1

PROPOSAL UJIAN KOMPETENSI PRAKTIK KEJURUAN

TAHUN PELAJARAN 2012/2013

Nama : HESTI RADEAN

No. Ujian : 01-133-122-7

ANALISIS KESADAHAN TOTAL ( Ca2+

+ Mg2+

)

DAN ANALISIS KADAR BESI (Fe) DALAM SAMPEL AIR SUMUR

DAERAH NGESTIHARJO, KASIHAN, BANTUL

I. TUJUAN

Dapat menetapkan jumlah kesadahan total air sumur dengan

menggunakan metode volumetri (kompleksometri)

Dapat menetapkan kadar Fe dalam sampel air sumur dengan benar

menggunakan metode gravimetri

II. DASAR TEORI

A. Volumetri

1. Definisi

Kesadahan total yaitu jumlah ion-ion Ca2+

dan Mg 2+

yang dapat

ditentukan melalui titrasi dengan EDTA sebagai titran dan menggunakan

indikator yang peka terhadap semua kation tersebut. Kesadahan total tersebut

dapat juga ditentukan dengan menjumlah ion Ca2+

dan ion Mg2+

yang

dianalisa secara terpisah misalnya dengan metode AAS (Atomic Absorption

Spectrophotometer) yang tidak akan diuraikan disini karena mahalnya

peralatan.

Menurut permenkes RI No.416/MENKES/PER/IX/1990 kadar

maksimal yang diijinkan untuk air minum dan air bersih adalah 500 mg

CaCO3/liter. Khususnya di negara kita, jarang sekali air alam yang

mengandung strontium dan barium. Karena itu dalam memeriksa kesadahan

air kita hanya memperhitungkan Ca dan Mg saja.

2

Air yang mempunyai derajat kesadahan rendah kita sebut air lunak,

sebaliknya apabila derajat kesadahan tinggi kita sebut sebagai air

sadah.Kesadahan dapat dibagi menjadi dua macam yaitu,kesadahan tetap dan

kesadahan sementara.

a. Kesadahan sementara disebabkan adanya senyawa-senyawa

bikarbonat yang terdapat didalam air (HCO3) yang jika dipanaskan

akan terurai menjadi CO2 dan H2O dan meninggalkan endapan

yang dapat dipisahkan.

b. Kesadahan tetap disebabkan adanya senyawa-senyawa Mg2+

,

Ca2+

, dan Sr2+

dalam bentuk senyawa lain dari karbonat yang sangat

stabil dan tidak terurai pada temperatur titik didih air dan tidak

dapat dipisahkan karena senyawa tersebut larut didalam air.

Air yang sadah (hard water) dapat mengkonsumsi banyak sabun dan

dalam industri menyebabkan kesukaran dalam pengoperasian ketel,karena

dapat menghambat panas dan sebagai akibatnya dapat menyebabkan

peledakan ( explosions).

Untuk pemeriksaan kadar calsium dan magnesium dipilih cara titrasi

langsung secara kompleksometri dengan larutan EDTA.Agar Ca dan Mg dapat

berikatan semua dengan EDTA, maka ditambahkan buffer (buffer yang

digunakan adalah buffer amonia atau ethanolamin) sehingga pH dapat

dipertahankan 1 sampai 10.

2. Prinsip Analisis

Pada umumnya kesadahan total air disebabkan oleh kandungan garam

Ca2+

dan Mg2+

. Sewaktu ion Ca2+

dan ion Mg2+

dititar dengan larutan EDTA

dengan indikator EBT, pertama-tama EDTA akan bereaksi dengan ion Ca2+

kemudian dengan ion Mg2+

, dan akhirnya dengan senyawa kompleks Mg-

EBT. Oleh karena senyawa kompleks tersebut berwarna merah keunguan,

sedangkan larutan indikator yang bebas berwarna birupada pH 7-1, maka

warna larutan pada titik akhir berubah dari merah keunguan menjadi biru.

3

3. Reaksi kesadahan

Ca2+

+ H2Y2- CaY

2- + 2H

+

Mg2+

+ H2Y2- MgY

2- + 2H

+

MgIn-(merah) + H2Y

2- MgY

2- + HIn

2-(biru)+ H

+

4. Gangguan

Selain dari Ca2+

dan Mg2+

beberapa kation seperti Al 3+

,Fe3+

dan

Fe2+

,Mn2+

dan sebagainya juga bergabung dengan EDTA.tetapi untuk air

leding, air sungai atau danau, konsentrasi ion-ion ini cukup rendah

(konsentrasi kurang dari beberapa mg/l dan tidak mengganggu). Namun

kadang-kadang air tanah dan air buangan industri mengandung konsentrasi

ion-ion tersebut lebih dari beberapa mg/l dimana dalam kasus ini sesuatu

inhibitor harus digunakan untuk menghilangkan gangguan tersebut.

Kekeruhan juga mengurangi jelasnya warna sehingga sampel yang

terlalu keruh harus disaring dahulu.

Pengendapan CaCO3 harus dicegah kerena akan mengurangi kadar

kesadahan terlarut. Kalau kadar Ca2+

terlalu tinggi endapan dapat muncul

dalam waktu titrasi 5 menit,sehingga sampel harus diencerkan. Cara lain

adalah dengan pembubuhan asam terlebih dahulu serta pengadukan supaya

semua CO2 lenyap keudara untuk sementara dan pembentukan CO32-

pada pH

10 dihindarkan. Tambahkan asam sampai pH larutan menjadi 3 (cek dengan

kertas pH);aduk 5 sampai 10 menit, kemudian tambahkan buffer untuk

mengubah pH menjadi 10,0 0,1. Cara seperti ini juga dapat dilakukan pada

sampel dengan kadar Ca2+

rendah, untuk mengurangi resiko gangguan.

B. GRAVIMETRI

1. Pengantar Analisis Fe

Gravimetri adalah metode analisis kuantitatif unsur atau senyawa

berdasarkan bobotnya yang diawali dengan pengendapan dan diikuti dengan

pemisahan dan pemanasan endapan dan diakhiri dengan penimbangan. Untuk

memperoleh keberhasilan pada analisis secara gravimetri, maka harus

4

memperhatikan hal-hal sebagai berikut : unsur atau senyawa yang ditentukan

harus terendapkan secara sempurna, bentuk endapan yang ditimbang harus

diketahui dengan pasti rumus molekulnya dan endapan yang diperoleh harus

murni dan mudah ditimbang.

Umumnya pengendapan dilakukan pada larutan yang panas sebab

kelarutan bertambah dengan bertambahnya temperatur. Pengendapan

dilakukan dalam larutan encer yang ditambahkan pereaksi perlahan-lahan

dengan pengadukan yang teratur, partikel yang terbentuk lebih dahulu

berperan sebagai pusat pengendapan.Untuk memperoleh pusat pengendapan

yang besar suatu reagen ditambahkan agar kelarutan endapan bertambah

besar.

Pemisahan endapan dari larutan tidak selalu menghasilkan zat murni.

Kontaminasi endapan oleh zat lain yang larut dalam pelarut disebut

kopresipitasi. Hal ini berhubungan dengan adsorpsi banyak terjadi pada

endapan gelatin dan sedikit pada endapan mikrokristal, misalnya AgI, pada

perak asetat dan endapan BaSO4 pada alkali nitrat.Pengotoran dapat juga

disebabkan oleh postpresipitasi, yaitu pengendapan yang terjadi pada

permukaan endapan pertama.Hal ini terjadi pada zat yang sedikit larut

kemudian membentuk larutan lewat jeuh. Zat ini mempunyai ion yang sejenis

dengan endapan primernya, missal: pengendapan CaC2O4 dengan adanya Mg.

MgC2O4 akan terbentuk bersama-sama dengan CaC2O4. Lebih lama waktu

kontak, maka lebih besar endapan yang terjadi.

Dalam prosedur gravimetri apa saja yang melibatkan pengendapan,

orang akhirnya harus mengubah zat yang dipisahkan menjadi suatu bentuk

yang cocok untuk ditimbang. Hal ini perlu bahwa zat yang ditimbang murni,

stabil, dan susunanya pasti agar hasil analisis itu tepat. Bahkan jika

kopresipitasi telah diminimalkan, masih tinggal masalah penyingkiran air dan

elektrolit apa saja yang ditambahkan ke dalam air pencuci. Beberapa endpaan

ditimbang dalam bentuk kimia yang sama dengan waktu diendapkan. Endapan

lain mengalami perubahan kimia selama pemanggangan, dan reaksi-reaksi ini

haruslah berjalan sempurna agar hasilnya tidak salah. Prosedur yang

5

digunakan dalam tahap terakhir ini bergantung baik pada sifat-sifat endapan

maupun pada kuatnya molekul-molekul air yang diikat oleh zat padat itu.

Larutan yang mengandung garam Fe (III) diolah dengan amonia sedikit

berlebihan untuk mengendapkan oksida terhidrasi, Fe2O3.xH2O.

Ksp Fe(OH)3 = 10-38

sangat kecil, pengendapan terjadi walaupun larutan

sedikit asam. Endapan mula-mula terbentuk fase terdispersi, tetapi setelah

dipanaskan dengan adanya elektrolit akan menggumpal mirip gelatin,

mengendap dibawah. Pemanasan yang lama cenderung memecahkan agregat

(gumpalan) dan menyebabkan endapan seperti lendir.Maka pengendapan

dilakukan pada atau dekat titik didih atau cairan dijaga pada temperatur ini

selama waktu singkat setelah pengendapan.

Sifat kolonial besi (III) oksida terhidrasi mempunyai kecenderungan

mengabsorbsi ion yang ada. Karena pengendapan dilakukan dalam keadaan

basa, ion pertama yang teradsorbsi adalah ion hidroksi, dan ion negatif ini

akan mengadsorbsi ion amonia. Adsorbs ini tidak mempengaruhi analisis.

Endapan disaring melalaui kertas saring, jangan dipercepat dengan hisapan,

karena akan mendorong partikel endapan yang kecil kedalam pori-pori kertas

saring. Karena alasan ini pencucian dilakukan dengan cara dekantasi.

Untuk mencegah peptisasi dan pembentukan endapan mirip lendir, yang

digunakan baik digunakan amonium nitrat ini akan menguap waktu dipijarkan.

Amonium klorida tidak cocok karena akan membentuk besi(III) klorida yang

menguap waktu dipijarkan.

Fe2O3 + 6 NH4Cl 2 FeCl3 + 6 NH3+ 3 H2O

Untuk membantu penyaringan haruslah digunakan larutan pencuci yang

panas. Besi (III) oksida terhidrasi ketika dipijarkan pada 1000C akan

menghasilkan Fe2O3, pada temperatur yang lebih tinggi terbentuk tribesi

tetroksida.

Ambang batas kadar Fe dalam air baku diatur dalam Ketetapan Peraturan

Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 416/MENKES/PER/IX/1990

sebesar 1 mg/l.

6

2. Prinsip Analisis

Garam besi (II) yang tidak mantap dioksidasikan dengan HNO3, air

brom atau hidrogen peroksida menjadi Fe(III) yang mantap. Kemudian Fe(III)

diendapkan dengan NH4OH menjadi Fe(OH)3, endapan selai berwarna coklat

yang setelah dipijarkan menjadi Fe2O3 yang berwarna hitam coklat.

3. Reaksi

Fe3+

+ 3 NH3 + 3 H2O Fe(OH)3 + 3 NH4+

2 Fe(OH)3 Fe2O3 + 3 H2O

III. ALAT DAN BAHAN

A. Alat

1. Buret

2. Pipet volume

3. Corong

4. Labu ukur

5. Beaker glass

6. Gelas ukur

7. Statif dan Klem buret

8. Neraca analitik digital

9. Watch glass

10. Batang pengaduk

11. Kompor listrik

12. Pipet tetes

13. Erlenmeyer

14. Oven

15. Muffle furnance

16. Desikator

17. Krus

18. Sarung tangan

19. Penjepit

20. Masker

B. Bahan

1. Sampel Air Sumur

2. Larutan indikator EBT

3. Aquades

4. Larutan HCl 1:1

5. Larutan HNO3 pekat

6. Larutan ammonia murni 1:1

7

7. Kertas saring bebas abu

8. Larutan ammonium nitrat 1%

9. Hablur Na2EDTA

10. Hablur CaCl2.2H2O

11. Serbuk NH4Cl

12. Larutan NH4OH pekat

IV. CARA KERJA

A. Analisis Kesadahan Total

1. Pembuatan larutan EDTA 0,02 M

a. ditimbang 7,446 gram Na2EDTA (BM 372,24)

b. dimasukkan ke dalam labu ukur 1 liter

c. ditambahkan dengan aquadest sampai tanda batas

d. dikocok agar tercampur homogen

2. Standarisasi larutan EDTA dengan CaCl2

a. ditimbang dengan teliti 0,1470 gram CaCl2.2H2O, dan

dilarutkan dengan aquadest kemudian dimasukkan kedalam labu

ukur 100 ml ( BM CaCl2.2H2O = 146,98 )

b. larutan tersebut dipipet sebanyak 10 ml dan dipindahkan kedalam

erlenmeyer

c. ditambahkan 5 ml larutan buffer pH 10

d. kemudian ditambahkan 6 tetes indikator EBT

e. sampel selanjutnya diitrasi dengan larutan EDTA sampai terjadi

perubahan warna, dari merah anggur tepat menjadi biru. Hasil

titrasi dicatat

f. langkah a-e diulangi sebanyak 2 kali

g. konsentrasi EDTA dihitung dalam moralitas

Perhitungan : ( M x V) EDTA = ( M x V) CaCl2

8

3. Pembuatan Larutan Buffer pH 10 ± 0,01

a. NH4Cl ditimbang sebanyak 16,9 g

b. ditambahkan 143 ml NH4OH pekat kemudian diencerkan dengan

aquades sampai volume 250 ml

4. Penentuan kadar total Ca2+

dan Mg2+

a. peralatan dan sampel air disiapkan

b. 100 ml contoh air dipipet dan dimasukkan dalam erlenmeyer.

c. ditambahkan 5 ml larutan buffer pH 10

d. selanjutnya ditambahkan beberapa tetes indikator EBT

e. kemudian dititrasi dengan larutan EDTA 0,02 M sampai terjadi

perubahan warna ,dari merah anggur tepat menjadi biru. Hasil

titrasi dicatat

f. langkah a – e diulangi sebanyak 3 kali

g. kadar total Ca2+

dan Mg2+

( kesadahan total ) dihitung

CATATAN

a. Na2H2Y tidak dapat dipakai sebagai standar primer karena sedikit

higroskopis. Untuk menentukan kemolarannya (M) dipakai CaCO3 yang

dilarutkan dengan sedikit asam klorida. Bila dipakai indikator EBT,

harus diberi Mg2+

.

b. Agar dalam menetapkan kesadahan air terhindar dari pengaruh ion-ion

lain, maka sebelum dititar larutan indikator harus ditambah 30 mg

hidroksil-amonium klorida (HONH2Cl) dan 50 mg KCN.

Perhitungan : Penentuan kadar total Ca2+

dan Mg2+

(kesadahan total)

dihitung sebagai CaCO3

CaCO3(mg/L) = 1000 x ml EDTA x M EDTA x BM CaCO3

9

B. Analisis Kadar Besi (Fe)

1. Sampel air sumur diambil sebanyak 50 ml dan ditambah 10 ml HCl

(1:1)

2. 2 ml HNO3 pekat ditambahkan dalam larutan dan dididihkan

perlahan-lahan sampai warna menjadi kuning (biasanya diperlukan

3-5 menit)

3. larutan diencerkan menjadi 200 ml, kemudian dipanaskan sampai

mendidih dan perlahan-lahan ditambahkan larutan ammonia murni

1:1 hingga terbentuk endapan berlebih

4. larutan dididihkan perlahan-lahan 1 menit

5. kemudian diturunkan dari kompor listrik, didiamkan agar

mengendap

6. segera setelah kebanyakan endapan mengendap, cairan supernatant

didekantasikan, namun diusahakan agar sebanyak mungkin endapan

tetap tinggal dibeaker glass.

7. ditambahkan ± 100 ml larutan ammonium nitrat 1 % yang mendidih

kepada endapan, campuran diaduk baik-baik dan endapan dibiarkan

mengendap. Sebanyak mungkin cairan didekantasikan melalui

saringan

8. endapan dicuci 3-4 kali dengan dekantasi dengan larutan ammonium

nitrat 1% yang panas

9. endapan dipindahkan kedalam kertas saring, kemudian dicuci dengan

ammonium nitrat hingga bebas ion Cl-

10. sementara itu krus bersih dipanaskan dalam oven dan dipijarkan

sampai panas hingga merah (muffle bersuhu 850ºC) selama 20 menit,

didinginkan dalam desikator selama 20 menit dan ditimbang. Kertas

saring yang telah ditiris, pinggirnya ditekuk dan dipindahkan kekrus

yang telah ditimbang.

11. dipanaskan dalam oven, kemudian dipijarkan dalam muffle furnance

yang sudah bersuhu 850ºC selama 20-30 menit

10

12. kemudian didinginkan dalam desikator selama 15 menit kemudian

ditimbang

13. pemijaran diulangi hingga diperoleh berat konstan

14. endapan ditimbang sebagai Fe2O3 dan kadar besi (Fe) dalam sampel

dihitung

Perhitungan :

(i) fg ( faktor gravimetri ) =

(ii) 𝐹𝑒 (%) =fg x berat endapan

berat sampel x 100 %

(iii) 𝐹𝑒 𝑚𝑔

𝐿 =

fg x berat endapan (mg)

volume sampel (L)

Yogyakarta, 30 Januari 2013

Mengetahui,

Pembimbing

Woro Dianingtyas, S.Si

NIP : 19831014 201012 2 001

Peserta Ujian

Hesti Radean

NIS : 107546

Mr Fe =

56 = 0,35

Mr Fe2O3 160