LAPORAN PRAKTIKUM INSTRUMEN SPEKTROSKOPI PERCOBAAN VII PENENTUAN KADAR TEMBAGA (Cu) DALAM SAMPEL AIR SUMUR DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETER SERAPAN ATOM (SSA)NYALA
OLEH: NAMA
: RIZAL SUHARDIMAN
STAMBUK
: F1C1 15 098
KELOMPOK
: IV (EMPAT)
ASISTEN
: BENI SAPUTRA
LABORATORIUM KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2017
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Sekitar 70% permukaan bumi diselimuti oleh air. Oleh karena itu, air dapat dikatakan sebagai bagian yang essensial dari sistem kehidupan. Air mempunyai kemampuan yang besar untuk melarutkan bermacam-macam zat, baik yang berupa gas, cairan, maupun padatan. Adanya bahan-bahan yang tidak bermanfaat akan dapat mengakibatkan penurunan kualitas air. Penurunan kualitas air ini diakibatkan oleh adanya zat pencemar, baik berupa komponen organik maupun
anorganik. Komponen anorganik diantaranya adalah logam berat yang berbahaya. Logam-logam berat tersebut diketahui dapat mengumpul di dalam tubuh organisme, dan tetap tinggal dalam tubuh dalam jangka waktu yang lama sebagai racun yang terakumulasi. Salah satu logam berat yang berbahaya dan sering mencemari lingkungan adalah tembaga (Cu). Tembaga (Cu) merupakan logam kemerahan dengan struktur kristal kubus. Kebanyakan tembaga digunakan untuk peralatan listrik (60 %), konstruksi, seperti atap dan pipa (20%), mesin industri, seperti penukar panas (15 %) dan paduan logam (5 %). Tembaga bisa ditemukan dalam berbagai jenis makanan, dalam air minum, dan di udara. Karena itu, manusia menyerap sejumlah tembaga saat makan, minum dan bernapas. Tembaga merupakan elemen yang penting bagi kesehatan manusia. Namun, jumlah asupan terlalu besar akan menyebabkan masalah kesehatan. Eksposur tembaga jangka panjang dapat menyebabkan iritasi pada hidung, mulut, mata, serta menyebabkan sakit kepala, sakit perut, pusing, muntah dan diare. Terdapat penelitian yang menunjukkan adanya hubungan antara
paparan jangka panjang konsentrasi tinggi tembaga dan penurunan kecerdasan pada anak. Mengingat dampak negatif yang muncul akibat kadar tembaga yang tinggi, maka perlu dilakukan analisis kadar tembaga pada sampel Air Sumur. Hal ini dimaksudkan agar kita dapat mengetahui layak atau tidak layak air tersebut untuk di konsumsi dengan mengacu pada standard SNI air minum. Metode yang umum digunakan dalam penentuan kadar tembaga yaitu metode Spektrofotometri UVVis. Namun pada percobaan ini, kadar tembaga akan ditentukan dengan menggunakan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) atau Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS). Spektrofotometri Serapan Atom adalah salah satu jenis analisa spektrofometri dimana dasar pengukurannya adalah pengukuran serapan suatu sinar oleh suatu atom, sinar yang tidak diserap, diteruskan dan diubah menjadi sinyal listrik yang terukur. Berdasarkan uraian diatas maka perlu dilakukan praktikum penentuan kadar tembaga (Cu) dalam sampel air sumur dengan metode Spektrofotometer Serapan Atom (SSA)-Nyala. B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada percobaan penentuan kadar tembaga (Cu) dalam sampel air sumur dengan metode spektrofotometri serapan atom (SSA) yaitu bagaimana cara menentukan kadar tembaga (Cu) dalam sampel air sumur dengan metode spektrofotometri serapan atom (SSA)?
C. Tujuan
Tujuan pada percobaan penentuan kadar tembaga (Cu) dalam sampel air sumur dengan metode spektrofotometri serapan atom (SSA) yaitu untuk mengetahui cara kadar tembaga (Cu) dalam sampel air sumur dengan metode spektrofotometri serapan atom (SSA). D. Manfaat
Manfaat pada percobaan penentuan kadar tembaga (Cu) dalam sampel air sumur dengan metode spektrofotometri serapan atom (SSA) yaitu dapat mengetahui cara menentukan kadar tembaga (Cu) dalam sampel air sumur dengan metode spektrofotometri serapan atom (SSA).
II. TINJAUAN PUSTAKA
Air sumur merupakan sumber utama air minum bagi masyarakat yang tinggal di daerah perkotaan. Untuk mendapatkan sumber air tersebut umumnya manusia membuat sumur gali atau sumur pantek. Air sumur gali kualitasnya dapat dipengaruhi oleh rembesan air limbah rumah tangga, limbah kimia, laundry, rembesan air sungai terdekat yang sudah tercemar, dan lainnya. Kualitas air sumur gali yang bersumber pada air tanah membawa residu-residu dari tanah, dan yang penting untuk diperhatikan adalah adanya sumber polusi yang dapat merembes ke air tanah (Sasongko dkk., 2014). Tembaga (Cu) merupakan komponen dari enzim yang diperlukan untuk menghasilkan energi, anti oksidasi dan sintesa hormon adrenalin, serta untuk pembentukan jaringan ikat. Namum kelebihan tembaga (Cu) dalam tubuh akan mengakibatkan keracunan, mual, muntah, dan menyebabkan kerusakan pada hati dan ginjal. Tembaga (Cu) merupakan logam yang secara alami terdapat dalam air. Namum kadar kedua logam ini dapat saja bertambah jika ada kontaminasi selama perjalanan pada air baku (air pegunungan) yang dibawa dalam tangki pengangkut untuk di distribusikan kepada depot air minum isi ulang serta tidak tertutup kemungkinan pula dengan semua bahan logam yang ada pada alat pengolahan air di depot air minum isi ulang (Khaira, 2014). Penurunan kualitas air ini diakibatkan oleh adanya zat pencemar, baik berupa komponen organik maupun anorganik. Komponen anorganik diantaranya adalah logam berat yang berbahaya. Logam-logam berat tersebut diketahui dapat mengumpul di dalam tubuh organisme, dan tetap tinggal dalam tubuh dalam
jangka waktu yang lama sebagai racun yang terakumulasi. Salah satu logam berat yang berbahaya dan sering mencemari lingkungan adalah tembaga (Cu). Kandungan matriks atau ion-ion lain dapat mengganggu proses analisis logam berat dengan spektroskopi serapan atom. Hal ini mengakibatkan akurasi hasil analisis menjadi rendah. Oleh karena itu, sebelum analisis dilakukan destruksi untuk menghilangkan atau memisahkan kandungan ion lain, dengan perlakuan awal diharapkan kesalahan pada saat analisis dapat ditekan seminimal mungkin (Murtini dkk., 2017). Berbagai metode analisis dapat dilakukan untuk menentukan kadar logam berat dalam sedimen, namun metode yang paling sering dipakai adalah metode Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). Metode pengukuran logam berat menggunakan Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) yaitu pengukuran berdasarkan penguapan larutan sampel kemudian logam yang terkandung di dalamnya diubah menjadi atom bebas. Kelebihan zat tembaga (Cu) bisa menyebabkan keracunan dimana terjadi muntah, kerusakan usus, penuaan dini hingga kematian mendadak, mudah marah, radang sendi, cacat lahir, gusi berdarah, kanker, cardiomyopathies, sirosis ginjal, sembelit, diabetes, diare, pusing, mudah lelah, kulit kehitam – hitaman, sakit kepala, gagal hati, hepatitis, mudah emosi, dan lain sebagainya (Rahayu dkk., 2013). Larutan sampel diukur dengan menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom pada panjang gelombang 422,7 nm dengan cara di masukkan kedalam nyala sebagai suatu aerosol yakni suatu kabut yang terdiri dari tetesan yang sangat halus. Ketika larutan maju melewati nyala, pelarutnya akan menguap dan
dihasilkan bintik-bintik halus yang berupa partikel. Zat ini kemudian berdisosiasi untuk menghasilkan atom logam. Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) merupakan atom-atom suatu logam yang diuapkan dalam suatu nyala dan serapannya pada suatu pita radiasi sempit yang dihasilkan oleh suatu lampu katode rongga, dilapisi dengan logam tertentu yang sedang ditentukan, diukur (Indrayani, 2016). Reagen yang dipakai dalam praktikum adalah HNO 3. HNO3 berfungsi untuk mencegah terjadinya endapan besi. Ion besi dapat mengalami hidrolisis di dalam air dan membentuk Fe(OH) 3 yang merupakan padatan. Dengan suasana asam di dalam air, hidrolisis tidak akan terjadi. Dengan seperti itu, ion besi tetap larut di dalam air dan tidak membentuk endapan. Pengendapan ini tidak boleh terjadi karena dapat menyebabkan pengukuran menjadi tidak akurat. Pada praktikum ini, pengukuran dilakukan dengan cara menghisap fasa cair dari larutan. Jika terjadi pengendapan, konsentrasi besi di dalam fasa cair akan berkurang karena membentuk endapan sehingga menyebabkan pengukuran kadar besi dalam air tersebut tidak akurat (Nuraini dkk., 2015).
III. METODOLOGI PENENLITIAN
A. Waktu dan Tempat
Percobaan Penentuan Kadar Tembaga (Cu) dalam Sampel Air Sumur dengan Metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)
dilakukan pada hari
Senin, 04 Desember 2017 pada pukul 13.00-15.00 WITA yang bertempat di Laboratorium Kimia Analitik Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Halu Oleo, Kendari. B. Alat dan Bahan 1. Alat
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan penentuan kadar tembaga (Cu) dalam sampel air sumur dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) adalah tabung reaksi, labu takar 100 mL, pipet tetes, Spektrofotometer Serapan Atom (SSA), kertas saring, lampu Hallow Cathode Fe dan tabung reaksi. 2. Bahan
Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan penentuan kadar tembaga (Cu) dalam sampel air sumur dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) adalah sampel air sumur, HNO 3, larutan standar Cu, dan gas etilen (C2H2).
C. Prosedur Kerja 1. Pembuatan Larutan Standar
Fe(NO3)2 -ditimbang sebanyak 0,032 gram
-dimasukkan kedalam gelas kimia100 mL yang berisi akuades -diaduk -diasamkan
Fe2+ 1000 ppm
2. Pembuatan Larutan Baku 100 ppm
Larutan baku 1000 ppm -dipipet sebanyak 10 mL
-dilarutkan dalam akuades -diasamkan -dimasukkan dalam labu takar 100 mL
Larutan baku 100 ppm
3. Pembuatan larutan standar
Larutan baku 100 ppm - dimasukkan kedalam 7 labu takar 100
ml Labu takar 1 = 0 mL
Labu takar 2 =0,5 mL
Labu takar 3 =1 mL
Labu takar 4 = 2 mL
Labu takar 5 = 3 mL
- ditambahkan
Labu takar 6 = 4 mL
masing-masing aquades yang diasamkan sampai tanda tera. - dihomogenkan - diukur absorbannya dengan SSA dengan panjang gelombang 243,8 nm Larutan standar Fe 0 ppm = 0.0 Abs Larutan standar Fe 0,5 ppm = 0.045 Abs Larutan standar Fe 1 ppm = 0.135 Abs Larutan standar Fe 2 ppm = 0.215 Abs Larutan standar Fe 3 ppm = 0.355 Abs Larutan standar Fe 4 ppm = 0.412 Abs Larutan standar Fe 6 ppm = 0.602 Abs
Labu takar 7 = 6 mL
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengamatan
1. Data Pengamatan a. Pengukuran Absorbans Larutan Standar No.
Larutan Fe
Absorbans
1
0
0,00
2
0,5
0,863
3
1
0,045
4
2
0,135
5
3
0,215
6
4
0,355
7
6
0,602
b. Pengukuran Absorbans Sampel Sampel Air Sumur
Absorbans 0,552
2. Grafik Hubungan Konsentasi dengan Absorbans 0.7 0.6 s 0.5 n a b0.4 r o0.3 s b A0.2 0.1 0
y = 0.1007x + 0.0147 R² = 0.9901 0.355
0.602
0.412
0.215 0.135 0.045
0 0
2
4
6
8
Konsentrasi
3. Analisis Data
Dari Kurva Kalibrasi standar di dapatkan persamaan linear (y = 0,100x + 0,014) dimana (y) menyatakan nilai pengukuran absorbansi (x) menyatakan kadar besi dalam sampel. 1. Diketahui : y
= 0,552
a
= 0,100
b
= 0,014
Ditanyakan
: x = ........?
Penyelesaian: y
= ax + b
0,552
= 0,100x + 0,014
0,100 x
= 0,552 - 0,014
x
= 0,538 0,100 = 5,38 ppm
B. Pembahasan
Air sumur merupakan sumber utama air minum bagi masyarakat yang tinggal di daerah perkotaan. Kualitas air sumur gali yang bersumber pada air tanah membawa residu-residu dari tanah, dan yang penting untuk diperhatikan adalah adanya sumber polusi yang dapat merembes ke air tanah. Selain material pengotor yang diperhatikan pada air sumur, tentunya kandungan dari air sumur tersebut juga harus diketahui sehingga layak untuk dikonsumsi. Salah satu kandungan tersebut adalah kadar logam berat seperti tembaga (Cu). Dalam kadar yang normal, tembaga merupakan unsur esensial yang memiliki peranan penting bagi makhluk hidup. Namun, jika dalam dosis yang berlebihan akan berdampak terhadap kesehatan manusia diantaranya bisa menyebabkan keracunan (muntah), kerusakan usus, penuaan dini hingga kematian mendadak, radang sendi, cacat lahir, gusi berdarah, kanker, sirosis ginjal, sembelit, diabetes, diare, pusing, mudah lelah, hepatitis, hipertensi, insomnia dan lain sebagainya. Analisis kuantitafif yang digunakan untuk mengetahui kadar tembaga (Cu) pada sampel adalah dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA). Spektrofotometri Serapan Atom menggunakan prinsip absorbansi cahaya oleh atom (atom netral). Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Untuk mendapatkan atom netral, dilakukan proses yang disebut atomisasi. Atomisasi terjadi dalam nyala dengan proses dimulai dari analisis sampel (cair) menjadi kabut halus, kabut halus menjadi partikel halus, kemudian menjadi gas dan terakhir menjadi atom netral. Atom netral ini mampu menyerap cahaya dengan panjang gelombang spesifik
yang dipancarkan oleh lampu Hollow Cathode. Lampu ini hanya memancarkan cahaya dalam bentuk spektra garis yang hanya sesuai dengan unsur tertentu. Atom-atom dari sampel akan menyerap sebagian sinar yang dipancarkan oleh sumber cahaya. Penyerapan energi oleh atom terjadi pada panjang gelombang tertentu sesuai dengan energi yang dibutuhkan oleh atom tersebut. Dengan menyerap energi, atom dalam keadaan dasar dapat mengalami eksitasi ke tingkat yang lebih tinggi. Keadaan ini bersifat labil, sehingga atom akan kembali ke tingkat energi dasar sambil mengeluarkan energi yang berbentuk radiasi. Selisih antara sinar yang dipancarkan dengan sinar yang tertangkap pada detector mengidentifikasikan bahwa selisih tersebut merupakan cahaya yang diserap oleh atom tersebut. Tahapan pertama yang dilakukan pada percobaan ini adalah pembuatan seri larutan standar dengan menggunakan padatan CuCO 3 untuk membuat larutan Cu2+ dengan konsentrasi 1000 ppm. Larutan seri Cu yang dibuat diasamkan dengan menggunakan HNO 3. HNO3 berfungsi untuk mencegah terjadinya endapan tembaga. Ion tembaga dapat mengalami hidrolisis di dalam air dan membentuk Cu(NO 3)2 yang merupakan padatan. Dengan suasana asam di dalam air, hidrolisis tidak akan terjadi. Dengan seperti itu, ion tembaga tetap larut di dalam air dan tidak membentuk endapan. Pengendapan ini tidak boleh terjadi karena dapat menyebabkan pengukuran menjadi tidak akurat. Pada praktikum ini, pengukuran dilakukan dengan cara menghisap fasa cair dari larutan. Kemudian dari larutan standar tersebut digunakan untuk membuat larutan baku dengan konsentrasi 100 ppm. Selanjutnya dilakukan pengukuran absorbansi dengan
menggunakan SSA dalam lima variasi konsentrasi, yaitu 5, 10, 15, 20 dan 25 ppm. Berdasarkan hasil pengukuran diperoleh nilai absorbansi untuk masingmasing variasi volume berturut-turut adalah 0.086, 0.1609, 0.2387, 0.3230 dan 0.3875 ppm. Hasil pengamatan dan perhitungan persamaan regresi yang didapat pada percobaan ini adalah y = 0.0181x - 0.0148 dengan R² = 0.9545. Nilai R 2 adalah fraksi antara 0,0 sampai 1,0. Semakin kecil nilai R 2, maka persamaan regresi yang didapat semakin tidak bagus untuk digunakan. Semakin mendekati 1, maka persamaan regresi yang didapat sangat baik untuk digunakan. Karena R 2 yang didapat mendekati 1, maka persamaan regresi yang didapat sangat baik untuk digunakan. Kadar tembaga yang terdapat dalam air sumur berdasarkan hasil analisis yaitu, 10,93 ppm untuk sampel A dan 18,11 ppm untuk sampel B. Menurut Keputusan
Menteri
Kesehatan
Republik
Indonesia
Nomor
907/MENKES/SK/VII/2002 Tentang Syarat-Syarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum, kadar tembaga maksimum dalam air adalah 0,01 mg/L atau 0,01 ppm. Sampel yang digunakan pada praktikum ini mempunyai konsentrasi di atas 0,01 ppm. Sehingga tidak baik untuk dijadikan air konsumsi. Khaira (2014) melaporkan bahwa kelebihan zat tembaga (Cu) bisa menyebabkan keracunan dimana terjadi muntah, kerusakan usus, penuaan dini hingga kematian mendadak, mudah marah, radang sendi, cacat lahir, gusi berdarah, kanker, cardiomyopathies, sirosis ginjal, sembelit, diabetes, diare, pusing, mudah lelah, kulit kehitam – hitaman, sakit kepala, gagal hati, hepatitis, mudah emosi, dan lain sebagainya.
V. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan, dapat disimpulkan bahwa konsentrasi tembaga dalam air dapat ditentukan dengan mengukur spektrum serapan dari masing-masing larutan standar dengan menggunakan menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) dan membandingkan absorbansinya dengan air yang akan ditentukan konsentrsi tembaganya. Kadar tembaga dalam sampel yaitu, 10,93 ppm untuk sampel A dan 18,11 ppm untuk sampel B yang berarti air tersebut tidak layak untuk dikonsumsi. Menurut Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 907/MENKES/SK/VII/2002 Tentang Syarat-Syarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum, kadar tembaga maksimum dalam air adalah 0,01 mg/L atau 0,01 ppm. Sampel yang digunakan pada praktikum ini mempunyai konsentrasi di atas 0,01 ppm. Sehingga tidak baik untuk dijadikan air konsumsi.
DAFTAR PUSTAKA
Indrayani, F., 2016, Analisis Kandungan Logam Kalsium Air Tahu dengan Menggunakan Metode Spektrofotometri Serapan Atom, Journal of Pharmaceutical Science and Herbal Technology, Vol. 1(1). Khaira, K., 2014, Analisis Kadar Tembaga (Cu) dan Seng (Zn) dalam Air Minum Isi Ulang Kemasan Galon di Kecamatan Lima Kaum Kabupaten Tanah Datar, Jurnal Sainstek , Vol. 4(2). Murtini, Rum, H. dan Gunawan, 2017, Efek Destruksi Terhadap Penentuan Kadar Cu (II) dalam Air Sumur, Air Laut dan Air Limbah Pelapisan Krom Menggunakan AAS, Research Gate, Vol. 2(4). Nuraini, Iqbal dan Sabhan, 2015, Analisis Logam Berat dalam Air Minum Isi Ulang (AMIU) dengan Menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA), Gravitasi, Vol. 14(1). Rahayu, B., Mery, N. dan Tahril, 2013, Analisis Logam Zink (Zn) dan Besi (Fe) Air Sumur di Kelurahan Pantolongan Kecamatan Palu Utara, J. Akad. Kim. Vol. 2(1): 1-4. Sasongko, E.B., Endang, W. dan Rawuh, E.P., 2014, Kajian Kualitas Air dan Penggunaan Sumur Gali Oleh Masyarakat di Sekitar Sungai Kaliyasa Kabupaten Cilacap, Jurnal Ilmu Lingkungan, Vol 12(2): 72-82.
LAPORAN SEMENTARA
