BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Praktikum kali ini bertujuan untuk mengetahui kadar alkalinitas yang terkandung dalam

suatu perairan. Dalam praktikum ini juga digunakan 2 indikator yaitu fenolftalein dan

metil jingga. Indikator fenolftalein (pp) dipakai untuk mengetahui titik akhir titrasi

dalam penentuan alkalinitas karbonat, sedangkan indikator metil jingga dipakai untuk

mengetahui titik akhir titrasi dalam penentuan alkalinitas total.

Penyebab alkalinitas di dalam air adalah bikarbonat, karbonat dan hidroksida ynag

jumlahnya ditentukan dengan titrasi menggunakan larutan standar asam kuat, sampai

titik ekuivalen bikarbonat atau asam karbonat secara elektrometris atau perubahan

warna.

Penyusun alkalinitas perairan adalah anion karbonat, bikarbonat, hidroksida, borat,

fosfat, silikat dan sebagainya. Penyusun alkalinitas yang utama adalah karbonat,

bikarbonat dan hidroksida.

Sebagian besar alkalinitas dalam air alam disebabkan oleh adanya bikarbonat dan

sisanya disebabkan oleh karbonat dan hidroksida. Pada keadaan tertentu, seperti pada

siang hari adanya ganggang dan lumut dalam perairan merupakan faktor turunnya kadar

karbondioksida dan bikarbonat, sedangkan dalam suasana seperti ini kadar karbonat dan

hidroksida naik dan menyebabkan pH larutan juga naik.

Oleh karena itu, dengan diadakannya praktikum alkalinitas ini kita dapat mengetahui

cara menentukan lkalinitas dari larutan uji karena menentukan alkalinitas sangat

penting. Alkalinitas merupakan salah satu penentu kualitas badan air/ suatu perairan.

1.2 Tujuan Praktikum

1. Mengetahui prinsip dari alkalinitas.

2. Mengetahui alkalinitas total dari larutan uji.

3. Mengetahui fungsi penambahan indikator.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Alkalinitas

Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralkan tambahan asam tanpa penurunan

nilai pH larutan. Sama halnya dengan larutan buffer, alkaliniti merupakan pertahanan air

terhadap pengasaman. Alkaliniti dalah hasil reaksi-reaksi terpisah dalam larutan hingga

merupakan sebuah analisa “makro” ynag menggabungkan beberapa reaksi. Alkaliniti

dinyatakan dalam mgCaCO3/l (cara kuno, tetapi masih terpakai di Amerika Serikat,

misalnya pada Caldwell-Lawrence diagram). Alkaliniti dalam air disebabkan oleh ion-

ion karbonat (CO32-), bikarbonat (HCO3

-), hidroksida (OH-), dan juga borat (BO33-),

fosfat (PO43-), silikat (SiO4

4-) dan sebagainya. Penyusun alkalinitas yang utama adalah

bikarbonat, karbonat dan hidroksida. Alkalinitas dinyatakan dalam rumus:

alkalinitas( mgCaCO3 /l )=( A x B )

C x 1000 x 50,4

Dimana, A = Volume H2SO4 (ml)

B = Normalitas H2SO4 (N)

C = Volume sampel (ml)

Dalam air alam alkaliniti sebagian besar disebabkan oleh adanya bikarbonat dan sisanya

oleh karbonat dan hidroksida. Pada keadaan tertentu (siang hari) adanya ganggang dan

lumut dalam air menyebabkan turunnya kadar karbondioksida dan bikarbonat. Dalam

keadaan seperti ini kadar karbonat dan hidrroksida naik dan menyebabkan pH larutan

naik.

Air ledeng memerlukan ion alkaliniti tersebut dalam dalam konsentrasi tertentu : kalau

kadar alkaliniti terlalu tinggi (dibandingkan dengan kadar Ca2+ dan Mg2+ yaitu kadar

kesadahan) air menjadi agresif dan menyebabkan karat pada pipa, sebaliknya alkaliniti

yang rendah dan tidak seimbang dengan kesadahan dapat menyebabkan karat CaCO3

pada dinding pipa yang dapat memperkecil penampang basah pipa. Dalam air buangan

khususnya dari industi kadar alkaliniti yang tinggi menunjukkan adanya senyawa garam

dan asam lemah seperti asam asetat, popionat, amoniak, sulfit (SO32-). Alkaliniti juga

merupakan parameter pengontrol untuk anaerobik digeser dan instalasi lumpur aktif. Air

irigasi boleh mengandung kadar alkalinitas tinggi (Alaerts, 2002).

Titrasi asam-basa digunakan secara meluas untuk analisa kimia, dimana penentuan pada

analisis ini, zat yang akan ditentukan kadarnya direaksikan dengan zat lain yang telah

diketahui konsentrasinya sampai tercapai satu titik ekuivalen sehingga kepekatan

(konsentrasi) zat dapat diketahui (Alaerts, 2002).

2.2 Titrasi Karbonat

Ketika CO2 diabsorpsi oleh sebuah larutan standar NaOH. Normalitas dari larutan akan

berpengaruh jika indikator fenolftalein dipergunakan. Diutarakan juga bahwa campuran

dari karbonat dan hidroksida, atau karbonat dan bikarbonat, dapat ditentukan melalui

titrasi yang menggunakan indikator fenolftalein dan metil orange. Biasanya ion

karbonat dititrasi sebagai basa dengan sebuah titran asam kuat.

Campuran dari karbonat dan bikarbonat, atau karbonat dan hidroksida, dapat dititrasi

dengan HCl standar sampai kedua titik akhir yang ditulis, dimana NaOH dinetralisasi

secara lengkap pada titik akhir fenolftalein, Na2CO3 ternetralisasi setengah dan HCO3-

belum bereaksi sama sekali. Dari titik akhir fenolftalein sampai metil orange,

bikarbonat akan dinetralisasi. Hanya sedikit tetes titran yang diperlukan oleh NaOH

untuk nerubah dari pH 8 menjadi 4 (Underwood, 1999).

Alkalinitas ditetapkan melalui titrasi asam basa. Asam kuat seperti asam sulfat dan asam

klorida (H2SO4 dan HCl) menetralkan zat-zat alkalinitas yang merupakan zat basa

sampai titik akhir titrasi (titik ekuivalensi) kira-kira pada pH 8,3 dan pH 4,5. Titik akhir

ini dapat ditentukan oleh:

1. Jenis indikator yang dipilih dimana warnanya berubah-ubah pada pH titik akhir

titrasi (pH ekuivalen).

2. Perubahan nilai pH pada pH meter waktu titrasi asam basa dimana lengkungan pada

grafik pH dan volume asam memperlihatkan titik akhir titrasi/titik ekuivalensi.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

OH- + H+ H2O

CO32- + H+ HCO3

-

HCO3- + H+ H2O + CO2, Pada pH 4,5

Tabel 2.1 pH titik akhir titrasi untuk beberapa contoh air

Contoh air pH titik akhir titrasi

Air dengan kandungan alkaliniti (CO32-, HCO3

-,

OH-) sebanyak :

30 sebagai mg CaCO3/l

150 sebagai mg CaCO3/l

500 sebagai mg CaCO3/l

8,3 – 5,1

8,3 – 4,8

8,3 – 4,5

Air dengan kandungan alkaliniti silikat,fospit 8,3 – 4,5

Limbah industri 8,3 ± 3,7

(perkiraan)

Dari tabel, ternyata pH titik akhir titrasi 4,5 sebenarnya berubah sedikit dengan

komposisi air. Bila perlu ketelitian tinggi, pH tersebut dapat dipakai untuk titrasi

potensiometris (titrasi kolorimetris kurang peka). Namun, untuk analisa biasa (rutin) pH

titik akhir tersebut dianggap tetap sama 4,3 sampai 4,5, yaitu pada saat indikator metil

orange mulai berubah warnanya dari kuning-orange menjadi kemerah-merahan

(Alaerts, 2002).

2.3 Indikator asam basa

Indikator fenolftalein yang sudah dikenal merupakan asam diprotik dan tidak berwarna.

indikator ini terurai dahulu menjadi bentuk tidak berwarna dan kemudian, dengan

hilangnya proton kedua menjadi ion dengan sistem terkonjugat, menghasilkan warna

Pada pH 8,3 ……..(1)

……..(2)

merah. Metil orange, indikator lainnya yang banyak digunakan merupakan basa dan

berwarna kuning dalam bentuk molekulnya. Penambahan proton menghasilkan kation

yang berwarna merah muda (Underwood, 1999).

Pada umumnya asam adalah zat-zat molekular yang bila direaksikan dengan air

menghasilkan ion hidronium. Misalnya hidrogen klorida adalah suatu asam karena bila

dilarutkan dalam air akan bereaksi dengan solven tersebut dan menghasilkan H3CO+.

HCl adalah suatu elektron kuat. Berarti asam adalah larutan akan terdisosiasi 100% oleh

karena itu di dalam larutan HCl yang pekat terkandung konsentrasi ion H3O+ yang tinggi

sehingga HCl dikatakan sebagai asam kuat, banyak juga asam yang merupakan

elektrolit lemah, misalnya asam asetat (HO2H3O2) asam ini akan bereaksi dengan air

menurut persamaan berikut:

HO2H3O2 + H2O H3O+ + O2H3O2-

Atau

HO2H3O2 H+ + C2H3O2

Ini adalah suatu kesetimbangan dalam HO2H3O2 larutan ini hanya sebagian kecil dari

solutnya akan terdisosiasi menjadi ion, berarti konsentrasi ion H3O+ dalam larutan

sangat rendah. Akibatnya asam asetat dan asam-asam lain yang merupakan elektrolit

lemah dikatakan sebagai asam lemah (James brady, 1994).

2.4 Pemilihan Metode Pontensiometri atau Indikator

Untuk penentuan yang teliti dipilih metode potensiomaknetris titik ekuivalen yang

dapat ditentukan dalam kurva titrasi atau dihitung dengan cara defferensial. Hal ini de

pengaruhi oleh suhu, kuat ion dan alkalinitas jumlah, yaitu pengaruh timbulnya

karbondioksida. Metode ini tidak dipengaruhi sisa klor warna dan kekeruhan serta

penglihatan pelaksana. Untuk pengajaran rutin dan cepat dianjurkan menggunakan

metode indikator.

……..(3)

……..(4)

2.5 Titik Ekivalen

Titik ekuivalen pada penentuan alkalinitas jumlah dapat diketahui dengan adanya kadar

karbondioksida pada akhir titrasi. Jika contoh air asli mengandung hidroksida sedikit,

dan apabila pengadukan selain titrasi tidak kuat alkalinitas akan menentukan titik

ekivalent. Harga pH berikut ini merupakan titik ekivalen yang berkaitan dengan kadar

alkalinitas sebagai kalsium karbonat. pH 5,1 untuk alkalinitas yang jumlahnya 30 mg 1

L, indikator campuran antara brom-kresol hijau atau methyl-methyl jingga untuk pH

kurang dari 4,6.

2.6 Gangguan

Sisa klor yang hilang di dalam air akan menghilangkan warna indikator pada metoda

indikator. Gangguan ini dapat di kurangi dengan menambahkan sedikit natrium

tiosulfat. Titik akhir tidak jelas bila ada butiran-butiran kalsium karbonat dan

magnesium hidroksida yang sangat kecil yang dihasilkan pada pelunakan dengan proses

soda kapur. Gangguan ini dapat dihilangkan dengan menyaring dengan saringan yang

sangat halus. Garam-garam dari asam lemah organik maupun anorganik

(phosphatsilisilat) akan mempengaruhi alkalinitas.

2.7 Kaitan Alkalinitas

a. Alkalinitas karbonat ada, bila phenolphtalein tidak nol, tetapi kurang dari pada

alkalinitas jumlah.

b. Alkalinitas hidroksida, bila alkalinitas phenolphtalein lebih besar dari pada setengah

alkalinitas jumlah.

c. Alkalinitas bikarbonat ada, bila alkali phenolphtalein kurang dari setengah

alkalinitas jumlah.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Percobaan

4.1 Tabel Hasil Percobaan

Indikator mL H2SO4 Konsentrasi H2SO4

(M)

Alkalitas

(mg/L)1 2

Fhenolftalien - - 0,02 0

Metil jingga 5,4 - 0,02 108,864

4.2 Perhitungan

a. Normalitas H2SO4

N = M x e

= 0,02 x 2

= 0,04 N

b. Alkalinitas metil jingga

Diketahui: A = 5,4 mL

B = 0,04 N

C = 100 mL

Ditanya: Alkalinitas

Dijawab:

Alkalinitas = A x B x 1000 x 50,4

C

O3S N=N N(CH3)2+ H2SO4

O3S N+(CH3)2+ H2SO3-N N=

H

= 5,4 x 0,0 4 x 1000 x 50,4

100

= 108,864 mg CaCO3/l

4.3 Reaksi

4.3.1 Reaksi Indikator Fenolftalein (PP) + H2SO4

4.3.2 Rekasi Indikator Metil Jingga + H2SO4

4.4 Pembahasan

Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralkan tambahan asam tanpa penurunan

nilai pH larutan. Alkalinitas juga diartikan sebagai kapasitas penyangga terhadap

perubahan pH perairan. Alkalinitas dinyatakan dalam mg CaCO3/l.

Penyusun alkalinitas perairan adalah anion karbonat (CO32-), bikarbonat (HCO3

-),

hidroksida (OH-), borat (BO33-), fosfat (PO4

3-), silikat (SiO44-), dan sebagainya. Penyusun

alkalinitas yang utama adalah bikarbonat, karbonat, dan hidroksida.

+ H2SO4

Fungsi alkalinitas adalah sistem penyangga, koagulasi bahan kimia dan pelunakan air.

Alkalinitas berperan dalam menentukan kemampuan air untuk mendukung

pertumbuhan alga dan kehidupan air lainnya, hal ini dikarenakan pengaruh sistem buffer

dari alkalinitas dan alkalinitas berfungsi sebagai reservoir untuk karbon organik.

Sehingga alkalinitas diukur sebagai faktor kesuburan air. Perairan dengan nilai

alkalinitas yang tinggi lebih produkstif daripada dengan perairan yang nilai

alkalinitasnya rendah. Alkalinitas mempunyai dampak pada lingkungan yaitu adanya

lumut dan ganggang di dalam air menyebabkan turunnya kadar O2 dan bikarbonat

sehingga kadar karbonat dan hidroksida naik yang menyebabkan naiknya juga nilai pH

larutan.

Nilai alkalinitas berkaitan erat dengan korosifitas larutan dengan logam. Air yang

didisteribusikan melalui jaringan perpipaan memerlukan ion alkalinitas dalam

konsentrasi tertentu, bila kadar alkali Mg+ maka air akan menjadi agresif dan

menyebabkan karat pada pipa sebelumnya, jika alkalinitas rendah dan tidak seimbang

dengan kesadahan dapat menyebabkan kerak CaCO3 pada dinding yang nantinya dapat

memperkecil lubang diameter pipa. Alkalinitas juga dapat menimbulkan permasalahan

pada kesehatan manusia, terutama yang berhubungan dengan iritasi pada sistem

pencernaan. Jika dididihkan dengan waktu yang lama, perairan dengan nilai alkalinitas

yang tinggi akan menghasilkan deposit dan menimbulkan bau yang kurang sedap.

Dalam air buangan, misalnya dari industri, kadar alkalinitas yang tinggi menunjukan

adanya senyawa garam dari asam lemah seperti asam esetat, propanoat, amoniak dan

sulfur (SO32-). Alkalinitas juga pengontrol pada anaerob digester dan instalasi limpur

aktif. Alkalinitas dapat dinyatakan sebagai ion H+ yang diperlukan untuk menghapus

zat-zat alkalinitas di dalam 1 liter air sampel.

Indikator yang dapat digunakan dalam penentuan alkalinitas adalah indikator

fenolftalein dan indikator metil jingga. Fungsi dari penambahan indikator fenolftalein

adalah untuk mengetahui titik akhir titrasi (TAT) dalam penentuan alkalinitas karbonat.

Fungsi penambahan metil jingga adalah untuk mengetahui titik akhir titrasi (TAT)

dalam penentuan alkalinitas total.

Tabel 4.2 Jenis-jenis indikator

Jenis Pelarut

Indikator

Perubahan

interval

pH

Warna

Keadaan basa Keadaan asam

1. Fenolftalein 50 % alkohol 8,0-9,8 Merah

lembayung

Tanpa warna

1. a. Metil Jingga

(Orange)

70 % alkohol 3,1-4,4 Kuning

Oranye

Merah

b. Metil Merah +

bromkeresol

Hijau

Air suling Bila :

5,2

5,0

4,8

4,6

Biru kehijauan

Biru muda dengan klabu

Kelabu, kemerah-merahan

Biru dengan Merah muda.

Indikator fenolftalein digunakan pada penentuan alkalinitas karbonat karena perubahan

pH selama titrasi dapat dicari seperti pada titrasi asam lemah dengan basa kuat.

Indikator yang dipakai untuk titrasi ini harus mempunyai interval pH disekitar pH =

8,25 misalnya fenolftalein. Metil jingga mempunyai warna merah dibawah pH 0,3 dan

mempunyai warna kuning diatas pH 4,2. Fenoptalein tidak berwarna dibawah pH 8,5

dan berwarna merah diatas pH 10,0. Antara pH tersebut terdapat warna antara trayek

perubahan warna indikator ini berkisar dua satuan pH.

Pada percobaan pertama merupakan penentuan alkalinitas fenolftalein (karbonat). Pada

percobaan pertama digunakan larutan uji yaitu air sungai mahakam dimasukkan ke

dalam labu erlenmeyer dan ditetesi dengan 3 tetes indikator fenolftalein (pp). Dikatakan

bahwa jika setelah larutan uji ditetesi dengan indikator pp dan terbentuk warna merah

muda maka larutan tersebut bersifat basa kemudian dititrasi dengan larutan baku H2SO4

0,02 M, namun yang tejadi pada percobaan ini adalah tidak terjadi warna merah muda

larutan tersebut bersifat basa. Hal ini menunjukan bahwa larutan uji tidak ada alkalinitas

karbonat (fenolftalein).

Pada percobaan kedua merupakan penentuan alkalinitas metil jingga (total). Pada

percobaan kedua digunakan larutan uji yaitu air sungai mahakam dimasukkan ke dalam

labu erlenmeyer dan ditetesi dengan 3 tetes indikator metil jingga (MO). Setelah ditetesi

dengan indikator Mo, terjadi perubahan warna menjadi kuning jingga. Setelah larutan

uji berwarna kuning jingga, larutan uji tersebut dititrasi dengan larutan baku H2SO4 0,02

N hingga larutan berwarna merah jingga. Jadi hasil akhir yang didapatkan pada

percobaan kedua ini adalah alkalinitas total. Alkalinitas total larutan larutan uji air

sungai mahakam ; 108,864 mg CaCO3/l

Pada praktikum kali ini H2SO4 (asam sulfat) berfungsi sebagai larutan baku dalam buret

yang digunakan untuk mentitrasi larutan uji pada penentuan alkalinitas karbonat dan

alkalinitas total.

Faktor kesalahan dalam praktikum kali ini dapat penitrasian yang kurang sempurna

karena titran yang ditambahkan terlalu banyak. Pengukuran volume yang tidak

kuantitatif, karena kesalahan mengukur ataupun melihat angka yang tertera.

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralkan tambahan asam tanpa

menurunkan pH larutan. Alkalinitas dalam air dinetralkan dengan H2SO4.

2. Dari percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan maka didapat hasil alkalinitas

total pada beberapa sampel. Didapat alkalinitas sungai mahakam : 108,864 mg

CaCO3/l

3. Fungsi dari penambahan indikator fenolftalein adalah untuk menentukan titik akhir

titrasi (TAT) dalam pembentukan alkalinitas karbonat, sedangkan fungsi dari

penambahan metil jingga adalah untuk menentukan titik akhir titrasi (TAT) dalam

pembentukan alkalinitas total.

5.2 Saran

Sebaiknya larutan uji yang digunakan juga bisa dipakai untuk penentuan alkalinitas

karbonat dengan indikator fenolftalein sehingga praktikan dapat membandingkan hasil

dari penentuan alkalinitas total dengan indikator metil jingga dengan hasil penentuan

indikator karbonat.

DAFTAR PUSTAKA

1. Alaerts, G, Ir. 2002. Metode Penelitian air. Surabaya : Usaha Nasional.

2. Brady James, E. 1994. Kimia Untuk Universitas. Jakarta : Erlangga.

3. Underwood, JR. 1999. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta : Erlangga.