Upload
mahfudoh-an-nafiu
View
80
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
Bab I
A. Latar Belakang
Air termasuk kebutuhan utama makhluk hidup termasuk manusia. Bagi
manusia kebutuhan akan air sangat mutlak karena zat pembentuk tubuh manusia
sebagian besar terdiri dari air yang jumlahnya sekitar 73% dari bagian tubuh. Air
di dalam tubuh manusia berfungsi sebagai pengangkut dan pelarut bahan-bahan
makanan yang penting bagi tubuh (Suharyono, 1996). Kebutuhan utama manusia
terhadap air adalah sebagai air minum dan memasak makanan. Menurut ilmu
kesehatan setiap orang memerlukan air minum hidup 2-3 minggu tanpa makan
tetapi hanya dapat bertahan 2-3 hari tanpa air minum (Suripin, 2002). Selain itu,
air juga digunakan untuk mandi, mencuci, membersihkan peralatan, pembangkit
tenaga listrik, irigasi, dan media transportasi. Semakin maju tingkat kebudayaan
masyarakat, penggunaan air semakin meningkat (Suriawiria,1996: 3).
Air yang sehat adalah air yang bersih. Ditinjau dari segi kualitas, ada
beberapa persyaratan yang harus dipenuhi sebagai air bersih, di antaranya kualitas
fisik meliputi tidak berbau, tidak berwarna, dan tidak berasa. Air bersih juga
harus memenuhi kualitas kimia yang terdiri atas pH, kesadahan, dan bebas dari
zat-zat beracun. Selain itu, terdapat juga kualitas biologi, yaitu air harus terbebas
dari mikroorganisme penyebab penyakit. Persyaratan kategori air bersih semakin
ketat saat air digunakan untuk konsumsi manusia.
Kebutuhan air masyarakat sekitar pantai Kecamatan Rembang cukup
tinggi. Sebagian besar masyarakat Rembang masih memanfaatkan air tanah untuk
memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari. Selain untuk memenuhi kebutuhan
sehari-hari, sebagian dari masyarakat memiliki usaha pengolahan ikan. Mereka
menggunakan air untuk mencuci dan memasak ikan.
Kecamatan Rembang Jawa Tengah merupakan daerah yang terletak di
pesisir Pantai. Ketinggian daerah tersebut dengan laut hampir 0 km. Air yang
keluar dari mata air cukup jernih. Beberapa ada yang berasa asin, tetapi beberapa
ada yang tidak asin. Air tanah di daerah Rembang diperoleh dengan cara membuat
1
sumur. Kedalaman sumur kira-kira 10-20 meter. Pada saat direbus, air akan
menghasilkan kerak di sekitar panci. Hal tersebut diduga kesadahan air cukup
tinggi. Oleh karena itu, air harus diendapkan dan disaring terlebih dahulu sebelum
digunakan sebagai air minum atau memasak. Gejala kesadahan air yang tinggi
juga dapat diamati dari sabun yang sulit berbusa. Akibatnya, masyarakat
menambahkan detergent cukup banyak untuk keperluan mencuci. Tingkat
kesadahan yang tinggi juga berdampak pada pompa air yang relative cepat aus.
Seringkali pompa air sudah rusak sebelum jangka 1 tahun.
Berdasarkan uraian di atas, peneliti ingin melakukan uji tingkat kesadahan
air di desa-desa sekitar pantai kecamatan Rembang. Kesadahan merupakan salah
satu parameter tentang kualitas air bersih, karena kesadahan menunjukkan ukuran
pencemaran air oleh mineral-mineral terlarut seperti Ca2+ dan Mg2+. Berdasarkan
sepengetahuan peneliti, belum pernah diadakan uji kualitas air di daerah setempat.
Kesadahan air dibedakan dua, yaitu kesadahan tetap dan kesadahan
sementara. Kesadahan sementara dapat dihilangkan cukup dengan pemanasan,
sedangkan kesadahan tetap hanya dapat hilang dengan cara ditambah zat lain atau
perlakuan khusus. Oleh karena itu, peneliti ingin membandingkan tingkat
kesadahan air tanah tersebut sebelum dan setelah dipanaskan. Hal itu
dimaksudkan untuk mengetahui kadar kesadahan tetapnya. Hasil penelitian ini
diharapkan akan memberi informasi kepada masyarakat apakah air tanah tersebut
cukup dimasak dan disaring jika ingin mengurangi tingkat kesadahannya atau
butuh perlakuan yang lebih kompleks.
B. Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah tersebut, permasalahan dapat
diidentifikasi sebagai berikut.
1. Kebutuhan air masyarakat di Kecamatan Rembang cukup tinggi baik untuk
keperluan rumah tangga maupun untuk keperluan usaha pengolahan ikan.
2. Penggunaan pompa air di kawasan Kecamatan Rembang untuk mengalirkan
air tanah ke bak penampungan cepat mengalami keausan.
2
3. Detergent sulit berbusa saat dilarutkan dalam air tanah, sehingga
membutuhkan detergent cukup banyak untuk mencuci.
4. Belum pernah dilakukan uji tingkat kesadahan air tanah di daerah pantai
Kecamatan Rembang.
5. Tidak diketahui jenis kesadahan air tanah di sekitar pantai Kecamatan
Rembang.
C. Batasan Masalah
Permasalahan pada penelitian ini dibatasi pada hal berikut.
1. Tingkat kesadahan air tanah di daerah sekitar pantai Kecamatan Rembang
Propinsi Jawa Tengah tidak diketahui secara pasti.
2. Perbandingan antara tingkat kesadahan sementara dengan kesadahan tetap air
tanah di Kecamatan Rembang Propinsi Jawa Tengah tidak diketahui.
D. Rumusan Masalah
Berdasarkan batasan masalah, rumusan masalah pada penelitian ini adalah
sebagai berikut.
a. Bagaimana tingkat kesadahan air tanah di daerah sekitar pantai Kecamatan
Rembang Propinsi Jawa Tengah?
b. Bagaimana perbandingan kesadahan sementara dengan kesadahan tetap air
tanah di Kecamatan Rembang Propinsi Jawa Tengah?
E. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut.
a. Untuk mengetahui tingkat kesadahan air tanah di daerah sekitar Pantai
Kecamatan Rembang Propinsi Jawa Tengah melalui uji laboratorium.
b. Membandingkan tingkat kesadahan sementara dengan kesadahan tetap air
tanah di daerah sekitar Pantai Kecamatan Rembang Propinsi Jawa Tengah.
3
F. Manfaat Penelitian
Manfaat Penelitian ini antara lain sebagai berikut.
a. Memberi kesempatan peneliti mengaktualisasikan pengetahuannya tentang
uji kesadahan.
b. Memberi pengalaman kepada mahasiswa mengenai uji kesadahan air.
c. Memberi informasi kepada masyarakat Kecamatan Rembang mengenai
kualitas kesadahan air tanah setempat.
4
BAB II
Tinjauan Pustaka
A. Air Sadah
1. Pengertian Air Sadah
Air yang banyak mengandung mineral kalsium dan magnesium dikenal
sebagai “air sadah”, atau air yang sukar untuk dipakai mencuci. Karena
penyebab dominan/utama kesadahan adalah ion Ca2+ dan ion Mg2+, maka arti
dari kesadahan dibatasi sebagai sifat / karakteristik air yang menggambarkan
konsentrasi jumlah dari ion Ca2+ dan Mg2+, yang dinyatakan sebagai CaCO3
dan MgCO3. Selain ion kalsium dan magnesium, penyebab kesadahan juga
bisa disebabkan oleh ion logam lain maupun garam-garam bikarbonat dan
sulfat.
Senyawa kalsium dan magnesium bereaksi dengan sabun membentuk
endapan dan mencegah terjadinya busa dalam air. Oleh karena senyawa-
senyawa kalsium dan magnesium relatif sukar larut dalam air, maka senyawa-
senyawa itu cenderung untuk memisah dari larutan dalam bentuk endapan
atau presipitat yang akhirnya menjadi kerak.
2. Jenis Air Sadah dan Cara Menghilangkan Kesadahannya
Berdasarkan jenis anion yang diikat oleh kation (Ca2+ atau Mg2+), air
sadah digolongkan menjadi dua jenis, yaitu air sadah sementara dan air sadah
tetap (Wikipedia.org).
5
a. Air Sadah Sementara
Air sadah sementara adalah air sadah yang mengandung ion bikarbonat
(HCO3-), khususnya senyawa kalsium bikarbonat (Ca(HCO3)2) dan atau
magnesium bikarbonat (Mg(HCO3)2). Disebut air sadah sementara karena
kesadahannya dapat dihilangkan dengan pemanasan air membebaskan ion
Ca2+ dan atau Mg2+. Selanjutnya, senyawa-senyawa tersebut akan mengendap
pada dasar ketel, sesuai persamaan reaksi:
Ca(HCO3)2 (aq) → CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)
Mg(HCO3)2 (aq) → MgCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)
b Air Sadah Tetap
Air sadah tetap adalah air sadah yang mengadung anion selain ion
bikarbonat, misalnya dapat berupa ion Cl-, NO3- dan SO4
2-. Berarti senyawa
yang terlarut boleh jadi berupa kalsium klorida (CaCl2), kalsium nitrat
(Ca(NO3)2), kalsium sulfat (CaSO4), magnesium klorida (MgCl2), magnesium
nitrat (Mg(NO3)2), dan magnesium sulfat (MgSO4). Air yang mengandung
senyawa-senyawa tersebut disebut air sadah tetap, karena kesadahannya tidak
bisa dihilangkan hanya dengan cara pemanasan.
Kesadahan tetap dapat dihilangkan dengan dengan mereaksikan air
tersebut dengan zat-zat kimia tertentu. Pereaksi yang digunakan adalah
larutan karbonat, yaitu Na2CO3 (aq) atau K2CO3 (aq). Penambahan larutan
karbonat dimaksudkan untuk mengendapkan ion Ca2+ dan atau Mg2+,
sehingga akan terjadi persamaan reaksi berikut.
CaCl2 (aq) + Na2CO3 (aq) → CaCO3 (s) + 2NaCl (aq)
Mg(NO3)2 (aq) + K2CO3 (aq) → MgCO3 (s) + 2KNO3 (aq)
Dengan terbentuknya endapan CaCO3 atau MgCO3 berarti air tersebut
telah terbebas dari ion Ca2+ atau Mg2+ atau dengan kata lain air tersebut telah
terbebas dari kesadahan.
6
Pada industri yang menggunakan ketel uap, air yang digunakan harus
terbebas dari kesadahan. Proses penghilangan kesadahan air yang sering
dilakukan pada industri-industri di antaranya melalui penyaringan dengan
menggunakan zat-zat berikut.
1) Resin Pengikat Kation dan Anion
Resin adalah zat polimer alami ataupun sintetik yang salah satu
fungsinya adalah dapat mengikat kation dan anion tertentu. Secara teknis, air
sadah dilewatkan melalui suatu wadah yang berisi resin pengikat kation dan
anion, sehingga diharapkan kation Ca2+ dan Mg2+ dapat diikat resin. Dengan
demikian, air tersebut akan terbebas dari kesadahan.
2) Zeolit
Zeolit memiliki rumus kimia Na2(Al2SiO3O10).2H2O atau
K2(Al2SiO3O10).2H2O. Zeolit mempunyai struktur tiga dimensi yang memiliki
pori-pori yang dapat dilewati air. Ion Ca2+ dan Mg2+ akan ditukar dengan ion
Na+ dan K+ dari zeolit, sehingga air tersebut terbebas dari kesadahan.
Menurut Permenkes RI No.416/MENKES/PER/IX/1990 kadar
maksimal kesadahan yang diijinkan untuk air minum dan air bersih adalah
500 mg perliter. Khususnya di negara kita, jarang sekali air alam yang
mengandung strontium dan barium. Karena itu dalam memeriksa kesadahan
air kita hanya memperhitungkan Ca dan Mg saja.
c. Kerugian yang Ditimbulkan Air Sadah
Penggunaan air sadah dapat menimbulkan beberapa masalah. Jika
digunakan untuk mencuci, air sadah yang bercampur sabun dapat membentuk
gumpalan scum yang sukar dihilangkan sehingga menyebabkan pemborosan
sabun di rumah tangga. Pada pemenuhan kebutuhan industri, penggunaan air
sadah dapat menyebabkan pengendapan mineral yang menyumbat saluran
pipa dan keran. Oleh karena itu, kesadahan air yang digunakan diawasi
dengan ketat untuk mencegah kerugian. (www.wikipedia .org)
7
Air sadah tidak langsung berbahaya untuk diminum, akan tetapi dapat
menyebabkan masalah cukup serius dalam jangka panjang. Air sadah
mengandung kadar kalsium yang tinggi. Kalsium termasuk jenis kalsium
anorganik. Kalsium anorganik sangat berbahaya karena tidak dapat diserap
oleh tubuh. Jika kalsium anorganik dikonsumsi, maka akan langsung dibuang
melalui sistem sekresi dan sebagian akan mengendap di ginjal. Pada jangka
waktu tertentu akumulasi kalsium dalam tubuh akan menyebabkan batu ginjal
dan sebagian lagi akan mengendap di dalam darah menyebabkan pengapuran
yang dapat berakibat fatal bagi kesehatan (World Health Organization, 1996).
Penelitian medis menyatakan bahwa kalsium berlebih di dalam tubuh
(dalam aliran darah) tidak akan ada. Bahkan, kalsium anorganik dari tubuh
hewan dipindahkan dari darah dan dikumpulkan di ginjal. Hal ini dapat
menyebabkan batu ginjal. Tubuh membutuhkan kalsium untuk hidup dan
perbaikan sel tiap hari. Jika tidak tersedia kalsium, maka otak akan
memerintahkan matriks tulang untuk melepaskan kalsium organik ke dalam
aliran darah. Akibatnya,matriks tulang akan kehilangan kalsium. Kehilangan
kalsium tersebut akan merapuhkan tulang sehingga menyebabkan osteoporosis
(Occhipinti, M.J., 2010).
B. Air Tanah
Air tanah adalah air yang berada di bawah permukaan tanah didalam
zone jenuh dimana tekanan hidrostatiknya sama atau lebih besar dari tekanan
atmosfer (Suyono, 1993: 1). Menurut definisi undang-undang sumber daya air, air
tanah merupakan air yang terdapat di dalam lapisan tanah atau batuan di bawah
permukaan tanah. Air tanah berasal dari air hujan yang meresap ke dalam tanah.
Dalam proses peresapan tersebut, air tanah mengalami penyaringan oleh lapisan-
lapisan tanah. Oleh karena itu, air tanah lebih jernih dibandingkan air permukaan.
Air tanah memiliki kandungan mineral yang cukup tinggi. Sifat dan kandungan
mineral air tanah dipengaruhi oleh lapisan tanah yang dilaluinya. Kandungan
mineral air tanah antara lain Na, Mg, Ca, Fe, dan O2.
8
Kondisi tanah yang berkapur menyebabkan tingkat kesadahan air tanahnya
relatif tinggi (keras). Air tanah di daerah berkapur mengandung ion-ion Ca2+ dan
Mg2+ dalam jumlah yang cukup besar. Kondisi tanah yang mengandung batu
granit, air tanahnya memiliki derajat kesadahan yang rendah karena mengandung
unsur (mineral) CO2 dan HCO3-.
Air tanah digolongkan menjadi tiga, yaitu air tanah dangkal, air tanah
dalam, dan mata air. Golongan tersebut berkaitan dengan kualitas, kuantitas, dan
mineral yang terkandung di air tanah (Suyono, 1993).
1. Air Tanah Dangkal
Air tanah dangkal terdapat pada kedalaman kurang lebih 15 meter di bawah
permukaan tanah. Jumlah air yang terkandung pada kedalaman ini cukup terbatas.
Biasanya, hanya dipergunakan untuk keperluan rumah tangga, seperti minum,
mandi, dan mencuci. Penggunaan air tanah dangkal berupa sumur berdinding
semen ataupun sumur bor. Secara fisik, air tanah terliha jernih dan tidak berwarna
(bening) karena telah mengalami proses filtrasi oleh lapisan tanah. Kualitas air
tanah dangkal cukup baik dan layak digunakan sebagai bahan baku air minum.
Kuantitas air tanah dangkal dipengaruhi oleh musim. Pada saat musim hujan,
jumlah air tanah dangkal berlimpah, sedangkan musim kemarau jumlahnya
terbatas.
2. Air Tanah Dalam
Air tanah dalam terdapat pada kedalaman 100-300 meter di bawah
permukaan tanah. Air tanah dalam berwarna jernih dan sangat baik digunakan
untuk air minum karena telah melalui proses penyaringan berulang-ulang oleh
lapisan tanah. Air tanah dalam memiliki kualitas yang lebih baik dari kualitas air
tanah dangkal. Hal ini disebabkan proses filtrasi air tanah lebih panjang, lama, dan
sempurna dibandingkan air tanah dangkal. Kuantitas air tanah dalam cukup besar
dan tidak dipengaruhi oleh musim, sehingga air tanah dalam dapat digunakan
untuk kepentingan industri dan dapat digunakan dalam jangka waktu yang cukup
lama.
9
3. Mata Air
Mata air adalah air tanah yang keluar langsung dari permukaan tanah. Mata
air biasanya terdapat pada lereng gunung, dapat berupa rembesan dan ada juga
keluar di daerah dataran rendah (mata air umbul). Mata air memiliki kualitas
hampir sama dengan kualitas air tanah dalam dan sangat baik untuk air minum.
Selain untuk air minum, mata air juga dapat digunakan untuk keperluan lainnya,
seperti mandi dan mencuci. Kuantitas air yang dihasilkan mata air cukup banyak
dan tidak dipengaruhi oleh musim, sehingga dapat digunakan untuk keperntingan
umum dalam jangka waktu lama.
C. Spektroskopi Serapan Atom (SSA)
Spektroskopi Serapan Atom (SSA) merupakan suatu metode analisis kimia
untuk penentuan kadar unsur-unsur yang bersifat logam yang terdapat dalam suatu
cuplikan yang berkadar rendah. Analisis SSA didasarkan pada proses penyerapan
energi radiasi dari sumber nyala atom-atom yang berada pada tingkat energi dasar
(Skoog et. al., 2000).
Metode SSA telah diperkenalkan oleh A. Walsh tahun 1995 dan mengalami
perkembangan yang sangat pesat. Metode SSA banyak digunakan untuk
menganalisis sampel yang terdapat di dalam bentuk bahan-bahan biologi,
pertanian, makanan dan minuman, air tanah, pupul, besi baja, dan juga bahan-
bahan pencemar lingkungan.
1. Sistematika SSA
Gambar berikut menunjukkan sistematika SSA (Willard, 1989).
Gambar 2.1 Skema umum komponen pada Alat SSA.
10
Berikut ini kegunaan masing-masing bagian dari alat SSA.
a. Lampu katode berongga, sebagai sumber sinar yang memancarkan spektrum
dari unsur logam yang akan dianalisis (setiap logam memiliki lampu khusus
untuk logam tersebut).
b. Chopper, mengatur sinar yang dipancarkan.
c. Tungku, tempat pembakaran (untuk memecahkan sampel pada tetesan halus
dan meleburkannya ke dalam nyala untuk diatomkan.
d. Monokromator, mendispersi sinar yang ditransmisikan oleh atom.
e. Detektor, mengukur sinar yang ditransmisikan dan memberikan signal sebagai
respon terhadap sinar yang diterima.
f. Meter bacaan nilai absorbansi, untuk membaca nilai absorbansi.
2. Prinsip Analisis Spektrofotometri Serapan Atom
Cuplikan atau senyawa dalam bentuk larutan disemprotkan ke dalam nyala
sehingga mengalami disosiasi menjadi atom-atom netral dalam keadaan gas.
Atom netral atau dalam keadaan dasar menyerap energi radiasi dari lampu katode
berongga sehingga tercapai keadaan tereksitasi. Intensitas sinar radiasi yang
diserap sebanding dengan unsur yang diselidiki dalam cuplikan. Setiap atom
memiliki panjang gelombang serapan tertentu, misalnya kalsium adalah 422,7 nm.
Besarnya serapan merupakan fungsi dari banyaknya atom yang ada. Hubungan
antara absorbansi radiasi dan banyaknya atom dirumuskan oleh Lambert-Beer
sebagai berikut.
A = a × b × C
Keterangan:
A = absorbansi; a = absorbtivitas molar; b= tebal medium; C= konsentrasi
Berdasarkan rumusan di atas, maka hubungan antara absorbansi dan
konsentrasi merupakan perbandingan langung sehingga dibuat kurva hubungan
sebagai berikut.
11
absorbansi
konsentrasi
Gambar 2.2 Grafik hubungan antara konsentrasi dan absorbansi.
Dengan membuat kurva baku larutan standar dari hubungan di atas, maka
suatu cuplikan yang mempunyai serapan tertentu konsentrasinya dapat dihitung.
3. Faktor-Faktor Gangguan dalam SSA
Gangguan diartikan sebagai suatu faktor kimia atau fisika yang akan
mempengaruhi julah atom untuk analit pada keadaan dasar (ground state)
sehingga akan menyebabkan bertambah atau berkurangnya bacaan nilai serapan
atom unsur yang dianalisis.
Ada beberapa gangguan dalam menggunakan SSA
a. Suhu yang sesuai, suhu gas pembakar harus sesuai dengan suhu unsur yang
akan dianalisis.
b. Konsentrasi sampel tidak boleh melebihi sensitivitas dari alat detektor SSA.
Ini akan menyebabkan gangguan terhadap garis spektrum dan mengakibatkan
kerusakan pada alat detektor SSA.
c. Pengaruh penguapan pelarut dan bahan larutan jangan sampai me-nurunkan
suhu nyala gas pembakar. Gangguan tersebut menyebabkan bacaan nilai
serapan atom menjadi rendah.
Memang selain dengan metode SSA, unsur-unsur dengan energi eksitasi
rendah dapat juga dianalisis dengan fotometri nyala, tetapi unsur-unsur dengan
eksitasi tinggi hanya dapat dilakukan dengan fotometri nyala. Untuk analisis
dengan garis spektrum resonansi antara 400-800 nm, fotometri nyala sangat
berguna, sedangkan antara 200-300 nm metode SSA lebih baik dari fotometri
nyala (Khopkar, S.M., 1990).
12
BAB III
Metode Penelitian
A. Sampel dan Teknik Penyamplingan
Sampel berupa air sumur yang diambil dari 4 kelurahan di Kecamatan
Rembang Propinsi Jawa Tengah dan tiap-tiap kelurahan diambil 3 sampel dari air
sumur yang berbeda. Pengambilan sampel diambil secara acak atau random
sehingga total terdapat 12 sampel.
B. Variabel Penelitian
Sebagai variabel dalam penelitian ini adalah kadar kalsium dan kadar
magnesium dalam air sumur yang dinyatakan dalam ppm, yaitu banyaknya
kalsium dan magnesium dalam milligram perliter air sumur yang diteliti dengan
metode SSA.
C. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kimia FMIPA UNY, sedangkan
analisis dengan menggunakan SSA dilakukan di Laboratorium Terpadu UII.
D. Alat dan Bahan Penelitian
1. Alat-alat
- Spektrofotometri Serapan Atom
- erlenmeyer
- labu takar
- bekerglass
- pipet volumetrik
- corong penyaring
- pipet tetes
- batang pengaduk
13
2. Bahan-bahan
- kalsium karbonat
- magnesium oksida
- lantanum klorida
- asam klorida
- asam nitrat
- kalium klorida
- aquades
- air sumur (sampel)
F. Prosedur Penelitian
Prosedur atau langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ini adalah
sebagai berikut.
1. Preparasi Larutan Lantanum 5000 ppm
Dilarutkan 1,3369 g LaCl3.7H2O dalam labu ukur volume 100 mL,
kemudian ditambahkan akuades hingga tanda batas.
2. Preparasi Larutan Kalium 1000 ppm
Dilarutkan 1,9070 g KCl dalam 250 mL akuades. Masukkan ke dalam labu
ukur volume 1 L dan tambahkan akuades hingga tanda batas.
3. Preparasi Larutan HCl 0,1 M
Diambil 1 mL larutan HCl 5 M dimasukkan ke dalam labu ukur 50 mL.
Kemudian, tambahkan akuades hingga tanda batas.
4. Preparasi Larutan Standar
Larutan standar yang digunakan adalah kalsium karbonat dan
magnesium oksida. Konsentrasi larutan standar kalsium adalah 0, 2, 5, 10, 15,
20, dan 25 ppm, sedangkan konsentrasi larutan standar magnesium adalah 0,
0,2, 0,5, 1, 3, dan 5 ppm. Pembuatan larutan standar kalsium karbonat dari
14
larutan induk 1000 ppm, sedangkan larutan standar magnesium oksida dari
larutan induk 500 ppm yang kemudian diencerkan dengan menggunakan
rumus V1M1 = V2M2. Semua larutan standar mengandung larutan buffer
ionisasi sekitar 20% dari volume total.
5. Preparasi Larutan Sampel atau Cuplikan
a. Larutan sampel dalam kondisi asam (pH = ~3) dihomogenkan, disaring,
kemudian dibagi menjadi 2.
b. Larutan sampel bagian pertama diambil 10 mL dimasukkan ke dalam labu
ukur 50 mL. Kemudian, ditambahkan larutan buffer ionisasi 10 mL dan
aquades hingga tanda batas labu ukur. Setelah itu, larutan sampel diukur
kandungan Ca dan Mg nya dengan menggunakan SSA.
c. Larutan sampel bagian kedua diambil 50 mL dimasukkan ke dalam gelas
beker 100 mL dan dipanaskan hingga setengahnya. Setelah dingin, larutan
disaring dan dituangkan ke dalam labu ukur 50 mL. Kemudian larutan
ditambahkan aquades hingga tanda batas. Setelah itu, larutan dipipet 10 mL
dimasukkan ke dalam labu ukur 50 mL, kemudian ditambahkan larutan buffer
ionisasi 10 mL dan aquades hingga tanda batas. Selanjutnya, larutan sampel
tersebut siap dianalisis kandungan Ca dan Mg nya dengan menggunakan SSA.
d. Analisis kalsium dengan menggunakan SSA pada daerah panjang gelombang
422,7 nm, sedangkan analisis magnesium pada daerah panjang gelombang
285,2 nm.
15
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis kesadahan air di Kecamatan Rembang khususnya air tanah di
sekitar pantai Kecamatan Rembang telah dilakukan. Hal ini diperlukan untuk
mengetahui tingkat kesadahan air tanah di daerah tersebut. Air tanah tersebut
dimanfaatkan oleh sebagian besar masyarakat Rembang untuk memenuhi
kebutuhan hidup sehari-hari seperti mandi dan mencuci. Selain itu, air tanah
tersebut juga digunakan oleh masyarakat dalam usaha usaha pengolahan ikan, di
antaranya untuk mencuci dan memasak ikan.
Pengambilan sampel dilakukan secara random di 4 kelurahan sepanjang
pantai di Kecamatan Rembang. Tiap-tiap kelurahan diambil 3 sampel dari sumur
berbeda sebagai representatif dari kelurahan tersebut. Sumur-sumur tersebut
merupakan sumur milik warga setempat yang aktif digunakan.
Data dalam penelitian ini meliputi data analisis kualitatif dan analisis
kuantitatif.
A. Analisis Kualitatif
Analisis kalsium dan magnesium pada sampel telah dilakukan dengan
menggunakan alat spektroskopi serapan atom. Hasil analisis menunjukkan adanya
serapan kalsium pada panjang gelombang 422,7 nm dan serapan magnesium pada
panjang gelombang 285,2 nm. Hal tersebut menunjukkan bahwa setiap air sumur
yang digunakan sebagai sampel pada penelitian ini memiliki tingkat kesadahan
tertentu. Selanjutnya, banyaknya kalsium dan magnesium dalam sampel dianalisis
secara kuantitatif.
B. Analisis Kuantitatif
Seperti yang telah dipaparkan pada kajian teori bahwa kesadahan air dapat
dibedakan menjadi dua, yaitu kesadahan tetap dan kesadahan sementara.
Kesadahan sementara dapat dipisahkan dengan cara pemanasan. Oleh karena itu,
16
perlakuan terhadap sampel sebelum analisis dilakukan dengan dua cara. Sampel
pertama melalui tahap pemanasan dan penyaringan terlebih dahulu sebelum diberi
perlakukan untuk analisis SSA. Sampel kedua tanpa melalui tahap pemanasan
melainkan langsung diberi perlakuan untuk analisis SSA. Hal ini dimaksudkan
untuk mengetahui jenis kesadahan air yang terdapat di daerah sampel, yaitu
melalui selisih konsentrasi sampel antara dua perlakukan yang berbeda.
Perlakuan pada sampel pertama, sampel dipanaskan hingga volumenya
setengahnya, yaitu dari 50 mL hingga sekitar 25 mL. Pada perlakuan sampel
tersebut, peneliti mengamati terdapat sedikit kerak yang berwarna putih yang
kemungkinan besar adalah garam yang mengandung baik Na, Mg, maupun Ca.
Setelah disaring, sampel ditambah dengan aquades hingga volumenya kembali 50
mL. Setelah itu, sampel disiapkan untuk analisis SSA. Pada sampel kedua sampel
langsung disiapkan untuk analisis SSA. Baik pada sampel yang melalui tahap
pemanasan maupun sampel yang tanpa pemanasan ditambahkan larutan buffer
ionisasi. Penambahan larutan buffer ionisasi, yaitu terdiri dari larutan lanthanum,
larutan kalium, dan larutan asam klorida berguna untuk menekan laju ionisasi
analit (Ca dan Mg) sehingga tetap berada sebagai atomnya ketika dianalisis
dengan menggunakan SSA.
Langkah awal pada analisis kuantitatif adalah dengan membuat kurva
kalibrasi larutan standar Absorbansi vs Konsentrasi baik larutan standar kalsium
(Gambar 1) maupun larutan standar magnesium (Gambar 2). Selanjutnya
konsentrasi analit ditentukan dengan cara memplotkan nilai absorbansi sampel
pada masing-masing kurva kalibrasinya, kemudian menarik garis lurus ke bawah.
Nilai konsentrasi analit juga dapat ditentukan dengan memasukkan nilai
absorbansi analit pada persamaan regresi kurva kalibrasi. Pada penelitian ini
didapatkan persamaan regresi kurva kalibrasi kalsium adalah y = 0,01468x +
0,02838 dengan nilai R = 0,997, sedangkan persamaan regresi kurva kalibrasi
magnesium adalah y = 0,16814x + 0,10623 dengan nilai R = 0,962 dengan limit
deteksi 0,0059 mg/L untuk kalsium dan 0,006 mg/L untuk magnesium.
17
Gambar 4.1 Kurva kalibrasi kalsium..
Gambar 4.2 Kurva kalibrasi magnesium.
18
Berdasarkan hasil analisis, kandungan konsentrasi kalsium analit secara
umum hampir sama, yaitu di bawah 200 ppm. Tingkat kesadahan masing-masing
air sumur dalam kelurahan yang sama dapat berbeda cukup signifikan. Perbedaan
tingkat kesadahan air sumurnya dapat mencapai 50 ppm tetapi tidak ada yang
lebih dari 100 ppm. Misalnya, kandungan kalsium air sumur di Kelurahan
Tanjung Sari (kode A) adalah 77 ppm, 135 ppm, dan 66 ppm.
Di antara 4 kelurahan sampel, kandungan kalsium yang paling tinggi
terdapat di Kelurahan Gegunung Kulon dengan konsentrasi kalsium masing-
masing sampel adalah 114 ppm, 102 ppm, dan 163 ppm. Meskipun demikian.
nilai kandungan tersebut tidak berbeda secara signifikan dengan daerah-daerah
lain di sekitarnya. Selisih tertinggi konsentrasi kalsium sementara yang dapat
dipisahkan dengan cara pemanasan secara umum terdapat pada Kelurahan
Gegunung Wetan, yaitu sekitar 80 ppm. Perubahan konsentrasi kalsium pada
sampel yang tanpa pemanasan dengan yang dipanaskan sangat drastis, yaitu dari
90 ppm turun menjadi 10 ppm setelah dipanaskan. Hal itu menunjukkan bahwa
kesadahan air sumur di daerah tersebut merupakan kesadahan sementara yang
dapat dikurangi secara efektif melalui pemanasan dan penyaringan endapannya.
Data kandungan kalsium pada kelurahan lainnya secara umum hampir sama.
Pengurangan konsentrasi kalsium setelah sampel dipanaskan pada keempat
kelurahan secara umum signifikan, yaitu dapat berkurang antara 40 ppm sampai
80 ppm.
Hasil analisis magnesium dengan menggunakan SSA menunjukkan bahwa
kandungan magnesium dalam tiap-tiap sampel relatif rendah, yaitu kurang dari 25
ppm. Di antara keempat kelurahan yang digunakan sebagai sampel, kandungan
magnesium yang berkurang drastis setelah dipanaskan ditunjukkan oleh sampel
air sumur dari Kelurahan Gegunung Wetan, yaitu dapat berkurang hingga 15 ppm.
Berdasarkan hasil analisis kandungan kalsium dan magnesium, urutan
kesadahan dari yang tertinggi adalah Kelurahan Gegunung Kulon (kode C) sekitar
125 ppm -186 ppm, Kelurahan Tanjung Sari (kode A) sekitar 94 ppm – 159 ppm,
Kelurahan Pacar (Kode D) sekitar 90 ppm-150 ppm, Kelurahan Gegunung Wetan
(Kode B) sekitar 105 ppm – 113 ppm. Secara umum, kesadahan air sumur di
19
keempat keluarahan dapat dikurangi dengan cara pemanasan bahkan hingga
mencapai 90% dari konsentrasi semula.
20
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa kesadahan air sumur
di Kecamatan Rembang masih berada pada konsentrasi normal atau jauh di bawah
ambang batas yang berbahaya, yaitu di bawah 200 ppm. Dengan demikian, dari
segi kesadahan air sumur di daerah kecamatan Rembang khususnya di sepanjang
pantai kecamatan rembang aman digunakan untuk keperluan sehari-hari dan
keperluan industri ikan. Dari hasil analisis juga diketahui bahwa jenis kesadahan
air sumur yang dominan di daerah tersebut adalah kesadahan sementara sehingga
tingkat kesadahan dapat berkurang secara signifikan melalui cara pemanasan,
yaitu dapat berkurang hingga 90%.
B. Saran
Berdasarkan dari penelitian ini disarankan bagi masyarakat di Kecamatan
Rembang terutama pengusaha ikan yang memanfaatkan air sumur untuk
mengolah dan memasak ikan hendaknya memasak air tersebut dan menyaringnya
terlebih dahulu sebelum digunakan untuk memasak ikan. Selanjutnya, akan lebih
baik jika dilakukan analisis lainnya yang berkaitan dengan kualitas air di
Kecamatan Rembang.
21
DAFTAR PUSTAKA
Albert dan Santika, Sri Sumestri, 1984, Metode Penelitian Air, ITS Press, Surabaya.
Arsyad, M. Nasir. (2001). Kamus Kimia Ati dan Penjelasan Ilmiah. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.
Depkes. 2002. Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum/Air Bersih. Jakarta.
Giwangkara, E., 2008. http://persembahanku.wordpress.com/2006/09/29/mengapa mandi dipantai boros sabun.
Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 1405/menkes/sk/xi/2002.
Khopkar, S. M., 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Penerjemah: A. Saptorahardjo, UI-Prees, Jakarta.
Occhipinti, M. J. 2010. The Importance of Organic Calcium vs. Inorganic Calcium: The Women’s Body’s Ability To Recognize and Utilize Calcium. Article of American Fitness Professionals & Associates. www.afpafitness.com.
Marque S, Jacqmin-Gadda H, Dartigues JF, Commenges D (2003). Cardiovascular Mortality and Calcium and Magnesium in Drinking Water: An Ecological Study in Elderly People. Eur. J. Epidemiol. 18 (4): 305–9.
Nurdijanto, 2000. Kimia Lingkungan. Pati: Yayasan Peduli Lingkungan.
Skoog. D. A., Donald M. West, F. James Holler, Stanley R. Crouch, 2000. Fundamentals of Analytical Chemistry. Hardcover: 992 pages, Publisher: Brooks Cole.
Suharyono. 1996. Diari Akut Klinik dan Laboratorik. Rineka Cipta. Jakarta.
Suripin, 2002. Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. Yogyakarta : Andi Offset.
Suyono, 1993. Pengelolaan Sumber Daya Air. Fakultas Geografi Universitas Brawijaya.
22
Surawira, U. 1996. Air Dalam Kehidupan Lingkungan Yang Sehat. Bandung.
Svehla, G., 1979. Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Diterjemahkan oleh Setiono, L. dan Pudjaatmaka, H.A ., Jakarta: PT Kalman Media Pustaka.
Vogel. (1990). Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Jakarta: PT Kalman Media Pustaka.
Willard, H. H., Merrit, L; L., and Settle Jr, F. A., 1989. Instrumental Methods of Analysis, California: Wadsworth Publishing Company.
Winarno, F. G. (1986). Kimia Pangan dan Gizi. Edisi Kedua. Jakarta: Gramedia.
World Health Organization. 1996. Health Criteria and Other Supporting Information . Geneva: Originally published in Guidelines for drinking-water quality, 2nd ed. Vol. 2.
Wulan, Praswati PDK. 2006. Penghilangan Kesadahan Air yang Mengandung Ion Ca2+ dengan Menggunakan Zeolit Alam Lampung sebagai Penukar Kation. Jurusan Teknik Gas dan Petrokimia Fakultas Teknik – Universitas Indonesia Kampus Baru UI, Depok.
23
Lampiran 1 Nilai Absorbansi Larutan Standar Kalsium
No. Konsentrasi
Ca (ppm)
Rerata Absorbansi
1 0 0,04912 2 0,04673 5 0,09294 10 0,17125 15 0,24416 20 0,32517 25 0,3996
Persamaan Regresi: y = 0,01468x + 0,02838
Nilai R = 0,99699
24
Lampiran 2 Nilai Absorbansi Kalsium dalam Sampel
Kode
Kelurahan
Sampel
Absorbansi Tanpa Pemanasan Absorbansi Dengan Pemanasan1 2 3 Rerata 1 2 3 Rerata
A1 0,2530 0,2599 0,2502 0,2544 0,1642 0,1598 0,1620 0,1620
A2 0,4369 0,4323 0,4188 0,4293 0,4054 0,4152 0,3923 0,4043
A3 0,2318 0,2168 0,2208 0,2231 0,1018 0,1024 0,1056 0,1033
B1 0,2770 0,2836 0,2872 0,2826 0,0607 0,0597 0,0557 0,0587
B2 0,2984 0,2907 0,2966 0,2952 0,0609 0,0621 0,0589 0,0606
B3 0,2890 0,2841 0,2915 0,2882 0,0539 0,0553 0,0519 0,0537
C1 0,3527 0,3646 0,3752 0,3642 0,3203 0,3275 0,3054 0,3177
C2 0,3432 0,3180 0,3226 0,3279 0,1036 0,0989 0,0961 0,0995
C3 0,5067 0,5048 0,5176 0,5097 0,2905 0,2868 0,2975 0,2916
D1 0,2502 0,2288 0,2299 0,2363 0,2310 0,2380 0,2299 0,2330
D2 0,3175 0,3255 0,3193 0,3208 0,0758 0,0742 0,0782 0,0761
D3 0,3969 0,3739 0,4075 0,3928 0,2985 0,3044 0,3132 0,3054
Keterangan:
A1, A2, A3 : Sampel air sumur di Kelurahan Tanjung Sari
B1, B2, B3 : Sampel air sumur di Kelurahan Gegunung Wetan
C1, C2, C3 : Sampel air sumur di Kelurahan Gegunung Kulon
D1, D2, D3 : Sampel air sumur di Kelurahan Pacar
25
Lampiran 3 Konsentrasi Kalsium dalam Sampel
Kode Sampel
Konsentrasi Kalsium setelah Pengenceran 5 kali (ppm)
Konsentrasi Kalsium mula-mula (ppm)
Sebelum Pemanasan
Setelah Pemanasan
Sebelum Pemanasan
(X1)
Setelah Pemanasan
(X2)
(X1 – X2)
% (X1-X2)
A1 15,39646 9,10218 76,98229 45,5109 31,47139 40,88
A2 27,31063 25,60763 136,55313 128,03815 8,51499 6,24
A3 13,26431 5,10354 66,32153 25,51771 40,80381 61,52
B1 17,31744 2,0654 86,58719 10,32698 76,26022 88,07
B2 18,17575 2,19482 90,87875 10,97411 79,90463 87,92
B3 17,69891 1,7248 88,.49455 8,62398 79,87057 90,25
C1 22,87602 19,70845 114,38011 98,54223 15,83787 13,85
C2 20,40327 4,84469 102,01635 24,22343 77,79292 76,26
C3 32,78747 17,93052 163,93733 89,65259 74,28474 45,31
D1 14,16349 13,93869 70,81744 69,69346 1,12398 1,59
D2 19,91962 3,25068 99,59809 16,25341 83,34469 83,68
D3 24,82425 18,87057 124,12125 94,35286 29,76839 23,98
Keterangan:
A1, A2, A3 : Sampel air sumur di Kelurahan Tanjung Sari
B1, B2, B3 : Sampel air sumur di Kelurahan Gegunung Wetan
C1, C2, C3 : Sampel air sumur di Kelurahan Gegunung Kulon
D1, D2, D3 : Sampel air sumur di Kelurahan Pacar
26
Lampiran 4 Nilai Absorbansi Larutan Standar Magnesium
No. Konsentrasi
Mg (ppm)
Absorbansi
1 0 0,05607
2 0,2 0,0699
3 0,5 0,1795
4 1 0,36355
5 3 0,7499
6 5 0,8494
Persamaan regresi: y = 0,16814x + 0,10623
R = 0,96222
27
Lampiran 5 Nilai Absorbansi Magnesium dalam Sampel
Kode
Kelurahan
Sampel
Absorbansi Tanpa Pemanasan Absorbansi Setelah Pemanasan1 2 3 Rerata 1 2 3 Rerata
A1 0,6817 0,6699 0,6649 0,6722 0,5932 0,5772 0,5717 0,5807
A2 0,8641 0,8918 0,8761 0,8773 0,8293 0,8483 0,8339 0,8372
A3 0,6835 0,6610 0,6728 0,6724 0,4680 0,4457 0,4583 0,4573
B1 0,7413 0,7590 0,7393 0,7465 0,3016 0,2995 0,3009 0,3007
B2 0,8610 0,8645 0,8667 0,8641 0,3273 0,3275 0,3255 0,3268
B3 0,8464 0,8609 0,8709 0,8594 0,5859 0,6087 0,6072 0,6006
C1 0,8965 0,8876 0,9017 0,8953 0,7299 0,7381 0,7285 0,7322
C2 0,8762 0,8596 0,8864 0,8741 0,7856 0,7769 0,7764 0,7796
C3 0,8673 0,8635 0,8635 0,8648 0,8681 0,8567 0,8557 0,8602
D1 0,7690 0,7585 0,7631 0,7635 0,5902 0,5858 0,5921 0,5894
D2 0,7876 0,7931 0,7916 0,7908 0,6438 0,6461 0,6460 0,6453
D3 0,8624 0,8635 0,8513 0,8591 0,6499 0,6339 0,6457 0,6432
Keterangan:
A1, A2, A3 : Sampel air sumur di Kelurahan Tanjung Sari
B1, B2, B3 : Sampel air sumur di Kelurahan Gegunung Wetan
C1, C2, C3 : Sampel air sumur di Kelurahan Gegunung Kulon
D1, D2, D3 : Sampel air sumur di Kelurahan Pacar
28
Lampiran 6 Konsentrasi Magnesium dalam Sampel
Kode Sampel
Konsentrasi Magnesium setelah Pengenceran 5 kali (ppm)
Konsentrasi Magnesium Mula-mula (ppm)
Sebelum Pemanasan
Setelah Pemanasan
Sebelum Pemanasan
(X1)
Setelah Pemanasan
(X2)
(X1 – X2) % (X1-X2)
A1 3,36606 2,82187 16,83032 14,10937 2,72095 16,17
A2 4,58588 4,34739 22,9294 21,73695 1,19246 5,20
A3 3,36725 2,08796 16,83627 10,43981 6,39646 37,99
B1 3,80796 1,1566 19,03979 5,78298 13.25681
69.63
B2 4,50737 1,31182 22,53687 6,55912 15,97776
70,90
B3 4,47942 2,94023 22,39711 14,70114 7,69597 34,36
C1 4,69293 3,72291 23,46467 18,61455 4,85012 20,67
C2 4,56685 4,00482 22,83425 20,02409 2,81016 12,31
C3 4,51154 4,48418 22,55769 22,4209 0,13679 0,61
D1 3,90906 2,87362 19,54532 14,36809 5,17723 26,49
D2 4,07143 3,20608 20,35714 16,03039 4,32675 21,25
D3 4,47764 3,19359 22,38819 15,96794 6,42025 28,68
Keterangan:
A1, A2, A3 : Sampel air sumur di Kelurahan Tanjung Sari
B1, B2, B3 : Sampel air sumur di Kelurahan Gegunung Wetan
C1, C2, C3 : Sampel air sumur di Kelurahan Gegunung Kulon
D1, D2, D3 : Sampel air sumur di Kelurahan Pacar
29
Lampiran 7 Konsentrasi Kesadahan Total Sampel
Kode Kelurahan Kandungan Kalsium
Kandungan Magnesium
Total Kandungan Ca + Mg
A1 76,98229 16,83032 93,81261A2 136,55313 22,9294 159,48253A3 66,32153 16,83627 83,1578B1 86,58719 19,03979 105,62698B2 90,87875 22,53687 113,41562B3 88,49455 22,39711 110,89166C1 114,38011 23,46467 137,84478C2 102,01635 22,83425 124,8506C3 163,93733 22,55769 186,49502D1 70,81744 19,54532 90,36276D2 99,59809 20,35714 119,95523D3 124,12125 22,38819 146,50944
Keterangan:
A1, A2, A3 : Sampel air sumur di Kelurahan Tanjung Sari
B1, B2, B3 : Sampel air sumur di Kelurahan Gegunung Wetan
C1, C2, C3 : Sampel air sumur di Kelurahan Gegunung Kulon
D1, D2, D3 : Sampel air sumur di Kelurahan Pacar
30
31