Reaksi Kimia Pengujian Fosfat

Reaksi reduksi dengan asam askorbat

Ammonium heptamolibdat bereaksi dengan ortofosfat menjadi asam fosfomolibdat dalam suasana asam. Keempat atom O dari asam fosfat digantikan oleh empat gugus Mo₃O₁₀. Asam fosfomolibdat kemudian direduksi oleh  asam askorbat menjadi molibdenum biru dengan adanya kalium antimonil tartrat.


Reaksi kimia

Pembentukan asam fosfomolibdat

Langkah reaksi untuk pembentukan fosfomolibdenum biru

Reaksi asam askorbat

Asam askorbat mengandung gugus enediol , yaitu ikatan rangkap antara dua gugus hidroksil (-OH) yang berdekatan dan merupakan zat pereduksi yang kuat. Asam askorbat juga mempunyai sifat keasaman yang kuat disebabkan oleh posisi dua gugus OH yang berdekatan pada ikatan rangkap –C =C- (gugus karbonil). Gugus OH ini memiliki sifat mudah melepaskan proton (H+) dalam larutan. Dengan hilangnya hidrogen, zat ini diubah menjadi asam dehidroaskorbat.


Struktur kalium antimonil tartrat

Reaksi Kimia Pengujian Fluorida dengan SPADNS

Prinsip Analisis

Larutan SPADNS [natrium 2-(para sulfofenilazo) 1,8-dihidroksi-3,6-naftalen disulfonat] bereaksi dengan asam zirkonil atau larutan zirkonil klorida oktahidrat (ZrOCl₂.8H₂O) membentuk kompleks warna merah tua yang terdiri dari SPADNS dan zirkonium. Fluorida dalam sampel bereaksi dengan atom zirkonium dari kompleks warna merah menyebabkan berkurangnya warna merah larutan, yang sebanding dengan konsentrasi F karena F^- dan Zr⁴⁺ membentuk kompleks anion yang tidak berwarna [ZrF₆]^2- dan SPADNS berubah ke struktur aslinya, kemudian diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 570 nm.

Reaksi kimia

Reaksi antara SPADNS, zirkonium dan fluorida

Cara Uji Fluorida Secara Spektrofotometri dengan SPADNS

1. Prinsip Analisis

Fluorida bereaksi dengan larutan campuran SPADNS-asam zirkonil menyebabkan berkurangnya warna larutan. Pengurangan warna ini sebanding dengan banyaknya unsur fluorida dalam contoh uji yang kemudian diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 570 nm.

2. Reagen

a) air suling yang digunakan mempunyai daya hantar listrik kurang dari 2 µmhos/cm;

b) natrium fluorida bebas air (NaF);

c) SPADNS, natrium 2-(para sulfofenilazo) 1,8-dihidroksi-3,6-naftalen disulfonat = asam 4,5-dihidroksi-3-(parasulfofenilazo)-2,7-naftalen disulfonat;

d) asam zirkonil atau zirkonil klorida oktahidrat (ZrOCl₂.8H₂O);

e) asam klorida (HCl) pekat; dan

f) natrium arsenit (NaAsO₂).

3. Peralatan

a) spektrofotometer;

b) neraca analitik;

c) pipet volumetrik 2 mL; 5 mL; 10 mL dan 15 mL;

d) pipet ukur; dan

e) labu ukur 100 mL; 500 mL dan 1000 mL.

4. Persiapan pengujian

4.1 Larutan induk fluorida 100 mg F^-/L

a) larutkan 221,0 mg natrium fluorida anhidrat (NaF) dengan air suling dalam labu ukur 1000 mL, kemudian tambahkan air suling sampai tepat pada tanda tera dan dihomogenkan (1,0 mL = 100 µg F^-); atau

b) pipet 100 mL larutan induk fluorida 1000 mg F^-/L yang tertelusur ke Standard Reference Material, masukkan ke dalam labu ukur 1000 mL, kemudian tambahkan air suling sampai tepat pada tanda tera dan dihomogenkan.

4.2 Larutan baku fluorida 10 mg F^-/L

a) pipet 50 mL larutan induk 100 mg F^-/L dan masukkan ke dalam labu ukur 500 mL;

b) tambahkan air suling sampai tepat pada tanda tera dan dihomogenkan (1,0 mL larutan = 0,01 mg F-).

4.3 Larutan kerja fluorida

a) pipet 0 mL; 2 mL; 5 mL; 10 mL dan 15 mL larutan baku fluorida yang mengandung 10 mg F^-/L dan masukkan masing-masing ke dalam labu ukur 100 mL

b) tambahkan air suling sampai tepat pada tanda tera kemudian dihomogenkan sehingga diperoleh kadar fluorida 0,0 mg F^-/L; 0,2 mg F^-/L; 0,5 mg F^-/L; 1,0 mg F^-/L dan 1,5 mg F^-/L.

4.4 Larutan SPADNS

Larutkan 958 mg SPADNS, natrium 2-(para sulfofenilazo) 1,8-dihidroksi-3,6-naftalen disulfonat atau disebut juga 4,5-dihydroxy-3-(parasulfophenylazo)-2,7-naphtalenedisulfonic acid trinatrium salt, dalam air suling dan encerkan larutan diatas dengan air suling menjadi 500 mL. Larutan ini stabil selama 1 tahun apabila terhindar dari sinar matahari langsung.

4.5 Larutan asam zirkonil

a) larutkan 133 mg zirkonil klorida oktahidrat, ZrOCl₂.8H₂O dalam sekitar 25 mL air suling;

b) tambahkan 350 mL HCl pekat dan diencerkan menjadi 500 mL dengan air suling.

4.6 Larutan campuran asam zirkonil-SPADNS

Campurkan larutan asam zirkonil dan larutan SPADNS dengan volume yang sama.

CATATAN Larutan ini stabil selama 2 tahun.

4.7 Larutan natrium arsenit 0,5%

Larutkan 0,5 g NaAsO₂ dengan air suling pada labu ukur 100 mL, tepatkan hingga tanda tera kemudian dihomogenkan.

4.8 Larutan blanko (reference solution)

Pipet 10 mL larutan SPADNS ke dalam labu ukur 100 mL, tepatkan hingga tanda batas dengan air suling. Encerkan 7 mL HCl pekat dengan air suling hingga 10 mL dan campurkan dengan larutan SPADNS tersebut di atas.

5. Persiapan contoh uji

a) Contoh uji yang keruh harus disaring menggunakan saringan membran berpori 0.45 µm.

b) Contoh uji tidak boleh mengandung ion klorida lebih besar atau sama dengan 7000 mg Cl-/L, karena dapat mengganggu analisis dan memberikan kesalahan positif.

c) Contoh uji tidak boleh mengandung besi lebih besar atau sama dengan 10 mg Fe/L, karena dapat mengganggu analisis dan memberikan kesalahan negatif.

d) Contoh uji tidak boleh mengandung ion sulfat lebih besar atau sama dengan 200 mg SO₄^2-/L, karena dapat mengganggu analisis dan memberikan kesalahan negatif.

e) Contoh uji tidak boleh mengandung ion fosfat lebih besar atau sama dengan 16 mg PO₄^3-/L, karena dapat mengganggu analisis dan memberikan kesalahan positif.

f) Apabila contoh uji mengandung ion-ion pengganggu pada 5 butir c) sampai g), hilangkan gangguan tersebut dengan cara destilasi.

g) Apabila contoh uji mengandung sisa klorin, hilangkan klorin dengan penambahan 0,05 mL larutan NaAsO₂, untuk setiap 0,1 mg sisa klorin.

6. Pembuatan kurva kalibrasi

a) optimalkan spektrofotometer untuk pengujian kadar fluorida sesuai dengan pengoperasian alat;

b) ke dalam masing-masing larutan kerja pada langkah 4.3, tambahkan 10,0 mL larutan campuran SPADNS dan asam zirkonil, aduk hingga homogen;

c) atur spektrofotometer hingga nilai serapan nol dengan larutan blanko;

d) ukur serapan masing-masing larutan baku dan catat;

e) buat kurva kalibrasi yang menunjukkan hubungan antara kadar fluorida dengan pembacaan serapannya dan tentukan persamaan garis lurusnya (regresi liniernya).

7. Prosedur pengujian contoh uji

a) pipet 50,0 mL contoh uji atau yang telah diencerkan menjadi 50,0 mL dengan air suling;

b) tambahkan 10,0 mL larutan campuran SPADNS-asam zirkonil, kocok hingga homogen;

c) ukur serapannya dan catat;

d) apabila serapan contoh uji berada di luar serapan kurva kalibrasi standar, ulangi pengujian dengan menggunakan contoh uji yang telah diencerkan.

8. Perhitungan

Kadar flourida (mg/L) = C x fp

dengan pengertian:

C adalah kadar yang didapat dari hasil pengukuran (mg/L);

fp adalah faktor pengenceran.

Referensi
SNI 06-6989.29-2005

Reaksi Kimia Penetapan Sulfida dengan Biru Metilen

Prinsip Analisis

Uji sulfida didasarkan pada kemampuan hidrogen sulfida (H₂S) dan sulfida metalik yang larut dalam asam untuk mengubah N,N-dimetil-p-fenilendiamina secara langsung menjadi biru metilen dengan adanya zat pengoksidasi ferri klorida. Intensitas warna biru metilen berbanding lurus dengan konsentrasi sulfida dalam sampel dan diukur pada panjang gelombang 664 nm menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Larutan diammonium hidrogen fosfat (NH₄)₂HPO₄) ditambahkan untuk menghilangkan pewarnaan diri (self-coloring) dari besi klorida yang ditambahkan.

Cara uji sulfida dengan biru metilen secara spektrofotometri

1. Prinsip Analisis

Sulfida bereaksi dengan ferri klorida dan dimetil-p-fenilendiamina membentuk senyawa berwarna biru metilen, kemudian diukur pada panjang gelombang 664 nm menggunakan spektrofotometer UV-Vis.

Reakasi Kimia Penetapan Nikel (Ni) secara Fotometri dalam sampel air

A. Metode dimethylglyoxime (DMG)

Prinsip Analisis

Nikel dianalisis secara kuantitatif melalui reaksinya dengan dimethylglyoxime untuk membentuk kompleks berwarna orange, yang kemudian diekstraksi dengan kloroform untuk memekatkan warnanya dan untuk memungkinkan penentuan kolorimetri yang lebih sensitif. Agen khelat sodium tartrat  ditambahkan ke sampel untuk mengatasi gangguan yang disebabkan oleh logam pengganggu seperti kobalt, tembaga dan besi.


Reaksi kimia

Reaksi nikel dengan dimethylglyoxime

Dua molekul dimethylglyoxime dibutuhkan untuk membentuk kompleks warna dengan nikel. Sebuah proton dilepaskan dari masing-masing oxime group (=NOH) molekul dimethylglyoxime, namun dikomplekskan oleh pasangan elektron dari atom nitrogen dan bukan oleh elektron oksigen. Atom oksigen membentuk ikatan hidrogen ((O–H·O–)  dengan atom hidrogen.


Menghilangkan logam pengganggu dengan sodium tartrat

B. Metode Heptoxime ( HACH Method 8037)

Prinsip analisis hampir sama dengan metoda dimethylglyoxime diatas, berikut adalah reaksi antara nikel dengan Cycloheptanedionedioxime

Cara uji kesadahan (hardness)

Prinsip Analisis

Garam dinatrium etilen diamin tetra asetat (EDTA) akan bereaksi dengan kation logam tertentu membentuk senyawa kompleks kelat yang larut. Pada pH 10,0 ± 0,1, ion-ion kalsium dan magnesium dalam contoh uji akan bereaksi dengan indikator Eriochrome Black T (EBT), dan membentuk larutan berwarna merah keunguan. Jika Na₂EDTA ditambahkan sebagai titran, maka ion-ion kalsium dan magnesium akan membentuk senyawa kompleks, molekul indikator terlepas kembali, dan pada titik akhir titrasi larutan akan berubah warna dari merah keunguan menjadi biru. Dari cara ini akan didapat kesadahan total (Ca + Mg).

Kalsium dapat ditentukan secara langsung dengan EDTA bila pH contoh uji dibuat cukup tinggi (12-13), sehingga magnesium akan mengendap sebagai magnesium hidroksida dan pada titik akhir titrasi indikator Eriochrome Black T (EBT) hanya akan bereaksi dengan kalsium saja membentuk larutan berwarna biru. Dari cara ini akan didapat kadar kalsium dalam air (Ca).

Dari kedua cara tersebut dapat dihitung kadar magnesium dengan cara mengurangkan hasil kesadahan total dengan kadar kalsium yang diperoleh, yang dihitung sebagai CaCO₃.

Bahan

a) Indikator mureksid

1) Timbang 200 mg mureksid dan 100 g kristal natrium klorida (NaCl), kemudian dicampur.

2) Gerus campuran tersebut hingga mempunyai ukuran 40 mesh sampai dengan 50 mesh.

3) Simpan dalam botol yang tertutup rapat.

b) Indikator Eriochrome Black T (EBT)

1) Timbang 200 mg EBT dan 100 g kristal NaCl, kemudian dicampur.

2) Gerus campuran tersebut hingga mempunyai ukuran 40 mesh sampai dengan 50 mesh.

3) Simpan dalam botol yang tertutup rapat.

c) Larutan natrium hidroksida (NaOH) 1 N

1) Timbang 40 g NaOH, larutkan dengan 50 mL air suling

2) Encerkan dengan air suling hingga volumenya menjadi 1000,0 mL.

d) Larutan penyangga pH 10 ± 0,1

1) Cara I

(a) Larutkan 16,9 g amonium klorida (NH₄Cl) dalam 143 mL ammonium hidroksida (NH₄OH) pekat.

(b) Tambahkan 1,25 g magnesium etilen diamin tetra asetat (Mg-EDTA).

(c) Encerkan dengan air suling hingga volumenya menjadi 250,0 mL.

2) Cara II

(a) Larutkan 1,179 g Na₂EDTA dihidrat dan 780 mg magnesium sulfat penta hidrat (MgSO₄.7H₂O) atau 644 mg magnesium klorida heksa hidrat (MgCl₂.6H₂O) dalam 50 mL air suling.

(b) Tambahkan larutan tersebut ke dalam 16,9 g NH₄Cl dan 143 mL NH4OH pekat, sambil dilakukan pengadukan.

(c) Encerkan dengan air suling hingga volumenya menjadi 250,0 mL.

e) Bahan pengomplek

Untuk contoh uji air yang mengandung ion-ion pengganggu memerlukan bahan pengkompleks untuk menghasilkan perubahan warna yang jelas dan tajam pada titik akhir titrasi. Hal tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan salah satu dari bahan pengomplek pada nomor e.1), e.2) atau e.3), seperti di bawah ini.

1) Inhibitor I

(a) Atur keasaman contoh uji menjadi pH 6 atau lebih tinggi, dengan menggunakan larutan penyangga atau NaOH 0,1 N.

(b) Tambahkan 250 mg serbuk natrium sianida (NaCN).

(c) Tambahkan larutan penyangga secukupnya sampai pH nya 10,0 ± 0,1.

2) Inhibitor II

(a) Larutkan 5,0 g natrium sulfida nonahidrat (Na₂S.9H₂O) atau 3,7 g Na₂S.5H₂O dalam 100 mL air suling.

(b) Simpan dalam botol yang tertutup rapat dengan karet. Hindarkan agar tidak kontak dengan udara.

3) Mg EDTA (garam magnesium dari asam 1,2-sikloheksandiamin tetra asetat)

Tambahkan 250 mg MgCDTA untuk setiap 100 mL contoh uji, dan kocok hingga larut sempurna sebelum penambahan larutan penyangga.

f) Larutan standar kalsium karbonat (CaCO₃) 0,01 M (1,0 mg/mL)

1) Timbang 1,0 g CaCO₃ anhidrat, masukkan ke dalam labu erlenmeyer 500 mL.

2) Larutkan dengan sedikit asam klorida (HCl) 1 : 1, tambah dengan 200 mL air suling.

3) Didihkan beberapa menit, untuk menghilangkan CO₂, lalu dinginkan.

4) Setelah dingin, tambahkan beberapa tetes indikator metil merah.

5) Tambahkan NH₄OH 3 N atau HCl 1 : 1 sampai terbentuk warna orange.

6) Pindahkan secara kuantitaif ke dalam labu ukur 1000 mL, kemudian tepatkan sampai tanda tera.

g) Larutan baku dinatrium etilen diamin tetra asetat dihidrat (Na₂EDTA2H₂O =                                   C₁₀H₁₄N₂Na₂O₈.2H₂O) 0,01 M

Larutkan 3,723 g Na₂EDTA dihidrat dengan air suling di dalam labu ukur 1000 mL, tepatkan sampai tanda tera.

h) Larutan Na₂EDTA ± 0,01 M

1) Pipet 10,0 mL larutan standar CaCO₃ 0,01 M, masukkan ke dalam labu Erlenmeyer 250 mL

2) Tambah 40 mL air suling dan 1 mL larutan penyangga pH 10 ± 0,1

3) Tambahkan seujung spatula 30 mg sampai dengan 50 mh indikator EBT

4) Titrasi dengan larutan Na₂EDTA 0,01 M sampai terjadi perubahan warna dari merah keunguan menjadi biru.

5) Catat volume larutan Na₂EDTA yang digunakan.

6) Ulangi titrasi tersebut 3 kali, kemudian volume Na₂EDTA yang digunakan dirata-ratakan (perbedaan volume atau RSD).

7) Hitung molaritas larutan baku Na₂EDTA dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

                 M _{CaCO3 x} V _CaCO3 

M _EDTA = ---------------------- (mmol/mL)

                         V _EDTA

dengan pengertian :

M _EDTA adalah molaritas larutan baku Na₂EDTA (mmol/mL);

V _EDTA adalah volume rata-rata larutan baku Na₂EDTA (mL);

V _CaCO3 adalah volume rata-rata larutan CaCO3 yang digunakan (mL);

M _CaCO3 adalah molaritas larutan CaCO3 yang digunakan (mmol/mL).

i) Serbuk natrium sianida (NaCN).

j) Air suling atau air bebas mineral yang mempunyai daya hantar listrik (DHL) 0,5 µS/cm sampai dengan 2 µS/cm.



Peralatan

a) buret 50 mL atau alat titrasi lain dengan skala yang jelas;

b) labu Erlenmeyer 250 dan 500 mL;

c) labu ukur 250 dan 1000 mL;

d) gelas ukur 100 mL;

e) pipet volume 10 dan 50 mL;

f) pipet ukur 10 mL;

g) gelas piala 50, 250, dan 1000 mL;

h) sendok sungu;

i) alat pengukur pH;

j) pengaduk gelas;

k) pemanas listrik;

l) timbangan analitik;

m) gelas arloji;

n) mortir dan stamfer;

o) botol semprot;

p) botol borosilikat tutup asah;

q) botol borosilikat tutup karet.



Persiapan contoh uji

a) Gunakan 50,0 mL contoh uji air atau air limbah atau jumlah yang sesuai dan diencerkan dengan air suling hingga volume 50,0 mL, masukkan ke dalam labu erlenmeyer 250 mL.

b) Apabila tidak dapat segera dianalisis, awetkan contoh uji dengan HNO₃ sampai pH lebih kecil dari 2. Waktu simpan contoh uji disarankan tidak lebih dari 6 bulan.

c) Penghilangan gangguan:

1) Beberapa ion logam mengganggu dengan menyebabkan titik akhir titrasi mengalami pemucatan atau tidak jelas atau bereaksi dengan Na₂EDTA secara stoikiometri.

Gangguan ini dapat dikurangi/diperkecil dengan menambahkan sejumlah tertentu inhibitor sebelum dilakukan titrasi.

2) Garam magnesium dari asam 1,2-sikloheksandiamin tetra asetat (MgEDTA) secara selektif mengkomplekskan logam-logam berat, membebaskan magnesium ke dalam contoh uji, dan dapat digunakan sebagai pengganti inhibitor yang toksik atau yang dapat menimbulkan gangguan bau.

MgEDTA hanya bermanfaat bila magnesium yang menggantikan logam-logam berat tidak signifikan (nyata) menyumbang pada kesadahan total.

3) Dengan adanya logam berat atau polifosfat yang konsentrasinya lebih rendah dari yang tercantum pada table I di bawah ini dapat digunakan inhibitor I dan II.

4) Bila terdapat logam-logam berat yang konsentrasinya lebih tinggi dari yang tercantum pada tabel 1, tentukan kadar kalsium dan magnesium dengan metode non-EDTA (Pengujian dilakukan 2 kali yaitu pengujian Ca dan Mg total dan pengujian Ca saja dengan metode titrimetri EDTA) dan kadar kesadahan ditentukan dengan perhitungan.
Pernyataan pada Tabel 1 hanya diperuntukan sebagai petunjuk kasar dan didasarkan pada penggunaan 25 mL contoh uji yang diencerkan hingga 50 mL.

Tabel 1 Konsentrasi maksimum zat pengganggu yang diperbolehkan pada penggunaan jenis inhibitor

5) Bahan organik yang tersuspensi atau berbentuk koloid juga dapat mengganggu titik akhir titrasi.

Gangguan ini dapat dihilangkan/diperkecil dengan menguapkan contoh uji sampai kering pada steam bath (penangas uap) dan pemanas muffle furnace pada suhu 550oC hingga bahan-bahan organik teroksidasi sempurna.

Larutkan residu yang diperoleh dalam 20 mL 1 HCl 1N, netralkan hingga pH 7 dengan NaOH 1N, dan tepatkan dengan air suling hingga 50 mL. Dinginkan pada suhu kamar dan tentukan kadar kesadahannya.

d) Untuk contoh uji yang tercemar atau limbah cair, dilakukan destruksi lebih dahulu menggunakan metode digesti asam nitrat-asam sulfat (HNO₃ – H₂SO₄) atau asam nitrat - asam perklorat (HNO₃ – HClO₄), dengan cara seperti di bawah ini:

1) Digesti HNO₃ - H₂SO₄

(a) Campur contoh uji dan pipet sejumlah volume yang sesuai ke dalam labu erlenmeyer 125 mL atau beaker 150 mL.

(b) Bila contoh uji belum diasamkan, tambahkan H₂SO₄ 65%, metal orange dan 5 mL HNO₃ 65% sampai berubah warna menjadi merah jingga.

(c) Tambahkan beberapa butir batu didih, panaskan pelan-pelan hingga mendidih pada hot plate dan uapkan hingga volumenya menjadi 15 mL sampai dengan 20 mL.

(d) Tambahkan 10 mL HNO₃ 65% dan 10 mL H₂SO₄ pekat.

(e) Uapkan pada hot plate hingga tepat tampak uap putih pekat SO3.

(f) Jika larutan tidak jernih, tambahkan 10 mL HNO₃ 65% dan ulangi penguapan untuk mengasapkan SO3.

(g) Panaskan untuk menghilangkan semua HNO₃ sebelum perlakuan selanjutnya.

Semua HNO₃ akan hilang apabila larutan tersebut menjadi jernih dan tak ada lagi asap coklat/kecoklatan. Selama digesti, contoh uji jangan sampai kering.

(h) Dinginkan dan encerkan dengan air suling kira-kira 50 mL.

(i) Panaskan hingga hampir mendidih untuk melarutkan perlahan-lahan garam-garam yang terlarut.

(j) Bila perlu disaring, kemudian pindahkan filtrat ke dalam labu ukur 100 mL bilas beaker dengan bantuan 5 mL air suling (sebanyak 2 kali), tambahkan hasil bilasan ini ke dalam labu ukur.

(k) Dinginkan, encerkan dengan air suling hingga tanda tera dan campurkan sampai homogen.

(l) Ambil sebagian dari larutan ini untuk keperluan penentuan kesadahan.

2) Digesti HNO₃ – HClO₄

(a) Ambil sejumlah volume contoh uji yang sesuai, masukkan ke dalam labu erlenmeyer 125 mL atau 150 mL.

(b) Bila contoh uji belum diasamkan, lakukan pengasaman dengan menambah HNO₃ 65% dan indikator metil orange.

(c) Tambahkan lagi 5 mL HNO₃ 65% dan beberapa butir batu didih.

(d) Panaskan dengan menggunakan hot plate hingga volumenya menjadi 15 mL sampai dengan 20 mL.

(e) Tambahkan lagi 10 mL HNO₃ 65% dan 10 mL HClO₄ pekat sambil didinginkan.

(f) Uapkan dengan menggunakan hot plate sampai timbul uap putih tebal dari HClO₄.

(g) Jika larutan tidak jernih, tutuplah wadah dengan gelas arloji dan biarkan larutan tepat mendidih hingga menjadi jernih.

(h) Jika perlu, tambahkan 10 mL HNO₃ 65% untuk menyempurnakan digesti.

(i) Dinginkan, encerkan dengan air suling sampai kira-kira 50 mL dan didihkan untuk menghilangkan Cl2 dan oksida nitrogen.

(j) Bila perlu disaring, kemudian pindahkan filtrat ke dalam labu ukur 100 mL,bilas beaker dengan bantuan 5 mL air suling (sebanyak 2 kali), tambahkan hasil cucian ini ke dalam labu ukur.

(k) Dinginkan, encerkan dengan air suling hingga tanda tera dan campurkan sampai homogen.

(l) Ambil sebagian dari larutan ini untuk keperluan penentuan kesadahan.

Prosedur Analisis

1. Kesadahan total (total hardness)

a) Ambil 25 mL contoh uji secara duplo, masukkan ke dalam labu erlenmeyer 250 mL, encerkan dengan air suling sampai volume 50 mL.

b) Tambahkan 1mL sampai dengan 2 mL larutan penyangga pH 10 ± 0,1.

c) Tambahkan seujung spatula 30 mg sampai dengan 50 mg indikator EBT.

d) Lakukan titrasi dengan larutan baku Na₂EDTA 0,01 M secara perlahan sampai terjadi perubahan warna merah keunguan menjadi biru.

e) Catat volume larutan baku Na₂EDTA yang digunakan.

f) Apabila larutan Na₂EDTA yang dibutuhkan untuk titrasi lebih dari 15 mL, encerkan contoh uji dengan air suling dan ulangi langkah 1.a). s/d 1.e).

g) Ulangi titrasi tersebut 2 kali, kemudian rata-ratakan volume Na₂EDTA yang digunakan.

h) Jika spike matrix digunakan sebagai kontrol mutu, maka lakukan dengan cara sebagai berikut :

Ambil 15 mL contoh uji ditambah 10 mL larutan standar kalsium karbonat 0,01 M dan encerkan dengan air suling hingga volumenya 50 mL, masukkan ke dalam erlenmeyer 250 mL. Lakukan langkah 1. b) sampai dengan 1.e) di atas

2. Kalsium

a) Ambil 25 mL contoh uji air secara duplo, masukkan ke dalam labu erlenmeyer 250 mL dan encerkan dengan air suling sampai volume 50 mL.

b) Tambahkan 2 mL larutan NaOH 1 N (secukupnya) sampai dicapai pH 12 sampai dengan pH 13.

c) Apabila contoh uji keruh, tambahkan 1 mL sampai dengan 2 mL larutan KCN 10%.

d) Tambahkan seujung spatula atau setara dengan 30 mg sampai dengan 50 mg indikator mureksid.

e) Lakukan titrasi dengan larutan baku Na₂EDTA 0,01 M sampai terjadi perubahan warna merah muda menjadi ungu.

f) Catat volume larutan baku Na₂EDTA yang digunakan.

g) Apabila larutan Na₂EDTA yang dibutuhkan untuk titrasi lebih dari 15 mL, encerkan contoh uji dengan air suling dan ulangi langkah 2.a). sampai dengan 2.f) di atas

h) Ulangi titrasi tersebut 3 kali, kemudian rata-ratakan volume Na₂EDTA yang digunakan.

i) Buat spike matrix dengan cara sebagai berikut :

1) Ambil 15 mL contoh uji ditambah 10 mL larutan baku kalsium karbonat 1,0 mg/mL, dan encerkan dengan air suling hingga 50 mL, masukkan ke dalam labu erlenmeyer 250 mL. Lakukan langkah 2.b) sampai dengan 2.f) di atas

2) Ambil 15 mL contoh uji ditambah air suling hingga 50 mL, masukkan ke dalam erlenmeyer 250 mL Lakukan langkah 2.b) sampai dengan 2.e) di atas

Perhitungan

Kesadahan total dan magnesium dalam contoh uji dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

                                                        1000

1. Kesadahan total (mg CaCO3/L)  = ------ x V _EDTA (a) x M _EDTA x 100

                                                         V_C.u.

                                              1000

2. Kadar kalsium (mg Ca/L) = ------- x V _EDTA (b) x M _EDTA x 40

                                               V_C.u.

                                                   1000

3. Kadar magnesium (mg Mg/L) = ------- x [V _EDTA (a) - V _EDTA (b)] x M _EDTA x 24.3

                                                    V_C.u.

dengan pengertian :

V_C.u. adalah volume larutan contoh uji (mL);

V _EDTA (a) adalah volume rata-rata larutan baku Na₂EDTA untuk titrasi kesadahan total (mL);

M _EDTA adalah molaritas larutan baku Na₂EDTA untuk titrasi (mmol/mL);

V _EDTA (b) adalah volume rata-rata larutan baku Na₂EDTA untuk titrasi kalsium (mL).



Referensi

SNI 06-6989.12-2004
Standard methods for the examination of water and wastewater APHA, 20th edition, no. 2340 – C.

Cara Menghitung Alkalinity

Pada postingan sebelumnya dibahas mengenai Cara Uji Alkalinity (alkalinitas), bagi anda yang ingin tahu bagaimana cara menghitung alkalinity dari data mentah hasil titrasi, informasi berikut mudah-mudahan memberikan gambaran yang jelas.

Dalam air ada tiga jenis alkalinity yaitu: OH-alkalinity (alkalinitas hidroksida), CO₃-alkalinity (alkalinitas karbonat) dan HCO₃-alkalinity (alkalinitas bikarbonat). Penentuan alkalinity dilakukan dengan titrasi menggunakan larutan HCl/H₂SO₄. Penetralan yang dilakukan dengan indikator phenolphthalein, menghasilkan P-Alkalinity, sedangkan bila digunakan indikator metil jingga akan dihasilkan M-Alkalinity atau Total alkalinity (T-Alkalinity).

Tahapan pekerjaan
Langkah 1 - Titrasi sampel sampai pH 8.3 (apabila pH awal > 8.3) untuk menghitung P-Alkalinity
Langkah 2 - Titrasi sample sampai pH 4.5 untuk menghitung Total Alkalinity (T-Alkalinity)
Langkah 3 - Hitung OH- Alkalinity, CO₃^2- Alkalinity dan HCO₃^- Alkalinity dengan melihat tabel                            hubungan alkalinity
Langkah 4 - Hitung komponen OH^- , CO₃^2- , HCO₃^- ke dalam nilai pelaporan


   Contoh perhitungan alkalinity :

Data hasil Titrasi
N asam	0.0198	N
V sampel	50.0	mL
V asam yang dibutuhkan sampai pH 8.3 (P)	2.02	mL
V asam yang dibutuhkan sampai pH 4.5 (T)	3.56	mL

Perhitungan;
P-Alkalinity sebagai mg CaCO3/L = [mL asam sampai pH 8.3] X [N asam] X 50,000 / mL sample]
                                                         = (2.02) X 0.0198 X 50,000 / 50 mL = 40.00
T-Alkalinity sebagai mg CaCO3/L = [ml asam sampai pH 4.5] X [N asam] X [50,000 / mL sample]
                                                        = (3.56) X 0.0198 X 50,000 / 50 ml = 70.49

Bandingkan hasil P-Alkalinity dan T-Alkalinity pada tabel Hubungan Alkalinity di bawah untuk menghitung OH-Alkalinity, CO₃^2--Alkalinity dan HCO₃^--Alkalinity.

Hasil titrasi	OH- alkalinity as CaCO3	CO32- alkalinity as CaCO3	HCO- alkalinity as CaCO3
P = 0	0	0	T
P < ½ T	0	2 P	T – 2 P
P = ½ T	0	2 P	0
P > ½ T	2 P – T	2 ( T – P )	0
P = T	T	0	0

Catatan : P = P- Alkalinity ; T = Total Alkalinity

Menggunakan contoh data di atas, di mana P = 40.00 mg/L dan T = 70.49 mg/L, kita menemukan bahwa perhitungan harus menggunakan garis ke 4 dari tabel di atas untuk menghitung OH^- Alkalinity, CO₃^2- Alkalinity dan HCO₃^- Alkalinity, dimana 40.00 > 35.24

Oleh karena itu kita menggunakan persamaan dari garis 4:

Hasil titrasi       OH Alkalinity      CO₃ Alkalinity                     HCO₃ Alkalinity

P > 1/2T            2P – T                    2(T – P)                                      0

OH^- Alkalinity sebagai mg CaCO₃/L = (2 X 40.00) – 70.49 = 9.50

CO₃^2- Alkalinity sebagai mg CaCO₃/L = 2(70.49 - 40.00) = 61.0

HCO₃^- Alkalinity sebagai mg CaCO₃/L = 0

Nilai hasil perhitungan di atas masih dalam unit Alkalinity. Kita laporkan Bicarbonate (dll)  sebagai  HCO₃^-  sebagai mg CaCO3/L bukan HCO₃^-  Alkalinity sebagai mg CaCO3/L.

Untuk merubah alkalinity komponen menjadi berat ekivalen (BE ~ equivalent weight) dari HCO3, CO3 dan OH, kita perlu menghitung faktor konversi untuk merubah berat Alkalinity menjadi berat komponen (HCO3, dll.).

Untuk menghitung faktor konversi untuk 3 komponen, lakukan sebagai berikut:

Langkah 1. Hitung Berat Ekivalen (BE) dengan membagi BM senyawa dengan valensinya.

Langkah 2. Hitung Faktor konversi dari komponen dengan membagi BE senyawa dengan BE CaCO3

Langkah 3. Kalikan konsentrasi komponen alkalinity dengan faktor koreksi yang sesuai

mg/L OH as CaCO₃ = [mg OH Alk / L] X 0.340

mg/L CO₃ as CaCO₃ = [mg CO₃ Alk/L] X 0.600

mg/L HCO₃ as CaCO₃ = [mg HCO₃ Alk/L ] X 1.220

(Dari hasil perhitungan pada langkah 2)

mg/L OH as CaCO₃ = [9.50] X 0.340 = 3.23

mg/L CO₃ as CaCO₃ = [61.0] X 0.600 = 36.6

mg/L HCO₃ as CaCO₃ = [0] X 1.220 = 0

Komponen	Berat Molekul (g)	Valensi	BE	Faktor konversi	Konsentrasi Komponen Alkalinity	ppm
CaCO3	100.0	2	50.0
OH- as CaCO3	17.0	1	17.0	0.340	9.50	3.23
CO32- as CaCO3	60.0	2	30.0	0.600	61.0	36.6
HCO3- as CaCO3	61.0	1	61.0	1.220	0.0	0.0