14
Sulfur Dioksida Sifat dan Karakteristik Sulfur dioksida adalah salah satu spesies dari gas-gas oksida sulfur (SOx). Gas ini sangat mudah terlarut dalam air, memiliki bau namun tidak berwarna. Sebagaimana O3, pencemar sekunder yang terbentuk dari SO2, seperti partikel sulfat, dapat berpindah dan terdeposisi jauh dari sumbernya. SO2 dan gas-gas oksida sulfur lainnya terbentuk saat terjadi pembakaran bahan bakar fosil yang mengandung sulfur. Sulfur

instrumentasi lingkungan

  • Upload
    al-inal

  • View
    77

  • Download
    29

Embed Size (px)

DESCRIPTION

lingkungan

Citation preview

Sulfur DioksidaSifat dan KarakteristikSulfur dioksida adalah salah satu spesies dari gas-gas oksida sulfur (SOx). Gas ini sangat mudah terlarut dalam air, memiliki bau namun tidak berwarna. Sebagaimana O3, pencemar sekunder yang terbentuk dari SO2, seperti partikel sulfat, dapat berpindah dan terdeposisi jauh dari sumbernya.SO2 dan gas-gas oksida sulfur lainnya terbentuk saat terjadi pembakaran bahan bakar fosil yang mengandung sulfur. Sulfur sendiri terdapat dalam hampir semua material mentah yang belum diolah seperti minyak mentah, batu bara, dan bijih-bijih yang mengandung metal seperti alumunium, tembaga,seng,timbal dan besi. Di daerah perkotaan, yang menjadi sumper sulfur utama adalah kegiatan pemangkit tenaga listrik, terutama yang menggunakan batu bara ataupun minyak diesel sebagai bahan bakarnya, juga gas buang dari kendaraan yang menggunakan diesel dan industri-industri yang menggunakan bahan bakar batu bara dan minyak mentah.

ulfur dioksida mempunyai karakteristik bau yang tajam dan tidak mudah terbakar diudara, sedangkan sulfur trioksida merupakan komponen yang tidak reaktif. Pembakaran bahan-bahan yang mengandung Sulfur akan menghasilkan kedua bentuk sulfur oksida, tetapi jumlah relatif masing-masing tidak dipengaruhi oleh jumlah oksigen yang tersedia. Di udara SO2 selalu terbentuk dalam jumlah besar. Jumlah SO3 yang terbentuk bervariasi dari 1 sampai 10% dari total SOx. Mekanisme pembentukan SOx dapat dituliskan dalam dua tahap reaksi sebagai berikut:S + O2 < > SO22 SO2 + O2 < > 2 SO3SO3 di udara dalam bentuk gas hanya mungkin ada jika konsentrasi uap air sangat rendah.

Conductivity MeterConductivity meter adalah alat untuk mengukur nilai konduktivitas listrik (specific/electric conductivity) suatu larutan atau cairan. Nilai konduktivitas listrik sebuah zat cair menjadi referensi atas jumlah ion serta konsentrasi padatan (Total Dissolved Solid / TDS) yang terlarut di dalamnya. Pengukuran jumlah ion di dalam suatu cairan menjadi penting untuk beberapa kasus. Salah satu contoh adalah untuk memonitor kualitas air boiler (baca artikel berikut). Hal ini terkait pengaruh konsentrasi ion-ion mineral terhadap terjadinya korosi pada pipa boiler (galvanic corrosion).

Konsentrasi ion di dalam larutan berbanding lurus dengan daya hantar listriknya. Semakin banyak ion mineral yang terlarut, maka akan semakin besar kemampuan larutan tersebut untuk menghantarkan listrik. Sifat kimia inilah yang digunakan sebagai prinsip kerja conductivity meter.Sebuah sistem conductivity meter tersusun atas dua elektrode, yang dirangkaikan dengan sumber tegangan serta sebuah ampere meter. Elektrode-elektrode tersebut diatur sehingga memiliki jarak tertentu antara keduanya (biasanya 1 cm). Pada saat pengukuran, kedua elektrode ini dicelupkan ke dalam sampel larutan dan diberi tegangan dengan besar tertentu. Nilai arus listrik yang dibaca oleh ampere meter, digunakan lebih lanjut untuk menghitung nilai konduktivitas listrik larutan.

Anda tentu tidak asing dengan rumus dasar rangkaian listrik berikut:

Dimana V adalah tegangan listrik rangkaian (volt), I untuk arus listrik rangkaian (ampere), dan R untuk tahanan listrik rangkaian (). Tahanan listrik (R) berbanding lurus dengan jarak antara dua elektrode (l) conductivity meter, dan berbanding terbalik dengan luas area elektrode (A; pada gambar di atas S).

Dimana adalah tahanan listrik spesifik (.m) larutan. Jika persamaan (1) dan (2) digabungkan, akan didapatkan persamaan berikut:

Dan karena nilai (l/A) adalah konstan untuk setiap conductivity meter, maka dapat diganti dengan sebuah konstanta (C):

Conductivity meter sebenarnya tidak mengukur nilai konduktifitas listrik, tetapi mengukur konduktivitas listrik spesifik (specific conductivity). Konduktivitas listrik spesifik adalah nilai konduktivitas listrik untuk tiap satu satuan panjang. Konduktivitas listrik spesifik ini disimbolkan dengan (Kappa), adalah kebalikan dari tahanan listrik spesifik ():

Dimana konduktivitas listrik spesifik menggunakan satuan S/m (Siemens per meter). Dan jika persamaan di atas dimasukkan ke dalam persamaan (3), maka akan kita dapatkan persamaan umum perhitungan nilai konduktivitas listrik spesifik:

Prinsip kerja conductivity meter menggunakan persamaan (3) di atas. Dimana besar tegangan listrik (V) ditentukan oleh sistem, besar arus listrik (I) adalah parameter yang diukur, serta konstanta (C) didapatkan sebelumnya dari proses kalibrasi conductivity meter dengan menggunakan larutan yang diketahui nilai konduktivitas spesifiknya.

DiagramConductivityMeterCoulometryPengertian KoulometriKoulometri merupakan metode analisis yang didasarkan pada pengukuran kuantitas kelistrikan yang mempelajari hubungan antara konsentrasi dengan muatan listrik yang diperlukan untuk membentuk analit secara kuantitatif.

Ada beberapa metode analisis dalam koulometri, yaitu koulometri potensial terkendali dan titrasi koulometri.1. Koulometri Potensial TerkendaliSuatu cara untuk mencegah reaksi elektrode yang tak diharapkan adalah dengan mengendalikan potensial elektroda. Dalam coulometri potensial terkendali digunakan elektroda kerja yang berfungsi sebagai acuan untuk mengukur potensial elektroda test, elektroda pembantu yang berfungsi untuk menyediakan arus pada larutan elektrolit, dan suatu potensiostat yang merupakan pengontrol potensial electroda test di nilai yang diinginkan.2. Titrasi KoulometriTitrasi koulometri merupakan suatu metode yang lebih efektif dan penggunaannya lebih meluas dibandingkan koulometri potensial terkendali. Titrasi koulometri dapat digolongkan menjadi dua, yaitu titrasi koulometri langsung dan titrasi koulometri tak langsung. Dalam titrasi koulometri langsung, zat yang akan ditetapkan bereaksi secara eksklusif pada elektroda kerja, sedangkan dalam titrasi koulometri tak langsung, elektrolisis akan menurunkan reagensia yang kemudian akan bereaksi secara kimiawi dengan konstituen yang diinginkan. Instrumen titrasi koulometri terdiri atas:a. Sumber arus listrik dan jamb. Sumber arus listrik dan jam di pasang bersama-sama. Sumber arus yang digunakan merupakan suatu voltase arus searah yang tinggi dan dihubungkan seri dengan suatu resistor besar, sehingga perubahan resistans sel elektrolisis selama titrasi dapat diabaikan dan arus tetap konstan.c. Elektroda Generatord. Elektroda yang biasa digunakan adalah suatu potongan platina, yang ditempatkan di dalam larutan yang dianalisis dalam suatu gelas/kaca frite. Elektroda Indikator f. Elektroda Pembantug. Diletakkan di dalam ruang yang terpisah dari elektroda generator, yang dasarnya berupa cakram saringan terbuat dari kaca masir. Pemisahan elektroda pembantu tersebut bertujuan untuk mencegah terangkutnya produk elektroda apapun yang tidak diinginkan ke dalam larutan uji oleh aliran cairan.h. Stirrer (pengaduk magnetik)

Flame photometric detector

NITROGEN OXIDESOksida nitrogen adalah campuran gas yang terdiri atas nitrogen dan oksigen. Oksida nitrogen yang bersifat toksik diantaranya adalah NO (nitrogen monoksida) dan NO2(nitrogen dioksida),gas lainnya yang termasuk dalam oksida nitrogen adalah N2O dan NO5. Nitrogen dioksida dihasilkan dari produksi dengan asam nitrat. Asam nitrat banyak digunakan dalam produksi pupuk, senjata, dan keperluan tambang.Oksida nitrogen memiliki sifat yang tidak berwarna (kecuali NO2 yang memiliki warna cokelat) dengan bau yang manis. Titik leleh NO mencapai -163.6oC dan titik didihnya mencapai -151.8oC. Densitas NO sebesar 1.04. NOx dapat terbakar jika dipanaskan bersama hidrogen, dan membentuk asam nitrat jika bereaksi dengan air.

NOx terutama NO2berasal dari emisi kendaraan bermotor,power plants, emisi industri, dan kegiatan lain yang melibatkan pembakaran bahan bakar fosil.

Colorimetry

1. MetodaGriess SaltzmanMetodeGries Saltzmanadalahmetode yang digunakandalammenentukankonsentrasi gas pencemar nitrogen dioksida (NO2) dalamudara.NO2di udaradireaksikandenganpereaksiGriessSaltman (absorbent) membentuksenyawa yang berwarnaungu.Intensitaswarna yang terjadidiukurdenganspektrofotometerpadapanjanggelombang 550 nm.Absorber untukpenangkapan NO2adalah absorber dengandesainkhususdanporositasfrittednyaberukuran 60 m.Untukpengukuran NO, sample gas harusdilewatkankedalamoxidatorterlebihdahulu (seperti KMnO4, Cr2O3).Langkah-langkahsecarasingkatantara lain sebagaiberikut :1)Pengambilansampel gas pencemar nitrogen dioksida (NO2) menggunakanlarutanpenyerap2)PembuatanLarutanAbsorbanuntuksampel nitrogen dioksida (NO2) di udara3)Analisakonsetrasi nitrogen dioksida (NO2) denganspektrofotometer.

Kolorimetri adalah suatu metode analisa kimia yang berdasarkan pada perbandingan intensitas warna larutan dengan warna larutan standarnya. Metode ini merupakan bagian dari analisis fotometri.Cara mengukur jumlah zat dalam larutan sekaligus mengetahui warnanya yaitu dengan cara melewatkan sebuah sinar melalui pelarutnya. Pengamatan dapat kita lakukan dengan cara melihat perubahannya atau dengan alat yang disebut fotosel. Untuk lebih jelas lihat skema dibawah ini :

Larutan C sensor mata (fotosel) SensorCahaya masuk dari bawah mata atau fotosel Cahaya yang diteruskanLarutan C

Cahaya yang masuk

Gambar 1. Skema foto sel

Dalam gambar 7-2 digambarkan apparatus dasar untuk penentuan SO2 dengan kolorimetri. Contoh udara ditarik dengan pompa vakum melalui piranti pengukuran aliran masuk dan kemudian masuk ke pembasuh piring berputar. Permukaan piring-piring itu dibasahi dengan penyerap sehingga terdapat permukaan yang luas untuk bersinggungan dengan gas. Hal ini menyebabkan kecepatan dan tanggapan absorbsi menjadi tinggi pula. Larutan sekarang yang mengandung pencemar lalu dicampur dengan pereaksi pararosalina putih dan dibiarkan mengalir melalui lilitan untuk memberi waktu bagi berkembangnya rekasi pembentukan warna. Sumber cahaya disaring dan dilewatkan melalui pemenggal yang dijalankan dengan motor untuk mendapatkan sumber bolak-balik yang dapat diamplikasikan secara elektronik. Dua fotosel cadmium-sulfida yang sepasang digunakan untuk mengindera transmisi cahaya dari sel pengindera yang berisi contoh itu, yang telah mengalami reaksi kolorimetri dan juga dari sel rujukan yang berisi zat pereaksi (reagent). Keluaran kedua sel itu dibandingkan dengan rangkaian deteksi elektronik yang mengirimkan pula tegangan keluaran ke suatu perekam.

2. MetodechemiluminescenceGas NO di udara direaksikan dengan gas ozon membentuk nitrogen dioksidatereksitasi. NO2 yang tereksitasiakan kembali pada posisi groundstate dengan melepaskan energi berupa cahaya pada panjang gelombang 600 - 875 nm. Intensitas cahaya yang diemisikan diukur dengan photomulltifier, Intensitas yang dihasilkan sebanding dengan konsentrasi NO diudara. Sedangkan gas NO2 sebelum direaksikan dengan gas ozonter lebih dahulu direduksi dengan katalitikkonventor (Kusminingrum,2008).