Konsentrasi Sulfat (ppm)
Turbidans Terkoreksi (NTU)
PENENTUAN KADAR SULFAT DENGAN METODE TURBIDIMETRI
Rescy Rachmatia (G44110067)1 Wulan Suci Pamungkas2
Departemen Kimia, Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
ABSTRAK
Kekeruhan (turbidity) adalah keadaan dimana transparansi suatu zat cair berkurang akibat kehadiran zat-zat tak-terlarut (ISO, 1999). Tingkat kekeruhan air (turbiditas) dapat ditentukan menggunakan alat ukur yang disebut turbidimeter. Metode turbidimetri dapat digunakan untuk menentukan kadar sulfat dalam suatu larutan. Hasil data yang diperoleh pada metore turbidimetri ini terdapat pada Lampiran Tabel 1. Persamaan garis diperoleh yaitu y = 2,360x - 0,494 dengan R² = 0,985. Persamaan garis ini dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi sulfat pada sampel yang telah diberikan. Terdapat perbedaan nilai turbiditas pada analat 1. Hal ini mungkin disebabkan karena kurang telitinya dalam mengocok BaCl2
PENDAHULUAN
Kekeruhan (turbidity) adalah keadaan dimana transparansi suatu zat cair berkurang akibat kehadiran zat-zat tak-terlarut (ISO, 1999). Tingkat kekeruhan air (turbiditas) dapat ditentukan menggunakan alat ukur yang disebut turbidimeter. Turbiditas merupakan sifat optik akibat dispersi sinar dan dapat dinyatakan sebagai perbandingan cahaya yang dipantulkan terhadap cahaya yang tiba. Intensitas cahaya yang dipantulkan oleh suatu suspense adalah fungsi konsentrasi juka kondisi-kondisi lainnya konstan.
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang demikian pesat di bidang elektronika dan instrumentasi telah memungkinkan diciptakannya alat-alat ukur yang bekerja secara digital. Model desain alat ukur tingkat kekeruhan zat cair ini menggunakan mikrokontroler AT89S51 dengan menggunakan sensor fototransistor pada posisi 90o terhadap cahaya yang datang dari LED (disebut metode Nephelometer) dan standar yang digunakan untuk mengukur tingkat kekeruhan air adalah NTU (Nephelometric Turbidity Units), dan menampilkan hasil pengukurannya pada LCD karakter 2x16. Dengan menggunakan prinsip hamburan cahaya. Cahaya dilewatkan melalui suatu zat cair, maka ada sebagian energi foton cahaya itu yang diserap dan sebagian lagi dihamburkan oleh partikel-partikel tersuspensi yang berada di jalur lintasan cahaya tersebut (Hendrison dan Wildian 2012). Oleh sebab itu, metode pengukuran tingkat kekeruhan zat cairpun dibedakan menurut intensitas cahaya mana yang diukur: cahaya yang diteruskan (transmitted), cahaya yang dihamburkan (scattered), atau kedua-duanya (Lambrou et al, 2008).
Penentuan kadar sulfat dalam larutan dapat menggunakan metode turbidimetri. Sulfat merupakan senyawa yang stabil secara kimia karena merupakan bentuk oksida paling tinggi dari unsur belerang(Widjajanti 2004).
METODE
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan adalah turbidimeter, gelas piala, gelas ukur, labu takar 100 ml, dan buret. Bahan yang digunakan adalah larutan standar sulfat (1ppm) (1.814 g K2SO4 kering dilarutkan dalam 1 L air), NaCl-HCl (60g NaCl dilarutkan dalam 200 ml air, tambahkan 5 ml HCl pekat, encerkan sampai 250 ml), BaCl2, dan larutan gliserol-etanol ( 1 volume gliserol + 2 volume etanol).
Metode
Standar sulfat sebanyak 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, dan 3.0 ml diletakkan dalam labu takar 25 ml. ke dalam masing-masing labu takar ditambahkan 2.5 ml NaCl-HCl dan 5 ml larutan gliserol-etanol dan diencerkan sampai tanda tera dengan air. BaCl2 1 g ditambahkan ke tiap labu, ditutup, dan dikocok selama 1 menit dengan cara membalik-balik labu takar. Larutan blanko disiapkan tanpa penambahan larutan standar sulfat. Larutan analat disiapkan juga dengan perlakuan yang sama seperti larutan standar dan dibuat dalam 3 kali ulangan. Turbiditas masing-masing larutan diukur. Kurva hubungan turbiditas dengan kandungan sulfat (ppm) dibuat. Kadar sulfat dalam analat beserta standar deviasi dan selang kepercayaan 95% lalu dihitung.
PEMBAHASAN
Beberapa senyawaan yang tak dapat larut dalam jumlah-jumlah sedikit dapat disiapkan dalam keadaan agregasi sedemikian sehingga diperoleh suspense yang sedang-sedang stabilnya. Sifat-sifat setiap suspensi akan berbeda-beda menurut konsentrasinya fase-terdispersinya. Bila cahaya dilewatkan melalui suspensi itu, sebagian dari energi radiasi yang jatuh didisipasi (dihamburkan) dengan penyerapan (absorpsi), pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), sementara sisanya ditransimi (diteruskan). Pengukuran intensitas cahaya yang ditransmisikan sebagai fungsi dari konsentrasi fase-terdispersi adalah dasar dari analisis turbidimetri. Bila suspense dipandang dengan tegak lurus terhadap arah cahaya yang jatuh, system Nampak opalesen (berpendar seperti mutiara) disebabkan oleh pantulan cahaya dari partikel-partikel suspense itu (efek Tyndall).
Cahaya dipantulkan tak beraturan dan membaur sehingga istilah cahaya baur ini sebagai fungsi dari konsentrasi fase-terdispersinya adalah dasar dari analisis negelometri. Analisis nefelometri adalah paling peka untuk suspensi-suspensi yang sangat encer (>100 mg per liter). Percobaan kali ini mengukur kadar sulfat dalam larutan sampel dengan menggunakan turbidimeter. Turbidimeter merupakan alat yang digunakan untuk menguji kekeruhan, yang biasanya dilakukan pengujian adalah pada sampel cairan misalnya air. Satuan kekeruhan dari nephelometer dikalibrasi disebut Nephelometric Turbidity Unit (NTU).
Prinsip kerja dari alat untuk menguji kekeruhan ini adalah alat akan memancarkan cahaya pada media atau sampel, dan cahaya tersebut akan diserap, dipantulkan atau menembus media tersebut. Cahaya yang menembus media akan diukur dan ditransfer kedalam bentuk angka. Turbidimeter yang digunakan mempunyai botol kecil yang dipakai untuk wadah sampel dan standar. Penggunaan alat turbidimeter ini sangat mudah, cukup menyimpan sampel dan standar pada botol kecil yang merupakan bagian dari alat. Sebelum alat digunakan terlebih dahulu harus diset, angka yang tertera pada layar harus 0, kemudian melakukan pengukuran dengan menyesuaikan nilai pengukuran dengan cara memutar tombol pengatur hingga nilai yang tertera pada layar pada turbidimeter sesuai dengan nilai standar. Setelah itu sampel dimasukan pada tempat pengukuran sampel yang ada pada turbidimeter, hasilnya dapat langsung dibaca skala pengukuran kekeruhan tertera pada layar dengan jelas.
Penentuan kadar sulfat dalam larutan pada percobaan menggunakan metode turbidimetri Percobaan menggunakan larutan gliserol-etanol bertujuan untuk menstabilkan kekeruhan sedangkan fungsi penambahan BaCl2 adalah untuk mengendapkan SO42- agar membentuk BaSO4. Fungsi dari NaCl-HCl adalah untuk menghasilkan larutan bening. Penentuan kadar sulfat dalam larutan pada percobaan menggunakan metode turbidimetri.
Hasil data yang diperoleh pada metore turbidimetri ini terdapat pada Lampiran Tabel 1. Persamaan garis diperoleh yaitu y = 2,360x - 0,494 dengan R² = 0,985. Persamaan garis ini dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi sulfat pada sampel yang telah diberikan. Konsentrasi sulfat terlampir pada tabel 2. Rerata konsetrasi sulfat yang diperoleh pada sampel 1 dengan 3 kali ulangan sebesar 37.0738 ppm sedangkan pada sampel 2 dengan 3 kali ulangan sebesar 24.0518 ppm. Terdapat perbedaan nilai turbiditas pada analat 1. Hal ini mungkin disebabkan karena kurang telitinya dalam mengocok BaCl2.
Grafik 1 kurva hubungan konsentrasi sulfat dengan NTU
SIMPULAN
Metode turbidimetri dapat digunakan untuk menentukan kadar sulfat dalam suatu larutan. Turbidimeter merupakan alat analisis pada metode ini. Beberapa perlakuan digunakan untuk menjaga kestabilan kekeruhan. Terdapat perbedaan nilai turbiditas pada analat 1 ulangan 1 hingga 3. Hal ini disebabkan oleh kurang telitinya dalam mengocok BaCl2.
DAFTAR PUSTAKA
Hendrizon Y dan Wildian. 2012. Rancang bangun alat ukur tingkat kekeruhan zat cair berbasis mikrokontroller AT89S51 menggunakan sensor fototransistor dan penampil LCD. Jurnal Fisika Unand.1(1): 6-11
Lambrou, T.P., Anastasiou, C.C., dan Panayiotou, C.G., 2008,A Nephelometric Turbidity System for Monitoring Residential Drinking Water Quality, Tesis, Dept. of Electrical and Computer Engineering, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus. http://imocommunity.blogspot.com/2011_12_01_archive.html
Lampiran
Tabel 1 Penentuan kurva kalibrasi larutan standar sulfat [SO42-]
Larutan
Volume SO42- (mL)
Konsentrasi SO42-(ppm)
Turbidan Terukur (NTU)
Turbidan Terkoreksi (NTU)
Blanko
0.0000
0.0000
4.23
0
Standar 1
0.1250
8.7000
17.30
13.07
Standar 2
0.2500
17.4000
46.20
41.97
Standar 3
0.3750
26.1000
75.20
70.97
Standar 4
0.5000
34.8000
86.40
82.17
Standar 5
0.6250
43.5000
102.00
97.77
Standar 6
0.7500
52.2000
126.00
121.77
Contoh Perhitungan :
Larutan Standar 1
Turbidan Terkoreksi = Turbidan terukur – Turbidan blanko
= (17.30–4.23) NTU
= 13.07 ppm
BM K2SO4 = 174 g/mol
Konsentrasilarutanstoksulfat (ppm) = 0.01 mol/L x 174 g/mol x 103 mg/1g
= 1740 ppm
Pengenceran: (VN)1 = (VN)2
0.125 mL x 1740 ppm = 25 mL x N2
N2 = 8.7000 ppm
Tabel2 Pengukurankonsentrasisulfatpadasampeldenganturbidimetri
Larutan
Turbiditasterukur (NTU)
Turbiditasterkoreksi (NTU)
Konsentrasi (ppm)
1
2
3
1
2
3
1
2
3
Rerata
Sampel 1
96.00
93.10
84.60
91.77
88.87
80.37
39.0935
37.8648
34.2632
37.0738
Sampel 2
56.40
62.70
62.40
52.17
58.47
58.17
22.3146
24.9839
24.8568
24.0518
Contoh Perhitungan:
Persamaan regresi: y= 2.3601x–0.4946
R2= 0.9859
Konsentrasi Sampel 1 ulangan 1
91.77 = 2.3601x–0.4946
x =39.0935 ppm
Rerata konsentrasi sampel 1 =Ulangan 1+Ulangan 2+Ulangan 33
= (39.0935+ 37.8648+ 34.2632) ppm 3
= 37.0738 ppm
Standar deviasi sampel 1 = i=1n(x-xrata-rata)2n-1
= 39.0935-37.07382+37.8648-37.07382+37.0738-34.26322)3-1
=2.5104
Standar deviasi sampel 2 = i=1n(x-xrata-rata)2n-1
= 1,5058
Ketelitian sampel 1 = (1-StandarDeviasirerata)x 100%
= (1-2.510437.0738)x 100%
= 93.29 %
Ketelitian sampel 2 = (1-StandarDeviasirerata)x 100%
= (1-1.505824.0518)x 100%
= 93.74 %
