DASAR ANALISIS LINGKUNGAN(Kualitatif dan Kuantitatif)

Organik dan Anorganik

Berbicara mengenai lingkungan, maka yang tertangkap dalam benak kita adalah segala sesuatu yang ada di sekita kita. Lingkungan merupakan salah satu hal yang penting bagi manusia dan makhluk hidup lainnya. Lingkungan,manusia dan makhluk hidup saling berinteraksi untuk mencapai suatu keseimbangan. Dalam analisis kimia lingkungan,ketepatan hasil analisis sangat berperan penting dalam hal ini. Akan tetapi hasil analisis tak jarang jauh dari yang di harapkan, hal ini disebabkan oleh banyaknya factor, semisalnya sering dijumpai sampel yang dijadikan patokan, akan tetapi sering mengalami perubahan diluar perkiraan. Untuk meminimalisir terjadinya hal tersebut, seorang analis sepatutnya memiliki pengetahuan dan pengertian yang luas mengenai konsep dasar penyusunan metode analisis modern sehingga pengetahuannya dapat dimanfaatkan untuk memodifikasi metode analisis yang sudah ada. Analisis kimiawi menetapkan komposisi kualitatif dan kuantitatif suatu materi. Konstitusi yang akan ditentukan jumlahnya adalah unsur,radikal,gugusan fungsi, senyawa ataupun fase.

A. Analisis KualitatifAdalah analisis kimia yang digunakan untuk mengetahui jenis bahan yang tergantung dalam suatu zat sampel. Contoh: untuk analisa pati( karbohidrat) dalam bahan pangan digunakan uji yodium. artinya analisa ini hanya dapat menentukan berapa banyak macam bahan yang dikandung oleh suatu zat sampel saja.Beberapa cara yang dapat digunakan dalam analisa ini adalah : analisa pendahuluan, uji nyala, dan sistematis. Sehingga dapat disimpulkan bahwa Kualitatif = kualitas, yang berarti lebih mementingkan kualitas walaupun hasilnya sedikit. Pada intinya analisis kualitatif adalah memisahkan dan mengidentifikasi sejumlah unsur. Analisis kuantitatif berurusan dengan penetapan banyak suatu zat tertentu yang ada dalam sampel .Analisis kualitatif diperuntukkan untuk analisa komponen atau jenis zat yang ada dalam suatu larutan . Analisa kualitatif merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mempelajari kimia dan unsur-unsur serta ion-ionnya dalam larutan.

B. Analisis Kuantitatif

Adalah analisa kimia yang digunakan untuk menentukan jumlah (kadar) suatu bahan yang terkandung dalam zat sampel. Contoh penentuan kadar garam dalam air laut. dengan cara kristalisasi. artinya dalam analisa ini dapat diketahui kadar bahan yang terkandung dalam zat sampel.Beberapa cara yang sering digunakan adalah cara gravimetri dan volumetric. Dalam analisis kuantitatif selalu memfokuskan pada jumlah atau kuantitas dari sebuah sampel, pengukuran sampel dapat dilakukan dengan menghitung berat zat, menghitung volume atau menghitung konsentrasi. Penerapan Hukum Beer merupakan prinsip dasar semua spektrometri molekular kuantitatif. Dalam analisis kuantitatif selalu memfokuskan pada jumlah atau kuantitas dari sebuah sampel, pengukuran sampel dapat dilakukan dengan menghitung berat zat, menghitung volume atau menghitung konsentrasi. Gravimetri merupakan penetapan kuantitas atau jumlah sampel melalui penghitungan berat zat. Sehingga dalam gravimetri produk harus selalu dalam bentuk padatan (solid).

Dapat di simpulkan bahwa kedua analisis tersebut masing-masing memiliki keunggulan dan kelemahan. Analisis kualitatif yang banyak memakan waktu, rehabilitasnya perlu dipertanyakan,prosedurnya tidak baku, desainnya tidak terstruktur dan tidak dapat dipaki untuk penelitian yang berskala besar dan pada akhirnya hasil penelitian dapat terkontaminasi dengan subyektifitas peneliti. Sedang, analisis kuantitatif memunculkan kesulitan dalam mengontrol variebel-variebel lain yang dapat berpengaruh dalam proses penelitian secara langsung maupun tidak. Untuk mendapatkan keakuratan yang tinggi butuh kecermatan dalam proses penentuan sample, pengambilan data dan penentuan alat analisanya.Adapun parameter yang mendasari lingkungan dianalisis berdasarkan kajian analisis lingkungan kuantitatif maupun kualitatif tentang komponen lingkungan air, udara dan tanah yang bersifat fisik, kimia dan hayati, diantaranya:

1. Lingkungan yang masih alami (sebagai acuan), guna mendapatkan gambaran rona lingkungan. Jika kelak lingkungan tersebut mengalami tekanan perubahan, maka akan dapat ditentukan secara pasti parameter mana yang telah mengalami perubahan,

2. Lingkungan yang sudah mengalami degradasi, guna menentukan tindakan apa yang diperlukan untuk mengatasinya.

Parameter dasar yang harus diperhatikan dalam membuat hasil analisis, yaitu : pertama, akurasi meliputi ketepatan dan ketelitian, yang kedua derajat ketidaktentuan hasil (koefisien variasi atau derajat kepercayaan data, hasil olahan secara statistika) karena kesalahan acak atau random dan variasi dari prosedur. Dalam konteks analisis , akurasi jauh lebih dipentingkan dan lebih dipertimbangkan dalam pembacaan data.

Prinsip analisis lingkungan, diantaranya ;

a. Membandingkan data hasil analisis suatu metode dengan metode lain. Banyak metode yang dapat digunakan baik itu secara manual ataupun otomatis untuk menentukan satu parameter analisis. Dari sekian banyak uji coba yang dilakukan akan dapat dipilih metode yang memberikan bias terendah dan akurasi yang terbaik dari kualitas sebenarnya untuk dipakai dalam kondisi laboratorium nyata.

b. Menggunakan bahan referensi yang bersertifikat sebagai standar terutama untuk kualitas tinggi.

c. Kalibrasi alat-alat yang digunakan dalam analisis secara rutin dan terjadwal.

d. Interlaboratory studies, untuk mensiteksi sistematik error.

KESETIMBANGAN PELARUTAN

Pelarutan atau kelarutan endapan. Endapan adalah zat atau materi yang memisahkan diri sebagai fase padat dari system larutan. Fase padat ini dapat terjadi dalam bentuk Kristal,bentuk tersuspensi, maupun bentuk koloid. Pemisahan endapan dari larutannya dapat dilakukan dengan pemusingan, penyaringan, atau cukup dengan sedimentasi ( endapan biasa), tergantung dari ukuran dan berat endapan secara parsial. Jika ukuran partikel endapan makin besar, maka makin mudah memisahkannya, cukup dilakukan dengan sedimentasi atau pengendapan gravitasional saja. Namun ada juga endapan koloid yang stabil dan cukup ringan, harus dilakukan pemusingan untuk memisahkannya dari larutan. Pada pemusingan, bagian zat yang mempunyai berat jenis lebih tinggi akan terdorong ke arah luar putaran, sehingga, endapan akan terpisah dari larutan karena perbedaan berat jenis dan gaya putaran yang tinggi.

Endapan akan terbentuk jika konsentrasi zat dalam larutan melewati konsentrasi jenuhnya (larutan kelewat jenuh). Dapat diramalkan dari nilai kelarutan suatu zat dalam pelarut tertentu (S) yaitu konsentrasi molar larutan jenuh. Kelarutan endapan atau zat pada umumnya tidak

terlalu dipengaruhi oleh tekanan (kecuali jika tekanan sangat besar/ekstrim), tetapi sangatdipengaruhi oleh suhu sistem atau lingkungannya. Untuk zat.zat yangpelarutannya indotermis, kelarutannya akan meningkat dengan naiknyasuhu, pada sistem larutan tertentu (misal, kelarutan gula makin besar dalamair panas). Sebaliknya dengan zat yang dalam pelarutannya bersifateksotermis, akan makin tidak larut jika sistem larutan suhunya tinggi (misalK2SO4, akan makin mengendap dengan pemanasan).

Contoh : Pemisahan ion Pb(II) dari campuran Pb, Hg(I), dan Ag dengan prinsip kelarutan dan pengaruh suhu pada kelarutan. (i) Ketiga ion akan diendapkan sempurna secara kelarutan, denganpenambahan ion Cl. berlebih, membentuk endapan PbCl2, AgCl, dan HgCl.(ii) Endapan disaring dengan filter yang sesuai. Endapan mengandung PbCl2,AgCl, dan HgCl sementara filtrat bebas dari ketiga ion tersebut.(iii) Endapan yang telah dipisahkan dilarutkan embali dengan air panas, PbCl2larut kembali sementara AgCl dan HgCl tetap dalam bentuk endapan.Dengan melakukan penyaringan sekali lagi, maka ion Pb telah terpisah dari Hg dan Ag.

Kelarutan zat juga dipengaruhi oleh jenis pelarut yang digunakan dalam system larutan. Garam NaCl atau gula yang larut dengan baik di air, menjadi kurang larut di alkohol, bahkan tidak larut pada kebanyakanpelarut organik lainnya. Fenomena pelarutan atau kelarutan ini tetap berprinsip pada azas Like Dissolve Like, zat polar akan larut dengan baik pada pelarut polar, dan zat nonpolar akan larut dengan baik pada pelarut nonpolar.

Efek ion sekutu. Endapan garam, akan lebih besar dengan adanya ion sekutu (yaitu ion yang ada atau ditambahkan, yang sama dengan salah satu ionpembentuk endapan). Sebagai contoh Larutan jenuh PbCl2 akan segeramembentuk endapan jika dalam larutan ditambahkan ion Pb atau ion Cl,misal dari PbNO3 atau NaCl. Dalam hal ini ion Pb atau ion Cl merupakan ionsekutu bagi PbCl2.

Hasil Kali Kelarutan (Ks = Ksp = Constanta Solubility Product), adalah hasil kali konsentrasi ion.ion dalam larutan jenuhnyaAgCl(s) Ag+(aq) + Cl. (aq)Kelarutan suatu zat akan berkurang jika ke dalam larutan ditambahkan reagen yang mengandung ion sekutu (Efek ion sekutu atau efek garam). Dapat dijelaskan jika dari persamaan di atas, penambahan jumlah Ag+ akan menyebabkan nilai hasil perkalian kedua ion juga menjadi besar, sedangkan nilai Ks atau Ksp harus tetap, maka untuk kesetimbangan yang baru Cl. harus berkurang. Hal ini akan terjadi dengan pembentukan garam AgCl sampai

sedemikian hingga nilai hasil kali ionnya menjadi sama dengan Ksp.nya. Sebagai pedoman umum, dapat disimbolkan nilai hasil kali ion total asalah S, maka jika :S < Ksp, maka zat dalam larutan akan larut sempurnaS = Ksp, larutan dalam konsentrasi larutan jenuhS > Ksp, maka zat akan mengendap dari larutanContoh :nilai Ks = [Ag+][Cl.] = 1,5.1010 logamkristalnya. Jika [Ag] = 0,1 M ditambahkan KCl hingga konsentrasi Cl = 0,01 molarMaka : S = [Ag+][Cl.]= 0,1 x 0,01 = 0,001terlihat bahwa nilai S > Ks, maka akan terjadi pengendapan AgCl, sampai terjadi kesetimbangan dalam larutan jenuh.

Pengendapan sulfida menggunakan gas H2S, pada beberapa logam terlarut merupakan contoh yang sering dijumpai dalam analisis. Pada laruitan asam kuat, logam.logam Ag+, Pb+, Hg2+, Br3+, Cu2+, Cd2+, Sn2+, As3+, Sb3+. Sedangkan pada pH larutan netral atau sedikit basa, maka sulfida akan mengendapkan logam. Logam Fe2+, Fe3+, Ni2+, Co2+, Mn2+, Zn2+. Aplikasi lain adalah pengendapan dan pelarutan hidroksida logam.

Struktur morfologi dan kemurnian endapan. Kemudahan suatu endapan dipisahkan dari sistem larutannya atau disaring dan dicuci tergantung pada besar dan struktur morfologinya yaitu meliputi bentuk dan ukuran kristalnya. Semakin besar ukkuran kristal maka pemisahannya makin mudah, sedang dalam pencucian morfologi bentuk kristal yang sederhana (kubus, oktahedron, atau jarum) akan memudahkan daripada yang bentuknya kompleks (banyak ruang dan lekukan). Ukuran kristal yang tebentuk sangat bergantung pada laju pembentukan inti dan laju pertumbuhan kristalnya.

Bentuk koloid. Kadangkala dalam analisis dengan endapan, yang terbentuk adalah padatan yang sangat kecil dan stabil dalam bentuk koloidnya, maka untuk kasus ini analisis gravimetri cukup sulit untuk mendapatkan akurasi yang tinggi. Untuk kasus.kasus demikian maka lebih baik digunakan spektrofotometri atau turbidimeter.

REAKSI-REAKSI ASAM BASA

Asam dan basa merupakan dua senyawa kimia yang sangat penting dalam kehidupan kehidupan sehari-hari. Secara umum zat-zat yang berasa masam mengandung asam, misalnya asam sitrat pada jeruk, asam cuka,dan asam semut pada semut. Basa umumnya mempunyai sifat yang licin dan terasa pahit, misalnya sabun. Dalam larutan asam, kertas lakmus biru akan berubah warna menjadi merah, sedang dalam larutan basa kertas lakmus merah akn berubah warna menjadi biru.

1. Asam.Svante Arrhenius (1887) mengemukakan bahwa asam adalah suau zat yang bila dilarutkan ke dalam air akan menghasilkan ion hidronium (H+). Asam umumnya merupakan senyawa kovalen dan akan bersifat asam bila sudah larut dalam air. Misalnya, gas hydrogen klorida bukan merupakan asam, akan tetapi bila sudah dilarutkan ke dalam air akan menghasilkan ion H+.

Dalam rumus kimia asam tidak semua atom H terlepas sebagai ion H+(aq) dan jumlah ion H+ yang dihasilkan untuk setiap satu molekul asam dapat satu, dua, atau tiga. Asam yang hanya menghasilkan sebuah ion H+ disebut sebagai asam monoprotik atau asam berbasa satu, asam yang menghasilkan dua ion H+ setiap molekulnya disebut asam diprotik atau asam berbasa dua. Di pandang dari jumlah ion yang dihasilkan, asam dibedakan menjadi asam kuat, yaitu asam mudah terionisasi dan banyak menghasilkan ion H+ dalam larutannya, sedang asam lemah merupakan asam yang sedikit terionisasi dan menghasilkan sedikit ion H+ dalam larutannya. Diantara yang termasuk asam kuat, yaitu HCL, HBr,HI, H2SO4, HNO3, dan HClO4.

2. BasaMenurut Arrhenius basa adalah suatu senyawa yang didalam air (larutan) dapat menghasilkan ion OH-. Umumnya basa terbentuk dari senyawa ion yang mengandung gugus hidroksida (OH-) didalamnya. Ammonia (NH3) meskipun merupakan suatu senyawa kovalen, tetapi didalam air termasuk senyawa basa, sebab setelah dilarutkan ke dalam air dapat menghasilkan ion OH-..

Tidak semua senyawa yang mengandung gugus OH_ meruapakn suatu basa. Mialnya, CH3COOH, dan C6H5OH merupakan asam. Senyawa CH3OH tidak menunjukkan sifat asam atau basa didalam air. Berdasarkan daya hantar listriknya,basa ada yang terionisasi sempurna dan disebut sebagai basa kuat, missal KOH, NaOH, Ba(OH)2,dan Ca(OH)2 dan ada yang hanya sedikit terionisasi dalam air dan disebut sebagai basa lemah, misalnya NH3 dan Al(OH)3.

3. Penetralan (Reaksi Asam dan Basa)Reaksi penetralan merupakan reaksi antara senyawa asam dengan senyawa basa, atau reaksi penggaraman yang menghasilkan air. Jika suatu asam kuat dan basa kuat yang ekuimolar, direaksikan (dicampur) dalam larutan air, maka ion hidronium dari asam dan ion hidroksida dari basa akan bersenyawa membentuk air. Demikian juga dengan asam lemah. maupun basa lemah. Sehingga dalam perhitungan kimiawi, reaksi penetralan akan terjadi dalam beberapa kasus, dan menghasilkan garam-garam dengan sifat yang berbeda.

4. Hidrolisis

Menurut teori Arrhenius, proses hidrolisis adalah interaksi molekul-molekul air dengan ion-ion garam sehingga di lepaskan elektrolit lemah. Misalnya, interaksi molekul air dengan natrium asetat (ion asetat).Sementara itu, berdasarkan teori Bronsted-Lowry, hidrolisis adalah proses potolisis yang melibatkan molekul air dan protolit lemah yang bermuatan.Dengan demikian, tetapam hidrolisis dapat dihitung dari tetapan asam, atau sebaliknya. Dari perbandingan teori diatas, dapat dilihat bahwa teori Brown-Lowry memberikan kejelasan yang lebih mudah dan lebih tepat mengenai berbagai jenis reaksi asam basa, sehingga dapat disimpulkan bahwa reaksi hidrolisis dapat disebut sebagai reaksi protolisis yang lazim dipakai dalam pemeriksaan kimia.