yang lebih beragam. Sehingga penelitian
selanjutnya dapat lebih efektif dan memberikan manfaat yang lebih lagi bagi masyarakat
maupun lingkungan di masa yang akan datang.
DAFTAR PUSTAKA
Almatsier, S., 2004, Prinsip Dasar Ilmu Gizi, Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Umum.
Departemen Kesehatan RI. 2010. Peraturan Menteri Kesehatan RI No.492/Menkes/
PER/IV/2010 Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum, Pusat Laboratorium Kesehatan
Depkes Republik Indonesia, Jakarta.
Florencia, M. 2014. Analisis Kalsium, Magnesium, Dan Timbal Pada Air Mineral Dalam
Kemasan Dan Air Minum Isi Ulang Secara Spektrofotometri Serapan Atom. Skripsi.
Program Studi Farmasi, USU.
Indrayani, F., 2016. Analisis Kandungan Logam Kalsium Air Tahu Dengan Menggunakan
Metode Spektrofotometri Serapan Atom. Journal of Pharmaceutical Science and Herbal
Technology. 1(1): 9-11.
Kozisek, F., 2005, Health Risks From Drinking Demineralised Water, Switzerland: WHO
Library Cataloguing In Publication Data.
Kuncoro, E.B., 2008, Pesona Taman Akuarium Air Tawar, Yogyakarta: Kanisius.
Nuraini, Iqbal, Sabhan. 2015. Analisis Logam Berat Pada Air Minum Isi Ulang (AMIU)
Dengan Menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA). Jurnal Gravitasi. 14(10):
36-43.
Permenkes RI. 1975. Baku Mutu Air Minum menurut Meskes RI No. 01/Birhukmas/I/1975.
Pratama, D.S., Pirdaus, P., Rinawati. 2015. Validasi Metode Analisis Logam Na, K, Mg Dan
Ca Pada Air Tua (Bittern) Menggunakan Microwave Plasma-Atomic Emission
Spectrometer (Mp-Aes). Jurnal Standarisasi. 17(3): 187-198.
Silalahi, J., 2011, Dampak Negatif Air Minum Reverse Osmosis (RO) Terhadap Kesehatan,
Medan: Balai POM.
Tjay, T.H., dan Rahardja, K., 2007, Obat-Obat Penting Khasiat, Penggunaan, dan Efek-Efek
Sampingnya. Edisi ke VI, Jakarta: UI-Press.
Yeni, I., Itnawati, Bali. 2014. Analisis Kalsium, Magnesium Dan Sulfat Pada Sedimen
Kolam Instalasi Pengolahan Air Limbah (Ipal) Tpa Muara Fajar Pekanbaru. Jurnal
Chemical. 1(1): 1-8.
Analisis Data
1. Standarisasi Na-EDTA
No
CaCO3 (g)
1
0,202
2
0,201
3
0,202
Rata-rata
0,2016
Na-EDTA (L)
0,022
0,020
0,020
0,0206
M Na-EDTA =
g CaCO3
V Na-EDTA x fp x Mr Ca CO3
M Na-EDTA =
0,2016 g
0,0206 L x 10 x 100 g/L
Na-EDTA (M)
0,0092
0,0100
0,0101
0,0097
= 0,0097 M
2. Analisis Sampel Air
Tabel 2. Data hasil titrasi sampel A
No
Sampel A (L)
Na-EDTA (L)
1
2
3
Rata-rata
0,025
0,025
0,025
0,025
0,0125
0,0123
0,0122
0,0123
Ca
(g)
0,0049
0,0048
0,0047
0,0048
Konsentrasi Ca:
M Ca sampel =
M Na-EDTA x V Na-EDTA
V sampel
M Ca sampel =
0,0097 M x 0,0123 L
0,025 L
= 0,0048 M
Berat Ca:
g Ca = M Ca sampel x Ar Ca x V sampel
g Ca = 0,0048 M x 40 g/L x 0,025 L = 0,0048 g
Kadar Ca:
Kadar Ca (mg/L) =
mg Ca
V sampel
Kadar Ca (mg/L) =
4,8 mg
0,025 L
Konsentrasi Mg:
= 192 mg/L
Ca
(mg/L)
196
192
188
192
Mg
(g)
0,0030
0,0029
0,0028
0,0029
Mg
(mg/L)
120
116
112
116
M Mg sampel =
M Na-EDTA x V Na-EDTA
V sampel
M Mg sampel =
0,0097 M x 0,0123 L
0,025 L
= 0,0048 M
Berat Mg:
g Mg = M Mg sampel x Ar Mg x V sampel
g Mg = 0,0048 M x 24,3 g/L x 0,025 L = 0,0029 g
Kadar Mg:
Kadar Mg (mg/L) =
mg Mg
V sampel
Kadar Mg (mg/L) =
2,9 mg
0,025 L
= 116 mg/L
Tabel 3. Data hasil titrasi sampel B
No
Sampel B (L)
Na-EDTA (L)
1
2
3
Rata-rata
0,025
0,025
0,025
0,025
0,0102
0,0099
0,0100
0,01003
Ca
(g)
0,0040
0,0038
0,0039
0,0039
Konsentrasi Ca:
M Na-EDTA x V Na-EDTA
V sampel
0,0097 M x 0,01003 L
M Ca sampel =
= 0,0039 M
0,025 L
M Ca sampel =
Berat Ca:
g Ca = M Ca sampel x Ar Ca x V sampel
g Ca = 0,0039 M x 40 g/L x 0,025 L = 0,0039 g
Kadar Ca:
mg Ca
V sampel
3,9 mg
Kadar Ca (mg/L) =
= 156 mg/L
0,025 L
Kadar Ca (mg/L) =
Konsentrasi Mg:
Ca
(mg/L)
160
152
156
156
Mg
(g)
0,0024
0,0024
0,0024
0,0024
Mg
(mg/L)
96
96
96
96
M Na-EDTA x V Na-EDTA
V sampel
0,0097 M x 0,01003 L
M Mg sampel =
= 0,0039 M
0,025 L
M Mg sampel =
Berat Mg:
g Mg = M Mg sampel x Ar Mg x V sampel
g Mg = 0,0039 M x 24,3 g/L x 0,025 L = 0,0024 g
Kadar Mg:
Kadar Mg (mg/L) =
mg Mg
V sampel
Kadar Mg (mg/L) =
2,4 mg
0,025 L
= 96 mg/L
Tabel 4. Data hasil titrasi sampel C
No
Sampel C (L)
Na-EDTA (L)
1
2
3
Rata-rata
0,025
0,025
0,025
0,0108
0,0108
0,0110
Ca
(g)
0,0042
0,0042
0,0043
0,0042
Konsentrasi Ca:
M Na-EDTA x V Na-EDTA
V sampel
0,0097 M x 0,0108 L
M Ca sampel =
= 0,0042 M
0,025 L
M Ca sampel =
Berat Ca:
g Ca = M Ca sampel x Ar Ca x V sampel
g Ca = 0,0042 M x 40 g/L x 0,025 L = 0,0042 g
Kadar Ca:
mg Ca
V sampel
4,2 mg
Kadar Ca (mg/L) =
= 168 mg/L
0,025 L
Kadar Ca (mg/L) =
Konsentrasi Mg:
M Na-EDTA x V Na-EDTA
V sampel
0,0097 M x 0,0108 L
M Mg sampel =
= 0,0042 M
0,025 L
M Mg sampel =
Berat Mg:
g Mg = M Mg sampel x Ar Mg x V sampel
Ca
(mg/L)
168
168
172
169
Mg
(g)
0,0026
0,0026
0,0026
0,0026
Mg
(mg/L)
104
104
104
104
g Mg = 0,0042 M x 24,3 g/L x 0,025 L = 0,0026 g
Kadar Mg:
Kadar Mg (mg/L) =
mg Mg
V sampel
Kadar Mg (mg/L) =
2,6 mg
0,025 L
= 104 mg/L