Penetapan Kadar Sianida (CN-) pada Air Reservoir di Instalasi Pengolahan Air PDAM Tirtanadi Sunggal Secara Kolorimetri

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Siklus Hidrologi Air

Secara keseluruhan jumlah air di planet bumi ini relatif tetap dari masa ke masa.Air di bumi mengalami suatu siklus melalui serangkaian peristiwa yangberlangsung terus-menerus, dimana kita tidak tahu kapan berakhir.Air menguapdari permukaan samudera akibat energi panas matahari.Laju dan jumlah penguapan bervariasi, terbesar jika dekat aquator, dimana radiasi matahari lebih kuat.Uap air adalah murni, karena pada waktu dibawa naik ke atmosfir kandungan garam ditinggalkan.Uap air yang dihasilkan dibawa udara yang bergerak. Dalam kondisi yang memungkinkan, uap tersebut mengalami kondensasi dan membentuk butir-butir air, yang pada gilirannya akan jatuh kembali sebagai presipitasi berupa hujan danatau salju.Presipitasi berupa hujan danatau salju, dan sebagian menguap kembali sebelum mencapai ke permukaan bumi (Suripin, 2004).

Presipitasi yang jatuh di permukaan bumi menyebar ke berbagai arah dengan beberapa cara. Sebagian akan tertahan sementara di permukaan bumi sebagai es atau salju, atau genangan air, yang dikenal dengan simpanan depresi. Sebagian air hujan atau lelehan salju akan mengalir ke saluran atau sungai. Hal ini disebut aliran permukaaan. Jika permukaan tanah porus, sebagian air akan meresap ke dalam tanah melalui penguapan dan transpirasi oleh tanaman (Suripin, 2004).

2.2 Sumber-sumber Air 2.2.1 Air Laut

Mempunyai sifat asin, karena mengandung garam NaCl. Kadar garam NaCl dalam air laut 3%. Dengan keadaan ini, maka air laut tidak memenuhi syarat untuk air minum (Sutrisno, dkk., 1987).

2.2.2 Air Atmosfir

Dalam keadaan murni, sangat bersih, karena dengan adanya pengotoran udara yang disebabkan oleh kotoran-kotoran industri/debu dan lain sebagainya.Maka untuk menjadikan air hujan sebagai sumber air minum hendaknya pada waktu menampung air hujan jangan dimulai pada saat hujan mulai turun karena masih mengandung banyak kotoran (Sutrisno, dkk., 1987).

2.2.3 Air Permukaan

Yang termasuk air permukaan meliputi air sungai (rivers), saluran (streams), sumber (springs), danau, dan waduk.Air permukaan berasal dari aliran langsung air hujan, lelehan salju, dan aliran yang berasal dari air tanah.Besar kecilnya aliran permukaan dipengaruhi oleh banyak faktor yang dapatdikelompokkan menjadi dua, yaitu faktor-faktor yang berkaitan dengan karakteristik daerah aliran sungai (DAS) (Suripin, 2004).

Laju dan volume aliran permukaan dari suatu DAS akan mencapai harga terbesar jika semua bagian DAS bersangkutan memberi kontribusi terhadap aliran. Dengan kata lain, bahwa laju dan volume aliran permukaan dipengaruhi oleh penyebaran hujan. Hujanyang tersebar merata pada seluruh DAS

akanmenghasilkan laju dan volume aliran permukaan yang lebih besar dibandingkan hujan yang tidak merata untuk intensitas yang sama (Suripin, 2004).

2.2.4 Air Tanah

Air tanah merupakan sumber air tawar.Cara pengambilan air tanah yang paling tua dan sederhana adalah dengan membuat sumur gali (dug wells) dengan kedalaman lebih rendah dari posisi permukaan air tanah (Suripin, 2004).

Untuk pengambilan air tanah dengan jumlah cukup besar, misalnya untuk daerah industri, cara yang banyak dipakai adalah dengan membuat sumur dalam (deep wells) yang pada umumnya terbuat dari pipa, dan air yang diambil adalah air tanah dalam (confined aquifer) (Suripin, 2004).

2.3 Kualitas Air

Air di alam sangat jarang ditemukan dalam keadaan murni. Sekalipun air hujan, meskipun awalnya murni, telah mengalami reaksi dengan gas-gas di udara dalam perjalanannya turun ke bumi dan selanjutnya terkontaminasi selama mengalir di atas permukaan bumi dan dalam tanah. Kualitas air menyatakan tingkat kesesuaian air terhadap penggunaan tertentu dalam memenuhi kebutuhan langsung yaitu air minum, mandi dan cuci, air irigasi atau pertanian, peternakan, perikanan, rekreasi dan transportasi. Kualitas air mencakup tiga karakteristik, yaitu fisik, kimia, dan biologi (Suripin, 2004).

2.3.1 Karakteristik Fisik

Karakteristik fisik yang terpenting kualitas air ditentukan oleh : 1. Bahan padat keseluruhan

Koloid mempengaruhi kualitas air dalam proses koagulasi dan filtrasi. Material layang dapat diukur dengan melakukan penyaringan, sedangkan material terlarut dapat diukur dengan penguapan.Pengaruh kandungan sedimen dalam air terhadap pertanian bergantung pada sifat-sifat dan asal-usul bahan sedimen. Sedimen yang berasal dari erosi lahan yang subur akan mempersubur dan memperbaiki tekstur tanah tempatnya mengendap.Untuk keperluan air minum, kandungan sedimen akan mengurangi biaya pengolahan. Sementara itu air tanah dan air yang berasal dari waduk kurang mengandung sedimen kurang baik untuk air irigasi, tapi lebih menguntungkan untuk sumber air minum (Suripin, 2004).

2. Kekeruhan

Air yang mengandung material kasat mata dalam larutan disebut keruh.Kekeruhan dalam air terdiri dari lempung, liat, bahan organik, dan mikroorganisme. Kekeruhan terutama disebabkan oleh terjadinya erosi tanah di DAS maupun di saluran/sungai. Tingkat kekeruhan air biasanya diukur dengan alat yang disebut turbidimeter.Kekeruhan untuk air minum dibatasi lebih baik tidak melebihi 5 mg/l (Suripin, 2004).

3. Warna

Air minum tidak berwarna.Warna dalam air diakibatkan oleh adanya material yang larut atau koloid dalam suspensi atau mineral.Air yang melewati atau tanah yang mengandung mineral dimungkinkan untuk mengambil warna material tersebut (Suripin, 2004).

4. Bau dan rasa

Air murni tidak berbau dan tidak berasa, tetapi air minum idealnya tidak berbau boleh berasa.Rasa dalam air biasanya akibat adanya garam-garam terlarut.Baudan rasa yang timbul dalam air karena kehadiran mikroorganisme, bahan mineral, gas terlarut, dan bahan-bahan organik (Suripin, 2004).

5. Temperatur

Temperatur air merupakan hal yang penting dalam kaitanya dengan tujuan penggunaan, pengolahan untuk menghilangkan bahan-bahan pencemar serta pengangkutnya.Temperatur air tergantung sumbernya.Temperatur normal air di alam (tropis) sekitar 200C sampai 300C.Untuk sistem air bersih, temperatur ideal berkisar antara 50C sampai 100C(Suripin, 2004).

2.3.2 Karakteristik Kimia

Kandungan bahan-bahan kimia dalam air berpengaruh terhadap kesesuaian penggunaan air.Secara umum karakteristik kimiawi air meliputi pH, alkalinitas, kation dan anion terlarut, dan kesadahan.

1. pH

Sebagai pengukur sifat keasaman dan kebasaan air dinyatakan dengan nilai pH, yang didefenisikan sebagai logaritma dari pulang-baliknya konsentrasi ion-hidrogen dalam moles per liter.pH air murni adalah 7. Nilai pH dapat diukur dengan Potensiometer, yang mengukur potensi listrik dibangkitkan oleh ion-ion H+, atau dengan bahan celup penunjuk warna, misalnya methyl orange atau phenolphtalein (Suripin, 2004). 2. Alkalinitas

Kebanyakan air bersifat alkalin karena garam-garam alkalin sangat umum berada di tanah.Ketidakmurnian air ini akibat adanya karbonat dan bikarbonat dari kalsium, sodium, dan magnesium.Alkalinitas dinyatakan dalam mg/liter ekivalen kalsium karbonat.Keasaman air disebabkan adanya karbon dioksida dalam air.Hal ini diukur berdasarkan banyaknyakalsium karbonat yang diperlukan untuk menetralkan asam karbonat dan dinyatakan dalam mg/l (Suripin, 2004).

3. Kesadahan

Kesadahan air merupakan hal yang sangat penting dalam penyediaan air bersih.Air dengan kesadahan tinggi memerlukan sabun lebih banyak sebelum terbentuk busa.Air sadah mengandung karbonat dan sulfat, atau klorida dan nitrat, dari kalsium dan magnesium, disamping besi dan almunium.Kesadahan air sementara, akibat keberadaan kalsium dan magnesium bikarbonat, dapat dihilangkan dengan didihkan atau menambahkan kapur dalam air.Kesadahan air permanen, akibat adanya

kalsium dan magnesium sulfat, klorida, dan nitrat, dapat dilunakkan dengan perlakuan khusus.Kesadahan air dapat dinyatakan dalam mg/l(Suripin, 2004).

2.4Air Reservoir

Air reservoir merupakan air yang telah melalui penyaringansudah dapat dipakai untuk air minum.Air tersebut telah bersih dan bebas dari bakteriologis dan ditampung pada bak reservoir (tandon) untuk diteruskan pada konsumen (Sutrisno, dkk., 1987).

2.5 Sianida (CN- )

Semua sianida sangat beracun. Asam bebasnya, HCN, mudah menguap dan sangat berbahaya, semua sehingga semua eksperimen dalam mana gas ini kemungkinan akan dilepaskan, atau eksperimen-eksperimen dalam mana sianida-sianida dipanaskan, harus dilakukan dalam kamar asam (Svehla, 1985).

Tabel 2.1 Senyawa sianida dan senyawa lainnya

Senyawa Digunakan Untuk

Hidrogen sianida Fumigandan dalam sintesa kimia Sianamid Pupuk dan sumber hidrogen sianida Sianogen klorida Sintesa kimia

Garam sianida Pembersih, pengeras, dan pemurni logam, dan pemisah emas dari biji emas

Akrilonitril

Pembuatan karet sintesis

Nitropusid Sintesa kimia

Sianida mula-mula akan meningkatkan pernapasan, karena pengaruhnya pada pusat pernapasan dan reseptor kimia dan sel-sel karotid, kemudian akan

melumpuhkan semua sel. Akibat keracunan senyawa-senyawa tersebut diatas, terutama pernapasan cepat, tekanan darah turun, konvulsi, dan koma.Sedangkan pada keracunanan kalium sianida atau natrium sianida melalui mulut, juga menyebabkan kongesti dan korosi selaput lendir saluran cerna.Gejala klinis:

a. Keracunan senyawa sianida, sianogen klorida, dan senyawa lain yang dapat membebaskan sianida (10 kali dosis maksimal) melalui mulut dan inhalasi, atau absorpsi melalui kulit akan menyebabkan koma dengan segera, konvulsi, dan kematian dalam waktu 1 sampai 15 menit. Dengan dosis mendekati dosis maksimal, keracunan melalui mulut, inhalasi, atau absorpsi melalui kulit akan menyebabkan kepala pening, pernapasan cepat, muntah, peradangan, sakit kepala, mengantuk, tekanan darah turun, dan koma.

b. Keracunan akrilonitril melalui inhalasi menyebabkan mual, muntah, diare, badan lemah, sakit kepala, dan ikterus.

c. Keracunan kalsium sianimid melalui mulut, menyebabkan kulit dan selaput lendir meradang, sakit kepala, kepala pening, dan tekanan darah turun (Sartono, 2001).

Kebanyakan dari bahan pencemar anorganik yang penting sebagai unsur-unsur renik.Sianida (CN-) merupakan salah satu bahan pencemar anorganik yang paling penting. Dalam air sianida terdapat sebagai HCN, suatu asam lemak dengan pKg = 6 x 10-13. Ion sianida mempunyai afinitas kuat terhadap banyak ion logam, misalnya membentuk ferrosianida yang relatif kurang beracun, Fe (CN)64-,

Sianda banyak digunakan secara luas dalam industri, terutama untuk pembersih logam dan pengelasan listrik. Gas ini merupakan salah satu pencemar dari dapur-dapur gas dan oven-oven batu bara. Sianida digunakan pula dalam prosesing mineral-mineral tertentu, seperti dalam pencucian bijih emas (Rukaesih, 2006).

2.6 Analisa Kolorimetri

Analisa kolorimetri ialah penentuan secara kuantitatif suatu zat berwarna dari kemampuannya untuk mengabsorpsi cahaya tampak. Kolorimetri visual berdasarkan perbandingan warna larutan yang konsentrasinya tidak diketahui terhadap konsentrasi larutan atas suatu deret larutan yang konsentrasinya diketahui. Pengertian lain tentang kolorimetri ialah cara penetapan jumlah zat dengan memperhatikan warnanya, atau lebih tepat memperhatikan intensitas (kekelaman) warna larutannya. Diambil contoh pada kehidupan sehari-hari, mengenal juga apa yang disebut dengan kolorimetri, misalnya: segelas minuman kopi dapat dibandingkan dengan segelas lainnya, maka dari intensitas warnanya kita dapat mengetahui mana yang berisi kopi lebih banyak. Jika ingin mengetahui berapa kopi dipergunakan, dapat digunakan dengan membandingkan dengan standar (Jamil, 2007).

Penentuan berdasarkan kolorimetri dilakukan dengan sederetan larutan, masing-masing diketahui dengan tepat konsentrasinya.Larutan yang dicari konsentrasinya dibandingkan dengan deretan standar. Konsentrasi yang dicari adalah konsentrasi standar yang warnanya sama dengan larutan yang dianalisa. Kemungkinan besar tidak satupun standar yang warnanya sama, tetapi intensitas

warna larutan cuplikan terdapat diantara dua buah standar. Artinya konsentrasi larutan terdapat diantara konsentrasi kedua standar tersebut (Jamil, 2007).

Menurut Basset (1994), kolorimetri terbagi menjadi dua, yakni: 1. Kolorimetri visual, dan

2. Kolorimetri fotolistrik.

Dalam kolorimetri visual, cahaya putih alamiah ataupun buatan umumnya digunakan sebagai sumber cahaya.Penetapannya biasa dilakukan dengan suatu instrumen sederhana yang disebut kolorimeter pembanding (comparator) warna, dan perbedaan intensitas warna dilihat dengan menggunakan mata.Sementara itu, dalam kolorimetri fotolistrik, sel fotolistrik digunakan untuk mengukur intensitas cahaya.Pada alat ini cahaya yang digunakan dibatasi dalam jangka panjang gelombang yang relatif sempit dengan melewatkan cahaya putih melalui filter-filter dalam bentuk lempengan berwarna yang terbuat dari kaca, gelatin, dan sebagainya (Basset, 1994).

Keuntungan utama metode kolorimetri adalah bahwa metode ini memberikan cara sederhana untuk menetapkan kuantitas zat yang sangat kecil. Batas atas metode kolorimetri pada umumnya adalah penetapan konstituen yang ada dalam kuantitas kurang dari 1 atau 2%. Kriteria untuk hasil analisis kolorimetri yang memuaskan:

1. Kespesifikan reaksi warna

Reaksi warna yang dipilih hendaklah merupakan reaksi yang spesifik (hanya menghasilkan warna untuk zat sehubungan saja).

Reaksi warna yang dipilih hendaknya menghasilkan warna yang cukup stabil (periode warna maksimum cukup panjang) untuk memungkinkan pengambilan pembacaan yang tepat.Dalam ini pengaruh zat-zat lain dan kondisi eksperimen (temperatur, pH) haruslah diketahui.

3. Kejernihan larutan

Larutan harus bebas dari endapan karena kekeruhan akan menghamburkan maupun menyerap cahaya.

4. Kepekaan tinggi

Diperlukan reaksi warna yang sangat peka bila kuantitas zat yang akan ditetapkan sangat kecil (Basset, 1994).

1. pH

Sebagai pengukur sifat keasaman dan kebasaan air dinyatakan dengan nilai pH, yang didefenisikan sebagai logaritma dari pulang-baliknya konsentrasi ion-hidrogen dalam moles per liter.pH air murni adalah 7. Nilai pH dapat diukur dengan Potensiometer, yang mengukur potensi listrik dibangkitkan oleh ion-ion H+, atau dengan bahan celup penunjuk warna, misalnya methyl orange atau phenolphtalein (Suripin, 2004). 2. Alkalinitas

Kebanyakan air bersifat alkalin karena garam-garam alkalin sangat umum berada di tanah.Ketidakmurnian air ini akibat adanya karbonat dan bikarbonat dari kalsium, sodium, dan magnesium.Alkalinitas dinyatakan dalam mg/liter ekivalen kalsium karbonat.Keasaman air disebabkan adanya karbon dioksida dalam air.Hal ini diukur berdasarkan banyaknyakalsium karbonat yang diperlukan untuk menetralkan asam karbonat dan dinyatakan dalam mg/l (Suripin, 2004).

3. Kesadahan

Kesadahan air merupakan hal yang sangat penting dalam penyediaan air bersih.Air dengan kesadahan tinggi memerlukan sabun lebih banyak sebelum terbentuk busa.Air sadah mengandung karbonat dan sulfat, atau klorida dan nitrat, dari kalsium dan magnesium, disamping besi dan almunium.Kesadahan air sementara, akibat keberadaan kalsium dan magnesium bikarbonat, dapat dihilangkan dengan didihkan atau menambahkan kapur dalam air.Kesadahan air permanen, akibat adanya

kalsium dan magnesium sulfat, klorida, dan nitrat, dapat dilunakkan dengan perlakuan khusus.Kesadahan air dapat dinyatakan dalam mg/l(Suripin, 2004).

2.4Air Reservoir

Air reservoir merupakan air yang telah melalui penyaringansudah dapat dipakai untuk air minum.Air tersebut telah bersih dan bebas dari bakteriologis dan ditampung pada bak reservoir (tandon) untuk diteruskan pada konsumen (Sutrisno, dkk., 1987).

2.5 Sianida (CN- )

Semua sianida sangat beracun. Asam bebasnya, HCN, mudah menguap dan sangat berbahaya, semua sehingga semua eksperimen dalam mana gas ini kemungkinan akan dilepaskan, atau eksperimen-eksperimen dalam mana sianida-sianida dipanaskan, harus dilakukan dalam kamar asam (Svehla, 1985).

Tabel 2.1 Senyawa sianida dan senyawa lainnya

Senyawa Digunakan Untuk

Hidrogen sianida Fumigandan dalam sintesa kimia

Sianamid Pupuk dan sumber hidrogen sianida

Sianogen klorida Sintesa kimia

Garam sianida Pembersih, pengeras, dan pemurni logam, dan pemisah emas dari biji emas

Akrilonitril

Pembuatan karet sintesis

Nitropusid Sintesa kimia

Sianida mula-mula akan meningkatkan pernapasan, karena pengaruhnya pada pusat pernapasan dan reseptor kimia dan sel-sel karotid, kemudian akan

melumpuhkan semua sel. Akibat keracunan senyawa-senyawa tersebut diatas, terutama pernapasan cepat, tekanan darah turun, konvulsi, dan koma.Sedangkan pada keracunanan kalium sianida atau natrium sianida melalui mulut, juga menyebabkan kongesti dan korosi selaput lendir saluran cerna.Gejala klinis:

a. Keracunan senyawa sianida, sianogen klorida, dan senyawa lain yang dapat membebaskan sianida (10 kali dosis maksimal) melalui mulut dan inhalasi, atau absorpsi melalui kulit akan menyebabkan koma dengan segera, konvulsi, dan kematian dalam waktu 1 sampai 15 menit. Dengan dosis mendekati dosis maksimal, keracunan melalui mulut, inhalasi, atau absorpsi melalui kulit akan menyebabkan kepala pening, pernapasan cepat, muntah, peradangan, sakit kepala, mengantuk, tekanan darah turun, dan koma.

b. Keracunan akrilonitril melalui inhalasi menyebabkan mual, muntah, diare, badan lemah, sakit kepala, dan ikterus.

c. Keracunan kalsium sianimid melalui mulut, menyebabkan kulit dan selaput lendir meradang, sakit kepala, kepala pening, dan tekanan darah turun (Sartono, 2001).

Kebanyakan dari bahan pencemar anorganik yang penting sebagai unsur-unsur renik.Sianida (CN-) merupakan salah satu bahan pencemar anorganik yang paling penting. Dalam air sianida terdapat sebagai HCN, suatu asam lemak dengan pKg = 6 x 10-13. Ion sianida mempunyai afinitas kuat terhadap banyak ion logam, misalnya membentuk ferrosianida yang relatif kurang beracun, Fe (CN)64-, HCN merupakan gas yang mudah menguap dan beracun (Rukaesih, 2006).

Sianda banyak digunakan secara luas dalam industri, terutama untuk pembersih logam dan pengelasan listrik. Gas ini merupakan salah satu pencemar dari dapur-dapur gas dan oven-oven batu bara. Sianida digunakan pula dalam prosesing mineral-mineral tertentu, seperti dalam pencucian bijih emas (Rukaesih, 2006).

2.6 Analisa Kolorimetri

Analisa kolorimetri ialah penentuan secara kuantitatif suatu zat berwarna dari kemampuannya untuk mengabsorpsi cahaya tampak. Kolorimetri visual berdasarkan perbandingan warna larutan yang konsentrasinya tidak diketahui terhadap konsentrasi larutan atas suatu deret larutan yang konsentrasinya diketahui. Pengertian lain tentang kolorimetri ialah cara penetapan jumlah zat dengan memperhatikan warnanya, atau lebih tepat memperhatikan intensitas (kekelaman) warna larutannya. Diambil contoh pada kehidupan sehari-hari, mengenal juga apa yang disebut dengan kolorimetri, misalnya: segelas minuman kopi dapat dibandingkan dengan segelas lainnya, maka dari intensitas warnanya kita dapat mengetahui mana yang berisi kopi lebih banyak. Jika ingin mengetahui berapa kopi dipergunakan, dapat digunakan dengan membandingkan dengan standar (Jamil, 2007).

Penentuan berdasarkan kolorimetri dilakukan dengan sederetan larutan, masing-masing diketahui dengan tepat konsentrasinya.Larutan yang dicari konsentrasinya dibandingkan dengan deretan standar. Konsentrasi yang dicari adalah konsentrasi standar yang warnanya sama dengan larutan yang dianalisa. Kemungkinan besar tidak satupun standar yang warnanya sama, tetapi intensitas

warna larutan cuplikan terdapat diantara dua buah standar. Artinya konsentrasi larutan terdapat diantara konsentrasi kedua standar tersebut (Jamil, 2007).

Menurut Basset (1994), kolorimetri terbagi menjadi dua, yakni: 1. Kolorimetri visual, dan

2. Kolorimetri fotolistrik.

Dalam kolorimetri visual, cahaya putih alamiah ataupun buatan umumnya digunakan sebagai sumber cahaya.Penetapannya biasa dilakukan dengan suatu instrumen sederhana yang disebut kolorimeter pembanding (comparator) warna, dan perbedaan intensitas warna dilihat dengan menggunakan mata.Sementara itu, dalam kolorimetri fotolistrik, sel fotolistrik digunakan untuk mengukur intensitas cahaya.Pada alat ini cahaya yang digunakan dibatasi dalam jangka panjang gelombang yang relatif sempit dengan melewatkan cahaya putih melalui filter-filter dalam bentuk lempengan berwarna yang terbuat dari kaca, gelatin, dan sebagainya (Basset, 1994).

Keuntungan utama metode kolorimetri adalah bahwa metode ini memberikan cara sederhana untuk menetapkan kuantitas zat yang sangat kecil. Batas atas metode kolorimetri pada umumnya adalah penetapan konstituen yang ada dalam kuantitas kurang dari 1 atau 2%. Kriteria untuk hasil analisis kolorimetri yang memuaskan:

1. Kespesifikan reaksi warna

Reaksi warna yang dipilih hendaklah merupakan reaksi yang spesifik (hanya menghasilkan warna untuk zat sehubungan saja).

Reaksi warna yang dipilih hendaknya menghasilkan warna yang cukup stabil (periode warna maksimum cukup panjang) untuk memungkinkan pengambilan pembacaan yang tepat.Dalam ini pengaruh zat-zat lain dan kondisi eksperimen (temperatur, pH) haruslah diketahui.

3. Kejernihan larutan

Larutan harus bebas dari endapan karena kekeruhan akan menghamburkan maupun menyerap cahaya.

4. Kepekaan tinggi

Diperlukan reaksi warna yang sangat peka bila kuantitas zat yang akan ditetapkan sangat kecil (Basset, 1994).