LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA LINGKUNGAN WARNA SECARA SPEKTROFOTOMETR SPEKTROFOTOMETRI I
Disusun oleh : Kelompok 6 Ghanis Mahdiana I. A.
/ 1206261604
Gita Lestari Putri
/ 1206217004
Irene Almakusuma Lucas
/ 1206216903
PJ Praktikum Asisten Praktikum Tanggal Praktikum Tanggal Disetujui Nilai Paraf Asisten
: Irene Almakusuma Lucas : Gilang Panatama Aziz : 7 November 2013 : : :
LABORATORIUM TEKNIK PENYEHATAN LINGKUNGAN DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2013
1. Tujuan Praktikum Percobaan ini bertujuan untuk menentukan konsentrasi warna dalam air secara spektrofotometer.
2. Teori Dasar 2.1. Definisi Warna dalam air adalah indikator kandungan organik, meliputi humat, asam fulfat, adanya ion metalik dalam alam seperti besi dan mangan, serta kekeruhan. Warna pada air dapat disebabkan oleh materi tersuspensi dan materi organik terlarut. Warna yang disebabkan oleh materi tersuspensi adalah warna semu (apparent color ) dan warna yang disebabkan oleh material organik dalam bentuk koloid disebut warna sejati (true color ). Warna semu dalam air diukur pada larutan sampel yang tidak mengalami penyaringan, dan warna sejati diukur pada larutan sampel yang mengalami penyaringan (0.45
). Adanya warna dalm air dinyatakan dalam satuan color unit
(c.u.) warna dinyatakan dalam range nilai 1- 500 c.u. Warna-warna lainnya di dalam air, seperti warna merah dan biru, tidak dapat dinyatakan dengan nilai numerik. Warna-warna tersebut dapat diklasifikasikan berdasarkan intensitasnya dan kepekatannya, contoh : biru muda, aqua, dan merah muda).
2.2. Klasifikasi Standar Baku Mutu Warna Berdasarkan standar yang didtetapkan WHO dan U.S. EPA, air yang dikonsumsi manusia tidak boleh melebihi 15 color units (TCU). Standar
baku
mutu
tersebut
juga
digunakan
di
Indonesia
sebagaimana tercantum dalam Pernmenkes nomor 492 tahun 2010. Standar baku mutu warna tersebut ditetapkan berdasarkan aspek estetika dan kesehatan. Ketika suatu sumber air publik tidak dapat diterima secara estetika oleh masyarakat, masyarakat cenderung akan mengkonsumsi sumber air lain seperti mata air yang tidak terkontrol
dan sumur resapan pribadi yang menjadi sumber organisme pathogen.
2.3. Metode Pengukuran 2.3.1. Metode Larutan Standar Air yang mengandung warna alami umunya berwarna kuning kecoklatan. Larutan potassium kloroplatina (K 2PtCl6) mengandung sejumlah kecil kobalt klorida dan menghasilkan warna kuning kecoklatan sepeti warna alami air. Kepekatan warna dapat divariasikan dengan menambah atau mengurangi jumlah kandungan kobalt klorida. Warna yang dihasilkan oleh kandungan 1 mg/L platina dalam K 2PtCl6 dinyatakan sebagai unit standar warna. Prosedur yang dilakukan dalam metode ini umumnya adalah menyiapkan larutan induk K 2PtCl6 yang mengandung 500 mg/L platina. Deret warna selanjutnya dapat diperoleh dari pengenceran larutan tersebut. Tabung perbandingan warna yang disebut tabung Nessler tersebut kemudian diurutkan berdasarkan
kepekatannya.
Tabung
Nessler
tersebut
umumnya merupakan standar pengukuran warna. Sampel dengan konsentrasi warna dibawah 70 unit diuji dengan perbandingan langsung dengan standar yang telah dipersiapkan. Sementara untuk sampel dengan konsentrasi warna lebih dari 70 unit, dilakukan pengenceran dengan air suling untuk menghasilkan warna yang berada dalam rentang standar. Perhitungan warna dilakukan menggunakan faktor koreksi dari pengenceran yang dilakukan.
2.3.2. Metode Spektrofotometrik Metode ini umunya digunakan pada air yang memliki kadar warna
tinggi
seperti
limbah
industri.
Metode
spektrofotometrik standar dibagi menjadi tiga. Pertama,
metode
spektrofotometrik
yang
menggunakan
spektrofotormeter dengan rentang panjang gelombang 400 sampai 700 nm dan pengumpulan nilai tansmisif dalam sampel pada panjang gelombang yang berbeda. Sementara
dua
prosedur
lainnya,
mengunakan
filter
fotometer dan tiga filter warna yang berbeda untuk mendapatkan karakteristik yang mirip dengan pendekatan spektrofotometer.
2.4. Alasan Warna Menjadi Parameter Air Warna dalam air minum harus dihilangkan dengan alasan estetika. Warna dalam air minum akan memberi dampak pada masyarakat yang
mengkonsumsi
air
bersih
tersebut.
Masyarakat
akan
mengkonsumsi air dari sumber lain, jika air publik yang ada tidak dapat diterima secara estetika, meskipun air tersebut mungkin aman untuk dikonsumsi dari segi kebersihan dan kesehatan.
2.5. Aplikasi Data Warna Warna merupakan indikator senyawa organik yang terkandung dalam
air.
Senyawa
organik
dalam
air
dapat
membentuk
trihalometana. Selain itu warna alami dalam air adalah indikator tidak langsung mengenai potensi pembentukan trihalometana dan DPB dalam proses disinfeksi klorin serta desinfektan lainnya. Selain itu data warna juga dapat digunakan untuk menentukan jenis pengolahan air. Data warna juga dapat digunakan untuk merancang bagunan serta sistem pengolahan air bersih dan air limbah. Data warna digunakan untuk pemilihan mesin pembenihan kimiawi dan perancangan ruang penyimpanan. Pengukuran data warna pada air baku dan air hasil akhir proses menunjukkan dosis yang diperlukan pada penambahana bahan kimia, dan untuk memastikan efektivitas proses dari segi ekonomi.
2.6. Water Treatment Warna dalam air dihilangkan dengan alasan sebagai berikut :
Adanya warna dalam air membuat warna tidak diminati dari segi estetika
Adanya warna dalam air umumnya dihubungat dengan kandungan asam humat atau asam fulvat yang membutuhkan banyak klorida dan membentuk organik halogen
Metode yang digunakan untuk menhilangkan warna pada air antara lain:
Koagulasi Koagulasi adalah proses penggumpalan partikel-partikel koloid. Prose koagulasi pada terjadi karena tidak stabilnya sistem koloid. Sistem koloid disebut stabil (koloid stabil) jika sistem koloid bermuatan negatif dan positif. Jika sistem koloid dinetralkan muatannya maka sistem koloid tersebut tidak stabil sehingga terkoagulasi (menggumpal). Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid. Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti pemanasan, pendinginan dan pengadukan atau secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan.
Penyaringan langsung dalam bangunan pengolahan air
Oksidasi ozon Ozon adalah oksidator yang efisien untuk banyak penyebab warna dalam air.
3. Alat dan bahan 3.1 Bahan a. air suling b. sampel larutan berwarna merah c. sampel larutan berwarna jingga
d. sampel larutan berwarna kuning e. sampel larutan berwarna hijau f. sampel larutan berwarna biru g. sampel larutan berwarna nila h. sampel larutan berwarna ungu i. susu j. kopi k. air cucian beras
3.2 Peralatan 1. beaker glass 50 mL 2. gelas ukur 100 mL 3. kuvet 4. spektrofotometer
4. Cara kerja
Sampel larutan yang akan diuji diencerkan sesuai dengan faktor pengencer yang telah ditentukan
Sampel larutan yang telah diencerkan kemudian dimasukkan ke dalam kuvet dan diukur menggunakan spektrofotometer
5. Pengolahan Data Yang termasuk warna semu antara lain : ungu, nila, biru, hijau Yang termasuk warna sejati antara lain : kuning, jingga, merah
warna
Pt.Co Absorbansi
Faktor
warna
pengencer
sejati
semu/
merah
127
0.085
1000
Warna sejati
jingga
254
0.169
1000
Warna sejati
kuning
321
0.214
1000
Warna sejati
hijau
348
0.232
200
Warna sejati
Biru
94
0.063
10
Warna semu
Nila
350
0.233
500
Warna semu
Ungu
487
0.324
200
Warna semu
Yang termasuk warna semu antara lain : air cucian beras dan kopi Yang termasuk warna sejati adalah susu
Jenis larutan
Pt.Co
Absorbansi
Faktor pengencer
warna semu/ sejati
susu
230
0.153
1000
Warna sejati
kopi
109
0.072
1000
Warna semu
Air cucian beras
2
0.001
200
Warna semu
Hubungan PtCo dan Absorbansi 0.35 0.3
y = 0,0007x + 0,0006 R² = 1 Hubungan PtCo dan Absorbansi
i 0.25 s n a 0.2 b r o0.15 s b A 0.1
Linear (Hubungan PtCo dan Absorbansi)
0.05 0 0
200
400
600
PtCo
Mencari kadar warna teori Y = 0.0007x + 0.0006
Larutan sampel merah 0.085 = 0.0007x + 0.0006 X = 121
Larutan sampel jingga 0.169 = 0.0007x + 0.0006 X = 241
Larutan sampel kuning 0.214 = 0.0007x + 0.0006 X = 305
Larutan sampel hijau 0.232 = 0.0007x + 0.0006 X = 331
Larutan sampel biru 0.063 = 0.0007x + 0.0006 X = 89
Larutan sampel nila 0.233 = 0.0007x + 0.0006 X = 332
Larutan sampel ungu 0.324 = 0.0007x + 0.0006 X = 462
Mencari kesalahan relatif
Kesalahan relatif larutan sampel merah
Kesalahan relatif larutan sampel jingga
Kesalahan relatif larutan sampel kuning
Kesalahan relatif larutan sampel hijau
Kesalahan
Kesalahan relatif larutan sampel nila
Kesalahan relatif larutan sampel ungu
relatif
larutan
sampel
biru
6. Analisa dan Pembahasan 6.1. Analisa Percobaan Percobaan yang berjudul warna secara spektrofotometri ini dilakukan untuk menentukan konsentrasi warna dalam air secara
spektrofotometer.
Peralatan yang digunakan pada percobaan ini
adalah gelas ukur yang digunakan untuk mengukur volume total pengenceran, kuvet yang digunakan pada saat pengukuran dengan spektrofotometer,
dan
spektrofotometer
yang
berfungsi
untuk
mengukur konsentrasi warna dalam larutan sampel (dalam PtCo) dana absorbansi larutan sampel. Bahan yang digunakan adalah air suling yang digunakan untuk pengenceran dan larutan sampel dengan variasi warna dan jenis, yaitu sampel larutan berwarna merah, sampel larutan berwarna jingga, sampel larutan berwarna kuning, sampel larutan berwarna hijau, sampel larutan berwarna biru, sampel larutan berwarna nila, sampel larutan berwarna ungu, susu, kopi, dan air cucian beras. Pada percobaan ini dilakukan beberapa langkah percobaan untuk mendapatkan data yang diinginkan. Langkah pertama yang dilakukan adalah mengencerkan larutan sampel dengan air suling berdasarkan faktor pengencer yang telah ditetapkan di dalam gelas ukur. Pengenceran yang dilakukan bertujuan untuk menghindari terjadinya konsentrasi warna yang sangat pekat dan nilai absorbansi yang sangat tinggi. Konsentrasi warna yang terlalu pekat dan data absorbansi yang tinggi mengakibatkan hasil pengukuran yang terlalu tinggi pada spektrofotometer sehingga tidak sesuai lagi pada rentang kemampuan pengukuran spektrofotometer yang digunakan. Hal tersebut dapat mengakibatkan kesalahan fotometrik. Kemudian larutan sampel yang telah diencerkan dimasukkan ke dalam kuvet untuk kemudian diukur dalam
spektrofotmeter.
Sebelum
dimasukkan
ke
dalam
spektrofotometer, kuvet harus dibersihkan terlebih dahulu agar pengukuran oleh spektrofotometer lebih akurat. Pada percobaan ini didapatkan dua nilai yaitu konsetrasi warna dalam sampel (Pt.Co) dan absorbansi pada masing-masing larutan sampel. Selain melakukan langkah percobaan, dilakukan juga penentuan jenis sampel larutan, apakah merupakan warna sejati (true color ) atau warna semu (apparent color ). Larutan dengan warna sejati cenderung
homogen dan tidak memiliki endapan. Juga larutan dengan warna sejati biasanya ketika diukur dengan spektrofotometer menunjukkan nilai PtCo dan absorbansi yang cukup tinggi, meskipun faktor pengencer yang digunakan cukup besar. Sementara itu, larutan dengan warna semu terlihat memiliki endapan di dasar wadah. Selain itu, meskipun telah diencerkan dengan faktor pengencer yang kecil, nilai
pengukuran
PtCo
dan
absorbansi
hasil
pengukuran
spektrofotometer meunjukkan nilai yang rendah jika dibandingkan dengan larutan dengan warna sejati. Karena adanya endapan pada larutan dengan warna semu, sebelum melakukan pengukuran dengan spektrofotometer larutan harus diaduk terlebih dahulu agar endapan yang terjadi pada dasar gelas ukur kembali larut dalam larutan sampel.
Adanya
pengadukan
sangat
berpengaruh
terhadap
pengukuran dengan spektrofotometer, karena larutan dengan warna semu warnanya berasal dari zat terlarut. Apabila zat terlarut tersebut mengendap saat dilakukan pengukuran dengan spektrofotometer, hasil pengukuran yang ada tidak mewakilkan keadaan sampel larutan yang sebenarnya dan dapat mengakibatkan kesalahan pada pengambilan data.
6.2. Analisa Hasil dan Grafik Dari percobaan warna secara spektrofotometri ini, praktikan mendapatkan data berupa konsetrasi warna dalam air (PtCo) dan absorbansi pada tiap-tiap larutan. Dari pengolahan data dapat terlihat hubungan antara konsentrasi warna dalam air sampel dan absorbansi. Semakin tinggi nilai konsentrasi warna dalam air, semakin tinggi pula nilai absorbansi, begitu pula sebaliknya.
6.3. Analisa Kesalahan Dari pengolahan data yang didapatkan dari percobaan, dapat diketahui kesalahan relatifnya menggunakan persamaan:
Kesalahan relatif dapat timbul karena beberapa faktor, antara lain:
Kesalahan umum Kesalahan ini sebagian besar adalah kesalahan yang disebabkan
oleh
human
error.
Diantaranya
adalah
pembacaan alat ukur dan penyetelan alat yang tidak tepat, misalnya saat membaca pipet ukur, tidak mengelap kuvet sebelum dilakukan pengukuran dengan spektrofotometer, tidak melakukan pengadukan pada larutan sampel yang merupakan larutan dengan warna semu serta pencatatan yang berbeda dari pembacaan angka pada alat ukur.
Kesalahan sistematis Kesalahan
sistematis
yang
terjadi
meliputi
kesalahan kalibrasi dan kesalahan paralaks. Kesalahan paralaks adalah kesalahan baca karena posisi mata tidak tegak lurus terhadap objek yang diamati. Kesalahan ini dapat terjadi saat membaca pipet ukur dan pipet volume. Semetara kesalahan kalibrasi yang mungkin terjadi adalah saat mengkalibrasi spektrofotometer dengan air suling sebelum mengukur larutan sampel lainnya.
7. Kesimpulan Warna dalam air dapat dibedakan menjadi dua yaitu warna semu (apparent color) dan warna sejati (true color). Warna semu umumnya disebabkan oleh adanya material terlarut. Sementara warna sejati pada air disebabkan oleh partikel koloidal yang terdapat dalam air. Perbedaan warna semu dan sejati data terlihat dari ada atau tidaknya endapan dalam larutan sampel dan konsentrasi warna yang didapat dari pengukuran dengan spektrofotometer. Hasil pengukuran konsentrasi warna yang kecil
pada spektrofotometer menunjukkan warna yang terjadi pada larutan sampel disebabkan oleh material terlarut.
8. Referensi Crittenden, John C., R. Rhodes Trussell, David W. Hand, Kerry J. Howe, George Tchobanoglous. Water Treatment: Principles and Design third edition. 2012. New Jersey: John Wiley & Sons. Rakness, Kerwin L. Ozone in Drinking Water Treatment: Process Design, Operation, and Optimization. 2005. USA: American Water Works Association. Ritter, Joseph A. Principles and Practices of Water Supply Operations: Water Quality. 2003. USA: American Water Works Association. Sawyer, Clair, Perry McCarty, Gene Parkin. Chemistry for Environmental Engineering and Science fifth edition. 2003. Permenkes No. 492 tahun 2010 http://www.ftsl.itb.ac.id/kk/rekayasa_air_dan_limbah_cair/wpcontent/uploads/2010/11/pi-w1-aprian-eka-rahadi-15305088.pdf (12 Oktober 2013 06.00) http://jms.fmipa.itb.ac.id/jms/article/viewFile/340/409 (13 Oktober 2013 20.00)
9. Lampiran Salam laporan ini dilampirkan bagan praktikum percobaan warna dengan
spektrofotometri,
mind
map
warna,
lembar
pengamatan dan lampiran Permenkes Nomor 492 tahun 2010.
data
