PENENTUAN NILAI COD (CHEMICAL OXYGEN DEMAND) DALAM SAMPEL AIR I. Tujuan Menguji nilai Chemical Oxygen Demand (COD) dengan metode refluks tertutup menggunakan asam sulfat, kalium dikromat dan katalis perak sulfat. II. Dasar Teori COD adalah jumlah oksigen (mg O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organis yang ada dalam 1 liter sampel air, dimana pengoksidasi K2Cr2O7 digunakan sebagai sumber oksigen. COD adalah jumlah oksigen yang diperlukan agar bahan buangan yang ada dalam air dapat teroksidasi melalui reaksi kimia baik yang dapat didegradasi secara biologis maupun yang sukar didegradasi. Bahan buangan organic tersebut akan dioksidasi oleh kalium bichromat yang digunakan sebagai sumber oksigen (oxidizing agent) menjadi gas CO2 dan gas H2O serta sejumlah ion chrom. Reaksinya sebagai berikut : HaHbOc + Cr2O72- + H+ CO2 + H2O + Cr3+ Jika pada perairan terdapat bahan organic yang resisten terhadap degradasi biologis, misalnya tannin, fenol, polisacharida dansebagainya, maka lebih cocok dilakukan pengukuran COD daripada BOD. Kenyataannya hampir semua zat organic dapat dioksidasi oleh oksidator kuat seperti kalium permanganat dalam suasana asam, diperkirakan 95% - 100% bahan organic dapat dioksidasi. Seperti pada BOD, perairan dengan nilai COD tinggi tidak diinginkan bagi kepentingan perikanan dan pertanian. Nilai COD pada perairan yang tidak tercemar biasanya kurang dari 20 mg/L, sedangkan pada perairan tercemar dapat lebih dari 200 mg/L dan pada limbah industri dapat mencapai 60.000 mg/ L. Analisis COD Prinsipnya pengukuran COD adalah penambahan sejumlah tertentu kalium bikromat (K2Cr2O7) sebagai oksidator pada sampel (dengan volume diketahui) yang telah ditambahkan asam pekat dan katalis perak sulfat, kemudian dipanaskan selama beberapa waktu. Selanjutnya, kelebihan kalium bikromat ditera dengan cara titrasi. Dengan demikian kalium bikromat yang terpakai untuk oksidasi bahan organik dalam sampel dapat dihitung dan nilai COD dapat ditentukan Metode Analisa COD Metoda standar penentuan kebutuhan oksigen kimiawi atau Chemical Oxygen Demand (COD) yang digunakan saat ini adalah metoda yang melibatkan penggunaan oksidator kuat kalium bikromat, asam sulfat pekat, dan perak sulfat sebagai katalis. Kepedulian akan aspek kesehatan lingkungan mendorong perlunya peninjauan kritis metoda standar penentuan COD tersebut, karena adanya keterlibatan bahan-bahan berbahaya dan beracun dalam proses analisisnya. Berbagai usaha telah dilakukan untuk mencari metoda alternatif yang lebih baik dan ramah lingkungan.

Perkembangan metoda-metoda penentuan COD dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori. Pertama, metoda yang didasarkan pada prinsip oksidasi kimia secara konvensional dan sederhana dalam proses analisisnya. Kedua, metoda yang berdasarkan pada oksidasi elektrokatalitik pada bahan organik dan disertai pengukuran secara elektrokimia. KOK= Kebutuhan Oksigen Kimiawi (Chemical Oxygen Demand = COD) adalah jumlah oksidan Cr2O7(2-) yang bereaksi dengan contoh uji dan dinyatakan sebagai mg O2 untuk tiap 1000 ml contoh uji. Senyawa organik dan anorganik, terutama organik dalam contoh uji dioksidasi oleh Cr2O7(2-) dalam refluks tertutup menghasilkan Cr(3+). Jumlah oksidan yang dibutuhkan dinyatakan dalam ekuivalen oksigen (O2 mg /L) diukur secara spektrofotometri sinar tampak. Cr2O7(2-) kuat mengabsorpsi pada panjang gelombang 400 nm dan Cr(3+) kuat mengabsorpsi pada panjang gelombang 600 nm. Untuk nilai KOK 100 mg/L sampai dengan 900 mg/L ditentukan kenaikan Cr(3+) pada panjang gelombang 600 nm. Pada contoh uji dengan nilai KOK yang lebih tinggi, dilakukan pengenceran terlebih dahulu sebelum pengujian. Untuk nilai KOK lebih kecil atau sama dengan 90 mg/L ditentukan pengurangan konsentrasi Cr2O7(2-)pada panjang gelombang 420 nm. Kelebihan dan Kelemahan Metode Analisis COD KOK= Kebutuhan Oksigen Kimiawi (Chemical Oxygen Demand = COD) adalah jumlah oksidan Cr2O7(2-) yang bereaksi dengan contoh uji dan dinyatakan sebagai mg O2 untuk tiap 1000 ml contoh uji. Senyawa organik dan anorganik, terutama organik dalam contoh uji dioksidasi oleh Cr2O7(2-) dalam refluks tertutup menghasilkan Cr(3+). Jumlah oksidan yang dibutuhkan dinyatakan dalam ekuivalen oksigen (O2 mg /L) diukur secara spektrofotometri sinar tampak. Cr2O7(2-) kuat mengabsorpsi pada panjang gelombang 400 nm dan Cr(3+) kuat mengabsorpsi pada panjang gelombang 600 nm. Untuk nilai KOK 100 mg/L sampai dengan 900 mg/L ditentukan kenaikan Cr(3+) pada panjang gelombang 600 nm. Pada contoh uji dengan nilai KOK yang lebih tinggi, dilakukan pengenceran terlebih dahulu sebelum pengujian. Untuk nilai KOK lebih kecil atau sama dengan 90 mg/L ditentukan pengurangan konsentrasi Cr2O7(2-) pada panjang gelombang 420 nm. Penanggulangan Kelebihan/Kekurangan Kadar COD Penanggulangan kelebihan Kadar COD Pada Trickling filter terjadi penguraian bahan organik yang terkandung dalam limbah. Penguraian ini dilakukan oleh mikroorganisme yang melekat pada filter media dalam bentuk lapisan biofilm. Pada lapisan ini bahan organik diuraikan oleh mikroorganisme aerob, sehingga nilai COD menjadi turun. Pada proses pembentukan lapisan biofilm, agar diperoleh hasil pengolahan yang optimum maka dalam hal pendistribusian larutan air kolam retensi Tawang pada permukaan media genting harus merata membasahi seluruh permukaan media. Hal ini penting untuk diperhatikan agar lapisan biofilm dapat tumbuh melekat pada seluruh permukaan genting. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa semakin lama waktu tinggal, maka nilai COD akhir semakin turun (prosentase penurunan COD semakin besar). Hal ini disebabkan semakin lama waktu tinggal akan memberi banyak kesempatan pada

mikroorganisme untuk memecah bahan-bahan organik yang terkandung di dalam limbah. Di sisi lain dapat diamati pula bahwa semakin kecil nilai COD awal (sebelum treatment dilakukan) akan menimbulkan kecenderungan penurunan nilai COD akhir sehingga persentase penurunan CODnya meningkat. Karena dengan COD awal yang kecil ini, kandungan bahan organik dalam limbah pun sedikit, sehingga bila dilewatkan trickling filter akan lebih banyak yang terurai akibatnya COD akhir turun. Begitu pula bila diamati dari sisi jumlah tray (tempat filter media). Semakin banyak tray, upaya untuk menurunkan kadar COD akan semakin baik. Karena dengan penambahan jumlah tray akan memperbanyak jumlah ruang / tempat bagi mikroorganisme penurai untuk tumbuh melekat. Sehingga proses penguraian oleh mikroorganisme akan meningkat dan proses penurunan kadar COD semakin bertambah. Jadi prosen penurunan COD optimum diperoleh pada tray ke 3. Permukaan media bertindak sebagai pendukung mikroorganisme yang memetabolisme bahan organik dalam limbah. Penyaring harus mempunyai media sekecil mungkin untuk meningkatkan luas permukaan dalam penyaring dan organisme aktif yang akan terdapat dalam volume penyaring akan tetapi media harus cukup besar untuk memberi ruang kososng yang cukup untuk cairan dan udara mengalir dan tetap tidak tersumbat oleh pertumbuhan mikroba. Media berukuran besar seperti genting (tanah liat kering) berukuran 2-4 in akan berfungsi secara maksimal. Media yang digunakan berupa genting dikarenakan lahan diatas permukaan genting cenderung berongga dibanding media lain yang biasa mensuplai udara dan sinar matahari lebih banyak daripada media lain yang dibutuhkan untuk pertumbuhan mikroba pada genting. Pada penelitian ini, efisiensi Trickling Filter dalam penurunan COD tidak dapat menurunkan sampai 60% dikerenakan : a. Aliran air yang kurang merata pada seluruh permukaan genting karena nozzle yang digunakan meyumbat aliran air limbah karena tersumbat air kolam retensi Tawang. b. Supplay oksigen dan sinar matahari kurang karena trickling filter diletakkan didalam ruangan sehingga pertumbuhan mikroba kurang maksimal. Dalam penumbuahan mikroba distibusi air limbah dibuat berupa tetesan agar air limbah tersebut dapat memuat oksigen lebih banyak jika dibanding dengan aliran yang terlalu deras karena oksigen sangat diperlukan mikroba untuk tumbuh berkembang Penanggulangan Kekurangan Kadar COD Senyawa organik yang terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen dengan elemen aditif nitrogen, sulfur, fosfat, dll cenderung untuk menyerap oksigen-oksigen yang tersedia dalam limbah air dikonsumsi oleh mikroorganisme untuk mendegredasi senyawa organik akhirnya oksigen. Konsentrasi dalam air limbah menurun, ditandai dengan peningkatan COD, BOD, SS dan air limbah juga menjadi berlumpur dan bau busuk. Semakin tinggi konsentrasi COD menunjukkan bahwa kandungan senyawa organik tinggi tidak dapt terdegredasi secara biologis. EM4 pengobatan 10 hari dalam tangku aerasi harus dilanjutkan karena peningkatan konsentrasi COD. Fenomena ini menunjukkkan bahwa EM4 tidak bisa eksis baik di kondisi ini air limbah, karena populasi yang kuat dan jumlah rendah mikroorganisme dalam air limbah.[1] Penetapan nilai COD dengan COD meter

Ada beberapa metode yang dapat dipakai untuk mengukur COD, yaitu metode refluks terbuka, metode titrimetri, metode kolorimetri. Metode refluks terbuka cocok untuk kebanyakan limbah dimana ukuran sampel yang banyak lebih disukai. Metode titrimetri dan kolorimetri lebih ekonomis dalam penggunaan reagen garam logam, tetapi membutuhkan homogenisasi dari sampel yang berisi padatan tersuspensi untuk mendapatkan hasil yang reproduksibel. Selain itu dibutuhkan ampul dan tube tertentu yang terukur volumenya tersedia di pasaran. Sampel yang telah direfluks secara tertutup dapat langsung diukur menggunakan alat COD meter.[2]

Gambar 1. Seperangkat alat COD meter [4] Secara umum seperangkat COD meter dibagi menjadi 3 bagian: a. Tubetest Heater Tubetest heater dirancang untuk pemanas / memberikan kondisi digest dan refluks yang diperlukan untuk uji COD dengan suhu 150 C +- 3 C di tubetest COD. Tubetest heater terdiri dari ruang kosong dan kering yang dikontrol secara elektronik memanas aluminium blok tabung reaksi dan memiliki layar keselamatan terpisahkan. Untuk penggunaannya kita tinggal mengatur pada layar digital 150 C. Suhu tidak bisa lebih tinggi lagi karena dapat menyebabkan build-up di tabung COD. b. COD tubetest COD tubetest merupakan tabung khusus yang digunakan untuk proses refluks tertutup pada sampel yang akan diukur COD nya. COD tubetest tersedia di pasaran dalam kemampuan yang berbeda-beda tergantung pada berbagai uji yang diperlukan:1. COD/150/M-C (PL 481) untuk sampel 0-150 mg/l O2 2. COD/1500/M-C (PL484) untuk sampel 20-1500 mg/lO2 3. COD/15000/M-C (PL 486) untuk sampel 200-15000 mg/l O2

Reagen uji COD bersifat ringan dan sensitif. Simpan tabung dalam wadah asli dan kotak harus tertutup saat tidak digunakan. Simpan dalam lemari es untuk penyimpanan maksimum. Periksa tabung sebelum digunakan dan jangan digunakan jika terjadi perubahan warna (hijau). a. COD meter COD meter merupakan alat ukur yang memiliki prinsip kerja sama dengan spektrometer UV-Vis namun hanya dapat mengukur pada dua panjang gelombang saja yaitu 420 dan 620 nm.[3]

I.

ReaksiZat Organik

CnHaOb +c Cr2O72-+8cH+ nCO2+a+8c/2H2O +2cCr23+Warna kuning Warna hijau

II. Alat dan Bahan 1. Alat Spektrofotometer UV VIS Neraca Analitik Spatula Pengaduk

Corong Pipet tetes Pipet ukur 5ml, 1ml Pipet volume 2ml Piala gelas 100ml Labu ukur 25ml

Labu semprot Tabung + tutup 1. Sampel air (air kran dan air bak) H2SO4 1:1 K2Cr2O7

2. Bahan

Aquades

I.

Cara Kerja

1. Pembuatan pereaksia. Ditimbang K2Cr2O7 sebanyak 0.3034 gram, dilarutkan hingga 25ml aquadest.

1. Penentuan nilai CODa. Disiapkan tubetest COD sebabyak 3 buah, bersih dan kering. b. Dipipet sebanyak 2ml larutan K2Cr2O7 ke dalam tube. c. Ditambahkan sebanyak 3ml larutan H2SO4 pekat. Apabila suhu campuran larutan naik (panas),

diamkan.d. Ke dalam larutan yang dingin, dimasukkan sampel air sebanyak 1ml, didinginkan apabila suhu

naik.

e. Tube ditutup hingga rapat dan dikocok dengan lembut hingga tercampur sempurna.f. Larutan blanko disiapkan dengan mengulangi langkah b e dengan menambahkan aquadest

sebanyak 1ml. g. Tube didigest selama 2 jam pada suhu 70 C, kemudian pemanas dimatikan. h. Tube didinginkan ke suhu ruang. i. Tube dikocok perlahan-lahan kemudian diukur dengan alat COD meter. I. Data pengamatan Terlampir II. PerhitunganBobot K2Cr2O7=0.3034 g Volume pelarutan=25 mL

Konsentrasi K2Cr2O7=massaBE1000 mLvolume pelarutan =0.3034 g49gst1000 mL25 mL =0,2477 N

Dengan pengasam H2SO4 1:1 Didapatkan nilai Absorbansi untuk air kran sebesar -0,022 Didapatkan nilai Absorbansi untuk air bak sebesar 0,037III. Pembahasan

COD adalah jumlah oksigen (mg O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organis yang ada dalam 1 liter sampel air, dimana pengoksidasi K2Cr2O7 digunakan sebagai sumber oksigen. Prinsipnya pengukuran COD adalah penambahan sejumlah tertentu kalium bikromat (K2Cr2O7) sebagai oksidator pada sampel (dengan volume diketahui) yang telah ditambahkan asam pekat dan katalis perak sulfat, kemudian dipanaskan selama beberapa waktu. Selanjutnya, kelebihan kalium bikromat ditera dengan cara titrasi. Dengan demikian kalium bikromat yang terpakai untuk oksidasi bahan organik dalam sampel dapat dihitung dan nilai COD dapat ditentukan Nilai COD didasarkan pada penyerapan berkas cahaya monokromatis oleh senyawa berwarna, dalam hal ini K2Cr2O7. Nilai COD dalam sampel diukur dengan cara penambahan sejumlah terukur sampel ke dalam reagen COD, larutan K2Cr2O7 yang telah diketahui konsentrasinya. Reagen COD ini seharusnya telah tersedia di pasaran, namun pada praktikum kali ini, dicoba menguji nilai COD dengan menggunakan larutan K2Cr2O7 0,25 N dengan perbandingan terhadap asam 2 : 3 menggunakan asam sulfat 1:1. Namun pada pengukurannya, larutan diukur dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 440nm. Prinsip kerja alat COD meter dengan UV-Vis adalah sama, sehingga dapat digunakan UV-Vis sebagai alat pengukur. Hanya terdapat perbedaan, untuk COD meter hanya menggunakan dua

panjang gelombang yang spesifik, sedangkan dalam pengukuran COD dengan UV-Vis diharuskan terlebih dahulu mencari nilai panjang gelombang maksimum pengukuran. Untuk pembanding nilai COD sampel, dan mengukur panjang gelombang maksimum pengukuran pada alat (Pengukuran dilakukan pada panjang gelombang untuk warna dari K2Cr2O7) Maka digunakan blanko, yaitu reagen COD ditambah dengan aquadest. Pada hasil pengukuran sampel, terhadap pengasam, didapatkan nilai absorbansi yang negatif untuk air kran. Hal tersebut dikarenakan pengukuran sampel yang dilakukan pada panjang gelombang K2Cr2O7 (440nm) sedangkan warna dari sampel itu sendiri adalah warna dari Cr3+ (hijau) 600nm. Warna yang berbeda akan memberikan penyerapan yang berbeda pula untuk panjang gelombang tertentu. IV. Kesimpulan1. 2.

nilai COD sampel untuk air kran sebesar 0,022 mg O2/L sampel. nilai COD sampel untuk air kran sebesar 0,037mg O2/L sampel.

I.

Daftar Pustaka[1]

http://teknologikimiaindustri.blogspot.com/2011/02/chemical-oxygen-demand-cod.html 30 Desember 2011: 18.45 Christina P., Maria, SST, dkk. . Petunjuk Praktikum instrumentasi Kimia. Yogyakarta : STTN-BATAN.

[2]

[3] [4]

Megasari, Kartini.. Petunjuk Praktikum Instrumentasi Kimia Penentuan COD... http://mk3sejahtera.indonetwork.co.id/901880/cod-meter-aqualytic.htm

Kartini Megasari, SSTYogyakarta, 1 Januari 2012 Asisten, Praktikan,

Fatmawati Nurcahyani