PRAKTEK ANALISA AIR

KADAR TEMBAGA (Cu2+)

Oleh :TAOFIK RIYADI

05120153 N

PROGRAM STUDI D-IV ANALIS KESEHATANFAKULTAS ILMU KESEHATAN

UNIVERSITAS SETIA BUDISURAKARTA

2012

BAB I

PENDAHULUAN

Tembaga adalah unsur kimia yang diberi lambang Cu (Latin: Cuprum).

Logam ini merupakan penghantar listrik dan panas yang baik. Penggunaan

tembaga dapat dilacak sampai 10,000 tahun yang lalu. Sebelum tembaga,

diperkirakan hanya besi dan emas, logam yang terlebih dahulu digunakan

manusia.

Menurut data tahun 2005, Chili merupakan penghasil tembaga terbesar di

dunia, disusul oleh AS dan Indonesia. Tembaga dapat ditambang dengan metode

tambang terbuka dan tambang bawah tanah. Kandungan tembaga dinyatakan

dalam % (persen). Jadi jika satu tambang  berkadar 2,3%, berarti dari 100 kg bijih

akan dihasilkan 2,3 kg tembaga.

Selain sebagai penghasil no.1, tambang tembaga terbesar juga dipunyai

Chili. Tambang itu terdapat di Chuquicamata, terletak sekitar 1.240 km sebelah

utara ibukota Santiago. Sedang tambang tembaga terbesar di Indonesia adalah

yang diusahakan PT Freeport Indonesia di area Grasberg, Papua. Freeport juga

mengoperasikan beberapa tambang bawah tanah besar, meski dengan kemampuan

produksi yang masih berada di bawah Grasberg.

Saat ini Grasberg ditambang dengan metode tambang terbuka. Namun

karena bukaan yang semakin dalam, sekitar tahun 2015, cara penambangan akan

diubah menjadi tambang bawah tanah. Jika semua terwujud, tambang bawah

tanah Grasberg akan menjadi salah satu yang terbesar.

Tembaga dimanfaatkan untuk berbagai keperluan dari komponen listrik,

koin, alat rumah tangga, hingga komponen biomedik. Tembaga juga dapat dipadu

dengan logam lain hingga terbentuk logam paduan seperti perunggu atau monel.

Namun mesti pula berhati-hati akan sifat racun logam ini. Ini dapat terjadi

ketika tembaga menumpuk dalam tubuh akibat penggunaan alat masak tembaga.

Unsur Cu yang berlebih dapat merusak hati dan memacu sirosis. Toksisitas logam

Cu pada manusia, khususnya anak-anak, biasanya terjadi karena CuSO4.

Beberapa gejala keracunan Cu adalah sakit kepala, keringat dingin, nadi lemah,

rasa manis dan bau logam pada mulut,sakit perut, mual, muntah, diare, kejang-

kejang dan koma dan beberapa kasus yang parah dapat menyebabkan gagal ginjal

dan kematian (Darmono, 1995).

Penyakit Wilson adalah penyakit genetik yang mana tubuh tak mampu

mencegah masuknya zat tembaga dalam jumlah lebih. Zat tembaga dibutuhkan

tubuh untuk tetap sehat, tetapi jika kadar terlalu banyak justru menjadi racun

dalam tubuh. Pada penyakit ini, zat tembaga mengumpul di hati, otak, mata, dan

organ lain. Tembaga terkumpul dalam jaringan dan menyebabakan kerusakan

jaringan yang luas. Penyakit ini terjadi pada 1 diantara 30.000 orang.

Akan tetapi, selain menyebabkan masalah jika kelebihan tembaga ,

kekurangan tembaga dalam tubuh juga cukup berbahaya. Kekurangan tembaga

jarang terjadi pada orang sehat, paling sering terjadi pada bayi-bayi prematur atau

bayi-bayi yang sedang dalam masa penyembuhan dari malnutrisi yang berat.

Orang-orang yang menerima makanan secara intravena (parenteral) dalam waktu

lama juga memiliki resiko menderita kekurangan tembaga. Sindroma Menkes

adalah suatu penyakit keturunan yang menyebabkan kekurangan tembaga.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Definisi Tembaga

Tembaga adalah logam kemerahan, dengan kekonduksian elektrik dan

kekonduksian haba yang tinggi (antara semua logam-logam tulen dalam suhu

bilik, hanya perak mempunyai kekonduksian elektrik yang lebih tinggi

daripadanya). Apabila dioksidakan, tembaga adalah bes lemah. Tembaga

memiliki ciri warnanya itu oleh sebab struktur jalurnya, yaitu memantulkan

cahaya merah dan jingga dan menyerap frekuensi-frekuensi lain dalam

spektrum tampak. Bandingkan ciri-ciri optik ini dengan ciri-ciri optik perak,

emas dan aluminium.

Tembaga tidak larut dalam air (H2O) dan isopropanol, atau isopropil

alcohol, berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat terbagi ke dalam

dua jenis yaitu:

a. Logam berat esensial

dimana keberadaanya dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan

oleh setiap organisme hidup, seperti antara lain, seng (Zn), tembaga (Cu),

besi (Fe), kobalt (Co), mangaan (Mn) dan lain-lain.

b. Logam berat tidak esensial atau beracun,

dimana keberadaan dalam tubuh organisme hidup hingga saat ini

masih belum diketahui manfaatnya bahkan justru dapat bersifat racun,

seperti misalnya; merkuri (Hg), kadmium (Cd), timbal (Pb), kromium (Cr)

dan lain-lain. Logam berat esensial biasanya tebentuk sebagai bagian

integral dari sekurang-kurangnya dengan satu jenis enzim.

Walupun logam berat esensial dibutuhkan oleh setiap organisme hidup,

namun dalam jumlah yang berlebihan dapat menimbulkan efek racun.

Pada prinsipnya ilmu toksikologi merupakan perwujudan dugaan

terjadinya suatu perubahan yang disebabkan oleh masuknya senyawa

racun ke dalam lingkungan.

Tembaga di alam tidak begitu melimpah dan ditemukan dalam bentuk

bebas maupun dalam bentuk senyawaan. Bijih tembaga yang terpenting yaitu

pirit atau chalcopyrite (CuFeS2), copper glance atau chalcolite (Cu2S), cuprite

(Cu2O), malaconite (CuO) dan malachite (Cu2(OH)2CO3) sedangkan dalam

unsur bebas ditemukan di Northern Michigan Amerika Serikat.

Dalam jumlah kecil tembaga ditemukan pada beberapa jenis tanaman,

bulu-bulu burung terutama yang berbulu terang dan dalam darah binatang-

binatang laut seperti udang dan kerang.

Tembaga kadang-kadang ditemukan secara alami, seperti yang

ditemukan dalam mineral-mineral seperti cuprite, malachite, azurite,

chalcopyrite, dan bornite. Deposit bijih tembaga yang banyak ditemukan di

AS, Chile, Zambia, Zaire, Peru, dan Kanada. Bijih-bijih tembaga yang penting

adalah sulfida, oxida-oxidanya, dan karbonat. Dari mereka, tembaga diambil

dengan cara smelting, leaching, dan elektrolisis

Biota perairan sangat peka terhadap kelebihan Cu dalam badan

perairan tempat hidupnya. Konsentrasi Cu terlarut yang mencapai 0.01 ppm,

akan mengakibatkan kematian bagi fitoplankton. Hal ini disebabkan daya

racun Cu telah menghambat aktivitas enzim dalam pembelahan sel

fitoplankton.

Menurut Akbar Tahir, tembaga merupakan logam fungsional yang

menyusun hampir seluruh jenis sel biota laut. Pada gurita octopus vulgaris

konsentrasi Cu dalam hatinya ditemukan hanya 4.800 berat kering per gram,

sedangkan pada hepatopankreas lobster Humorus gammarus konsetrasinya

dapat setinggi 2.000 berat kering per gram (UNHAS, 8 Maret 2011).

B. Sifat Tembaga

1. Sifat Fisika

a. Tembaga merupakan logam yang berwarna kuning kemerahan seperti

emas kuning seperti pada gambar dan keras bila tidak murni.

b. Mudah ditempa (liat) dan bersifat mulur sehingga mudah dibentuk

menjadi pipa, lembaran tipis dan kawat.

c. Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak.

d. Titik leleh : 1.0830C, titik didih : 2.3010C

e. Berat jenis tembaga sekitar 8,92 gr/cm3

2. Sifat Kimia

a. Tembaga merupakan unsur yang relatif tidak reaktif sehingga tahan

terhadap korosi. Pada udara yang lembab permukaan tembaga ditutupi

oleh suatu lapisan yang berwarna hijau yang menarik dari tembaga

karbonat basa, Cu(OH)2CO3.

b. Pada kondisi yang istimewa yakni pada suhu sekitar 300 °C tembaga

dapat bereaksi dengan oksigen membentuk CuO yang berwarna hitam.

Sedangkan pada suhu yang lebih tinggi, sekitar 1000 ºC, akan

terbentuk tembaga(I) oksida (Cu2O) yang berwarna merah.

c. Tembaga tidak diserang oleh air atau uap air dan asam-asam

nooksidator encer seperti HCl encer dan H2SO4 encer. Tetapi asam

klorida pekat dan mendidih menyerang logam tembaga dan

membebaskan gas hidrogen. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya ion

kompleks CuCl2¯(aq) yang mendorong reaksi kesetimbangan bergeser

ke arah produk.

2Cu (s) + 2H+ (aq) a Cu+ (aq) + H2

2Cu+ (aq) + 4Cl- (aq) 2 CuCl2- (aq)

d. Asam nitrat encer dan pekat dapat menyerang tembaga.

Cu (s) + HNO3 (encer) 3Cu(NO3)2 (aq) + 4H2O (l) + 2NO (g)

Cu (s) +4HNO3 (pekat) Cu(NO3)2 (aq) + 2H2O (l) + 2NO2 (g)

e. Tembaga tidak bereaksi dengan alkali, tetapi larut dalam amonia oleh

adanya udara membentuk larutan yang berwarna biru dari kompleks

Cu(NH3)4+.

f. Tembaga panas dapat bereaksi dengan uap belerang dan halogen.

Bereaksi dengan belerang membentuk tembaga(I) sulfida dan

tembaga(II) sulfida dan untuk reaksi dengan halogen membentuk

tembaga(I) klorida, khusus klor yang menghasilkan tembaga(II)

klorida.

g. Pada umumnya lapisan Tembaga adalah lapisan dasar yang harus

dilapisi lagi dengan Nikel atau Khrom. Pada prinsipnya ini merupakan

proses pengendapan logam secara elektrokimia,digunakan listrik arus

searah (DC). Jenis elektrolit yang digunakan adalah tipe alkali dan tipe

asam.

3. Daya Kerja

Sebagai logam berat, Cu (tembaga) berbeda dengan logam-logam

berat lainnya seperti Hg, Cd, dan Cr. Logam berat Cu digolongkan ke

dalam logam berat di pentingkan atau logam berat esensial, artinya

meskipun Cu merupakan logam berat beracun, unsur logam ini sangat

diperlukan tubuh meski dalam jumlah yang sedikit. Hampir setiap orang

mengonsumsi 2-3 gram tembaga, tetapi hanya setengahnya yang

diabsorpsi untuk proses metabolisme. Toksisitas yang dimiliki oleh Cu

baru akan bekerja dan memperlihatkan pengaruhnya bila logam ini telah

masuk ke dalam tubuh organisme dalam jumlah besar atau melebihi nilai

teloransi organisme terkait. Rata-rata orang dewasa mempunyai total Cu

150 mg dalam tubuhnya, sebagian dari Cu tersebut sekitar 10-20 mg

terdapat dalam hati dan sisanya didistribusikan dalam jaringan.

Tembaga sangat berperan dalam proses produksi energi dalam sel,

dia juga terlibat dalam proses transmisi saraf, jaringan ikat, sistem

kardiovaskuler dan sistem kekebalan. Logam ini juga erat hubungannya

dengan metabolism estrogen, dan diperlukan proses kesuburan pada

wanita dan berperan penting untuk pemeliharaan kehamilan. Cu juga

berperan dalam stimulasi neurotransmitter epinephrine, neropinephrine

dan dopamine. Di samping itu berperan dalam aktivitas kerja enzim

monoamine oksidase, enzim yang berperan dalam produksi serotonin.

Bentuk tembaga yang paling beracun berupa debu-debu Cu yang

dapat mengakibatkan kematian pada dosis 3,5mg/kg. Pada manusia, efek

keracunan utama ditimbulkan akibat terpapar oleh debu atau uap logam

Cu. Hal ini dapat mengakibatkan terjadinya gangguan pada jalur

pernafasan sebelah atas, juga kerusakan atropik pada selaput lendir yang

berhubungan dengan hidung. Kerusakan itu merupakan akibat dari

gabungan sifat iritatif yang dimiliki oleh debu atau uap Cu tersebut.

Sesuai dengan sifatnya sebagai logam berat beracun, Cu dapat

mengakibatkan keracunan akut dan kronis. Terjadinya keracunan akut dan

kronis ini ditentukan oleh besarnya dosis yang masuk dan kemampuan

organisme untuk menetralisir dosis tersebut.

a. Keracunan Akut

Gejala-gejala yang dapat dideteksi sebagai akibat keracunan

akut tersebut diantaranya:

1) Adanya rasa logam pada pernafasan penderita

2) Adanya rasa terbakar pada epigastrum dan muntah yang terjadi

secara berulang-ulang.

b. Keracunan Kronis

Pada manusia, keracunan Cu secara kronis dapat dilihat dengan

timbulnya penyakit Wilson dan kinsky. Gejala dari penyakit Wilson ini

terjadinya hepatic cirrhosis, kerusakan pada otak dan demyelinasi,

serta terjadinya penurunan kerja ginjal dan pengendapan Cu dalam

kornea mata. Penyakit kinsky dapat diketahui dengan terbentuknya

rambut yang kaku dan berwarna kemerahan pada penderita. Sementara

pada hewan seperti kerang, bila dalam tubuhnya telah terakumulasi

dalam jumlah tinggi, maka bagian otot tubuhnya akan memperlihatkan

warna kehijauan. Hal itu dapat menjadi petunjuk apakah kerang

tersebut masih bisa dikonsumsi oleh manusia.

4. Efek

a. Bahaya Tembaga

Logam ini, apabila dalam keadaan serbuk menimbulkan bahaya

api. Pada kepekatan lebih daripada 1 mg/L, tembaga masih

diperbolehkan mencemari pakaian dan benda-benda yang dicuci dalam

air.

b. Kekurangan Tembaga

Kekurangan tembaga jarang terjadi pada orang sehat. Paling

sering terjadi pada bayi-bayi prematur atau bayi-bayi yang sedang

dalam masa penyembuhan dari malnutrisi yang berat. Orang-orang

yang menerima makanan secara intravena (parenteral) dalam waktu

lama juga memiliki resiko menderita kekurangan tembaga. Sindroma

Menkes adalah suatu penyakit keturunan yang menyebabkan

kekurangan tembaga.

Gejalanya berupa:

- rambut yang sangat kusut

- keterbelakangan mental

- kadar tembaga yang rendah dalam darah

- kegagalan sintesa enzim yang memerlukan tembaga.

Kekurangan tembaga mengakibatkan kelelahan dan kadar

tembaga yang rendah dalam darah. Sering terjadi:

- Penurunan jumlah sel darah merah (anemia)

- Penurunan jumlah sel darah putih (leukopenia)

- Penurunan jumlah sel darah putih yang disebut neutrofil

(neutropenia)

- Penurunan jumlah kalsium dalam tulang (osteoporosis).

Juga terjadi perdarahan berupa titik kecil di kulit dan aneurisma

arterial.

c. Kelebihan Tembaga

Tembaga yang tidak berikatan dengan protein merupakan zat

racun. Mengkonsumsi sejumlah kecil tembaga yang tidak berikatan

dengan protein dapat menyebabkan mual dan muntah. Makanan atau

minuman yang diasamkan, yang bersentuhan dengan pembuluh, selang

atau katup tembaga dalam waktu yang lama, dapat tercemar oleh

sejumlah kecil tembaga. Jika sejumlah besar garam tembaga, yang

tidak terikat dengan protein, secara tidak sengaja tertelan atau jika

pembebatan larutan garam tembaga digunakan untuk mengobati daerah

kulit yang terbakar luas, sejumlah tembaga bisa terserap dan merusak

ginjal, menghambat pembentukan air kemih dan menyebabkan anemia

karena pecahnya sel-sel darah merah (hemolisis).

Penyakit Wilson adalah penyakit keturunan dimana sejumlah

tembaga terkumpul dalam jaringan dan menyebabakan kerusakan

jaringan yang luas. Penyakit ini terjadi pada 1 diantara 30.000 orang.

Hati tidak dapat mengeluarkan tembaga ke dalam darah atau ke dalam

empedu. Sebagai akibatnya, kadar tembaga dalam darah rendah, tetapi

tembaga terkumpul dalam otak, mata dan hati, menyebabkan sirosis.

Pengumpulan tembaga dalam kornea mata menyebabkan terjadinya

cincin emas atau emas-kehijauan.

d. Gejala

1. Muntah biasanya antara 5 sampai dengan 10 menit.

2. Sakit pada mulut, tenggorokan,dan perut.

3. Diare dengan kolik perut (perut sakit).

4. Rasa manis dan logam pada mulut.

5. Sakit kepala(berat),keringat dingin, nadi lemah, dan tanda-tanda

shock lainnya.

6. Kematian biasanya disebabkan kejang-kejang, paralysis

(kelumpuhan) atau koma.

7. Kerusakan otak dengan gejala awal :

- tremor (gemetaran)

- sakit kepala

- sulit berbicara

- hilangnya koordinasi

- psikosa.

e. Terapi

1. Kosongkan lambung dengan pembilasan menggunakan atau 1%

larutan potassium ferrocyanide.

2. Berikan putih telur dan pencahar lainnya.

3. Perhatikan keseimbangan elektrolit dan air dalam tubuh,bila perlu

berikan infus.

4. Untuk mengurani rasa sakit berikan meperidin (demerol) atau

morfin.

5. Bila ada gejala-gejala saraf sentral terutama kolap sirkulasi (kolap

yang terjadi berulang-ulang) atau gangguan otak,berikan suntikan

B.A.L intramuskular (suntikan ke dalam otot)sesuai dengan

petunjuk menurut schedul pemberian B.A.L.

6. Pengobatan difokuskan pada gangguan toksisitas Cu, yaitu dengan

pemberian obat khelator penisilamin. Penisilamin juga baik untuk

beberapa penyakit seperti Wilson’s diseases dan beberapa penyakit

lain termasuk radang sendi “rematoid artritis”.

BAB III

METODE

A. Analisa Kadar Tembaga

1. Metode

Colorimetri / Turbidimetri

2. Prinsip

Perbandingan intensitas warna dari senyawa komplek (Cu(NH3)4)2+ dalam

contoh air dengan intensitas warna larutan standard

3. Reaksi

Cu2+ + 4 NH4OH → (Cu(NH3)4)2+ + 2H2O

4. Pereaksi

a. Standard Cu

b. NH4OH 2 N

5. Prosedur

a. Pipet sampel air (5 ml, 10 ml, 25 ml) dimasukkan dalam tabung

Nessler

b. Tambahkan larutan NH4OH 2N tetes demi tetes sampai berlebih dan

sampai terbentuk warna bitu

c. Tambahkan aquades sampai tanda garis 50 ml

d. Tutup tabung Nessler dengan plastik dan homogenkan dengan jalan

membolak-balikkan tabung beberapa kali

e. Bandingkan intensitas warna yang terjadi dengan intensitas deret

standar

6. Prosedur pembuatan Deret Standard

a. Masukkan aquades (sesuai dengan sampel) ke dalam tabung Nessler

b. Tambahkan larutan standard Cu dari buret

c. Tambahkan larutan NH4OH 2N (sesuai dengan sampel) sampai

terbentuk warna biru

d. Tambahkan aquades sampai tanda garis 50 ml

e. Buatlah deret standard dari 0,50 ml; 1,00 ml; 1,50 ml dst.

f. Bandingkan intensitas warna yang terjadi dengan intensitas warna

sampel.

7. Rumus perhitungan

Jumlah tembaga dalam sampel = jumlah tembaga dalam larutan standard

Kadar tembaga (ppm) = x ml standar x kesetaraan (mg/ml)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pemeriksaan

Berdasarkan penelitian yang dilakaukan didapatkan hasil sebagai

berikut :

1. Data Hasil Pengamatan

No Bahan/Zat Volume

Sampel

Reaksi

pembanding

Deret

ke-

Volume

Standard

1 Sampel air 5 ml NH4OH 2N

2 Aquadet 5 ml NH4OH 2N 1,1 ml 4,5 ml

2,2 ml

3,3 ml

4,4 ml

Konsentrasi standar Cu2+ adalah

= = 0,36 mg/ml

2. Data Hasil Perhitungan

a. Perhitungan Kadar Sampel Cu

= x 4,5 x 0,36

= 200 x 4,5 x 0,36

= 324 ppm

B. Pembahasan

Ketika dilakukan penentuan kadar Cu2+, yang harus dilakukan adalah

meneliti dalam perbandingan warna yang terjadi. Lakukan titrasi berulangkali

agar diperoleh hasil yang maksimal. Gunakan selalu plastik ketika melakukan

homogenasi. Selanjutnya dilakukan perhitungan kadar sampel sehingga

diperoleh kadar Cu2+ sebesar 324 ppm.

BAB V

KESIMPULAN

Tembaga adalah unsur kimia yang diberi lambang Cu (Latin: Cuprum).

Logam berat Cu digolongkan ke dalam logam berat di pentingkan atau logam

berat esensial, artinya meskipun Cu merupakan logam berat beracun, unsur logam

ini sangat diperlukan tubuh meski dalam jumlah yang sedikit.

Bentuk tembaga yang paling beracun berupa debu-debu Cu yang dapat

mengakibatkan kematian pada dosis 3,5mg/kg. Cu dapat mengakibatkan

keracunan akut dan kronis. Terjadinya keracunan akut dan kronis ini ditentukan

oleh besarnya dosis yang masuk dan kemampuan organisme untuk menetralisir

dosis tersebut.

Analisa kadar Cu pada sampel air dilakukan dengan analisa kuantitatif dan

didapatkan hasil kadar Cu2+ dalam sampel air no 11 sesuadi dengan deret standard

ke 4 yaitu 4,5 ml. Dalam perhitungan kadar sampel, diperoleh kadar Cu2+ sebesar

324 ppm.

DAFTAR PUSTAKA

Hidayati, N. 2012. Petunjuk dan Lembar Kerja Praktikkum Analisa Air Semester III. Laboratorium Kimia Amami. Universitas Setia Budi. Surakarta.

Darmono.Farmasi Forensik dan Toksikologi.Jakarta:Penerbit Universitas Indonesia.2009

Repository.usu.ac.id/bitstream/

Syahronie.blogspot.com