Tugas : Makalah

LIMNOLOGI

(PH, ALKALINITAS, DAN KESDAHAN)

 

OLEH :

MUHAMMAD ILHAM (I1A1 10 049)

MANAJEMEN SUMBER DAYA PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS HALUOLEO

KENDARI

2012

PEMBAHASAN

A.          pH

a.             Pengertian pH

pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Ia didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion hidrogen (H⁺) yang terlarut. Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan berdasarkan persetujuan internasional.

Tabel 1. Pengaruh pH air terhadap komunitas biologi perairan (Effendi, 2000) Nilai pH Pengaruh Umum

b.         Peranan pH

Nilai pH pada suatu perairan mempunyai pengaruh yang besar terhadap organisme perairan sehingga seringkali dijadikan sebagai petunjuk untuk menyatakan baik buruknya suatu perairan (Odum, 1971). Biasanya angka pH dalam suatu perairan dapat dijadikan indikator dari adanya kesetimbangan unsur-unsur kimia dan dapat mempengaruhi ketersedian unsur-unsur kimia dan dapat mempengaruhi ketersedian unsur-unsur hara yang sangat bermanfaat bagi kehidupan vegetasi akuatik.

c.             Faktor-faktor yang mempengaruhi pH

Tingkat pH perairan bisa tinggi atau pun rendah dipengaruhi oleh kandungan-kandungan senyawa yang ada dalam suatu perairan tersebut :

ü      Karbon dioksida (CO₂)

·               Reaktan penting pada fotosintesis tumbuhan hijau (fitoplankton)

·            Produk terbesar dari respirasi makhluk hidup

·            Menyebabkan reaksi asam dalam air yang menghasilkan ion hidrogen dan      bicarbonat

·            CO₂ + OH^-  

·            Pada fotosintesis, karbon dalam karbon dioksida diubah menjadi karbon organik    dalam bentuk gula sederhana dan melepaskan molekul O₂

·            Sedangkan pada respirasi , gula (karbon organik) dioksidasi menjadi CO₂ dan    H₂O

·            Pada malam hari respirasi terus berlangsung sedangkan fotosintesis berhenti    sehingga konsentrasi CO₂ naik. Akibatnya pH siang hari naik mencapai dan    turun pada malam hari.

·            CO₂ yang terdifusi ke dalam air sangat sedikit, karena kosentrasi di atmosfer    sangat kecil, meskipun demikian kelarutan CO₂ dalam air cukup tinggi.

ü     Bicarbonat dan Alkalinitas

·            Bicarbonat merupakansumber utama alkalinitas di perairan,selain OH^- dan CO₃⁼

·            Air dengan alkalinitas tinggi mempunyai fluktuasi pH harian lebih kecil    (sebagai buffer).

ü     Fitoplankton

·            Memanfaatkan CO₂ untuk fotosintesis

·            Fotosintesis fitoplankton menurunkan kandungan asam dalam air, sehingga    meningkatkan nilai pH.

·            Penggunaan CO₂ pada proses fotosintesis akan menurunkan kosentrasi    bikarbonat (HCO₃^-) dan menaikkan konsentrasi CO₃⁼ sampai timbul endapan    CaCO₃

·            Konsentrasi CO₂ yang tinggi akan menyebabkan CaCO₃ larut dan membentuk    HCO₃^-

·            Hal ini yang menjadi dasar dalam treatmen / perlakuan kapur untuk    meningkatkan alkalinitas perlu adanya gas CO₂

d.            Alat dan metode yang digunakan pada pengukuran pH

Pengukuran pH di laboratorium pendidikan biasanya dilakukan dengan tiga cara. Yang pertama ialah pengukuran dengan menggunakan indikator sederhana berupa kertas lakmus. Kertas lakmus biru akan berubah warna menjadi merah apabila digunakan pada suatu zat yang tingkat  keasamannya tinggi. Kertas lakmus merah akan berubah warna menjadi biru apabila digunakan pada suatu zat yang tingkat keasamannya rendah. Pengukuran pH dengan kertas lakmus memiliki kelemahan, yaitu alat ini hanya bisa mendeteksi asam atau basanya suatu zat (Robinson 1975)

Selain dengan kertas lakmus, pengukuran pH dapat dilakukan dengan menggunakan pH meter. Alat ini digunakan untuk menentukan pH atau tingkat keasaman suatu sistem larutan (Beran 1996). Selain itu pH meter juga merupakan alat yang digunakan untuk potensiometrik. Cara kerja pH meter ini adalah dengan cara mencelupkan kedalam air yang akan diukur (kira-kira kedalaman 5cm) dan secara otomatis alat bekerja mengukur. Pada saat pertama dicelupkan angka yang ditunjukkan oleh display masih berubah-ubah, tunggulah kira-kira 2 sampai 3 menit sampai angka digital stabil.

Analisis jenis ini sangat tergantung pada aktifitas ion yang akan diukur. pH meter memiliki dua buah elektroda, yaitu elektroda gelas dan elektroda kalomel. Elektroda gelas terdiri dari bola yang sangat tipis dengan ketebalan 0,1 mm yang terdapat pada ujung pipa gelas yang kuat dengan daya tahan tinggi. Bola tersebut mengandung HCl (0,1 mol/liter) yang dihubungkan dengan kawat platina melalui elektroda Ag (Robinson 1975).

 

          Gambar 2. Kertas Lakmus                              Gambar 3. pH meter

B.          Alkalinitas

a.             Pengertian Alkaninitas

Alkalinitas adalah suatu parameter kimia perairan yang menunjukan jumlah ion karbonat dan bikarbonat yang mengikat logam golongan alkali tanah pada perairan tawar. Nilai ini menggambarkan kapasitas air untuk menetralkan asam, atau biasa juga diartikan sebagai kapasitas penyangga (buffer capacity) terhadap perubahan pH.

b.            Peranan Alkalinitas

·               Sebagai sistem penyangga

Bikarbonat yang terdapat pada perairan dengan nilai alkalinitas total tinggi berperan sebagai penyangga perairan terhadap perubahan pH yang drastis. Jika basah kuat ditambahkan ke dalam perairan maka basah tersabut akan bereaksi dengan asam karbonat membentuk garam bikarbonat dan akhirnya menjadi karbonat. Jika asam ditambahkan kedalam perairan maka asam tersebut akan digunakan untuk mengkonversi karbonat menjadi bikarbonat  dan bikarbonat menjadi asam bikarbonat. Hal ini dapat menjadikan perairan dengan nilai alkalinitas total tinggi tidak mengalami perubahan pH secara drastis (Cole, 1988).

·               Sebagai koagulasi bahan kimia

Bahan kimia yang digunakan dalam proses koagulasi air atau limbah bereaksi dengan air membentuk endapan hidroksida yang tidak larut. Ion hidrogen yang dilepaskan bereaksi dengan ion-ion menyusun alkalinitas, sehingga alkalinitas berparan sebagai penyangga untuk mengetahui kisaran pH yang optimum bagi penggunaan koagulan. Dalam hal ini nilai alkalinitas sebaiknya berada pada kisaran optimum untuk mengikat ion hidrogen yang dilepaskan pada proses koagulasi.

·               Sebagai pelunakan air

Alkalinitas  adalah parameter kualitas air yang harus dipertimbankan dalam menentukan jumlah soda abu dan kapur yang diperlukan dengan proses pelunakan dengan metode pengendapan. Pelunakan air bertujuan untuk menurunkan kesadahan.

·               Sebagai pengendalian korosi

Alkalinitas merupakan parameter yang sangat penting termasuk didalam pengendalian korosi. Hal ini haurs diketahui disamping itu untuk mengelompokan dalam lengelier saturasi indeks.

·               Limbah industri 

Banyak para agen yang mencegah pengecekan terhadap campuran limbah yang disebabkan (hidroksida) alkalinitas untuk penerimaan air. Sebaiknya pH alkalinitas ialah suatu faktor yang penting didalam penentuan kemampuan dari limbah untuk pengelolaan secara biologi.

c.             Faktor-faktor yang mempengaruhi alkalinitas

Alkalinitas sangat dipengaruhi oleh pH karena Total alkalinitas biasanya selalu dikaitkan dengan pH karena pH air ini akan menunjukkan apakah suatu perairan itu asam atau basa. Selain bergantung pada pH, alkalinitas juga dipengaruhi oleh komposisi mineral, suhu, dan kekuatan ion. Nilai alkalinitas alami tidak pernah melebihi 500 mg/liter CaCO₃. Perairan dengan nilai alkalinitas yang terlalu tinggi tidak terlalu disukai oleh organisme akuatik karena biasanya diikuti dengan nilai kesadahan yang tinggi atau kadar garam natrium yang tinggi (Effendi, 2003).

d.             Alat dan metode yang digunakan untuk menentukan Alkalinitas

ü  Alat dan bahan

·               Labu Erlenmeyer 50-125 ml

·               Gelas ukur 50 ml

·               Pipet tetes dan pipet skala

·               Karet pengisap

·               Indicator larutan PP

·               Indicator larutan MO (Metil Orange)

·               Indicator larutan H₂SO₄

ü   Metode

·          Mengambil air sampel 50 ml dan memberikan 5 tetes PP. Jika tidak berwarna, maka tidak ada PP alkalinitas. Menambahkan MO (Metil Orange). Langkah berikut, dititrasi dengan larutan H₂SO_{4 ­}dari warna kuning sampai warna orange. Kemudian menghitung larutan H₂SO₄ yang digunakan (B).

·          Apabila berwarna, maka langsung dititrasi dengan larutan H₂SO₄ sampai berwarna kuning. Lalu menghitung larutan H₂SO₄ yang digunakan (P).

·          Memasukkan MO (metil Orange), lalu dititrasi dengan larutan H₂SO₄ sampai warna orange. Menghitung larutan H₂SO₄ yang digunakan (B).

B.           Kesadahan

a.             Pengertian Kesadahan

Kesadahan merupakan salah satu sifat kimia yang dimiliki oleh air. Kesadahan terutama disebabkan oleh keberadaan ion-ion kalsium (Ca²⁺) dan magnesium (Mg²⁺) di dalam air. Keberadaannya di dalam air mengakibatkan sabun akan mengendap sebagai garam kalsium dan magnesium, sehingga tidak dapat membentuk emulsi secara efektif. Kation-kation polivalen lainnya juga dapat mengendapkan sabun, tetapi karena kation polivalen umumnya berada dalam bentuk kompleks yang lebih stabil dengan zat organik yang ada, maka peran kesadahannya dapat diabaikan. Oleh karena itu penetapan kesadahan hanya diarahkan pada penentuan kadar Ca²⁺ dan Mg²⁺. Kesadahan total didefinisikan sebagai jumlah miliekivalen (mek) ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ tiap liter sampel air (Anonim, 2008).

Kesadahan dapat dibagi menjadi dua yaitu:

1. Kesadahan sementara

Kesadahan sementara merupakan kesadahan yang mengandung ion bikarbonat (HCO₃^-), atau air tersebut mengandung senyawa kalsium bikarbonat (Ca(HCO₃)₂) dan atau magnesium bikarbonat (Mg(HCO₃)₂). Air yang mengandung ion atau senyawa-senyawa tersebut disebut air sadah sementara karena kesadahannya dapat dihilangkan dengan pemanasan air, sehingga air tersebut terbebas dari ion Ca²⁺ dan atau Mg²⁺.

2.  Kesadahan tetap

Kesadahan tetap adalah kesadahan 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. Untuk membebaskan air tersebut dari kesadahan, harus dilakukan dengan cara kimia, yaitu dengan mereaksikan air tersebut dengan zat-zat kimia tertentu.

b.            Peranan Kesadahan

Kesadahan sangat penting artinya bagi para akuaris karena kesadahan merupakan salah satu petunjuk kualitas air yang diperlukan bagi ikan.  Tidak semua ikan dapat hidup pada nilai kesadahan yang sama. Dengan kata lain, setiap jenis ikan memerlukan prasarat nilai kesadahan pada selang tertentu untuk hidupnya.  Disamping itu, kesadahan juga merupakan petunjuk yang penting dalam hubungannya dengan usaha untuk memanipulasi nilai pH.

c.             Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kesadahan

Kesadahan suatu periaran dipengaruhi oleh adanya kandungan Mangnesium, Kalium, Strontium dan Barium. Garam-garam ini terdapat dalam bentuk Karbonat, Sulfat, Klorida, Nitrat, Fospat. Kesadahan dapat juga dipengaruhi oleh adanya ion-ion lain dari Polyvalentt metal (logam bervalensi banyak) seperti Al, Fe, Mn, dan Zn dalam bentuk logam Sulfat, Klorida dan Bikarbonat dalm jumlah kecil.

d.            Alat dan Bahan Serta Metode

ü   Alat dan Bahan

·               Gelas piala berukuran 250 ml

·               3 buah Erlenmeyer berukuran 250 ml

·               Pipet gondok berukuran 20 ml

·               Pipet gondok 1berukuran 1 ml

·               Corong

·               Pipet pump berukuran 50 ml

·               2 buah pipet tetes

·               Larutan N_a2H₂Y. 2H₂O atau larutan N_a2EDTA

·               Larutan standar C_a²⁺0.0005 M

·               Larutan Buffer pH 10,0

·               Akuades

·               Indikator EBT

ü   Metode

·               Standarisasi Indikator EBT

Menggunakan EBT 1

·                Mengambil 10 ml larutan standar kalsium.2.

·                Menambahkan 5 ml larutan buffer  pH 10.3.

·                Menambahkan 0,05 gr indikator EBT.4.

·                Mentitrasi dengan larutan EDTA 1/28 N sampai cairan berubah warnaungu menjadi biru laut dan mencatat banyaknya larutan EDTA 1/28 Nyang digunakan.

          Menggunakan Indikator Murexida1.

ü   Mengambil 20 ml larutan standar kalsium.2.

ü   Menambahkan 1 ml larutan buffer  pH 12.3. 

ü   Menambahkan 0,01 gr indikator Murexida.4.

ü   Mentitrasi dengan larutan EDTA 1/28 N sampai cairan berubah                 warna merah menjadi ungu dan mencatat banyaknya larutan EDTA 1/28 N      yang digunakan.

·               Pengukuran Sampel

      Pengukuran Kesadahan Total1.

ü   Mengambil 100 ml sampel air.2.

ü   Menambahkan 5 ml larutan buffer  pH 10.3.

ü   Menambahkam 1 ml larutan KCN 10 %.4.

ü   Menambahkan 0,05 gr indikator EBT.

ü   Mentitrasi dengan larutan EDTA 1/28 N sampai cairan berubah warnamenjadi biru laut dan mencatat banyaknya larutan EDTA 1/28 N yangdigunakan.

         Pengukuran Kesadahan Kalsium1.

ü   Mengambil 100 ml sampel air.2.

ü   Menambahkan 1 ml larutan buffer  pH 12.3.

ü   Menambahkam 1 ml larutan KCN 10 %.4.

ü   Menambahkan 0,01 gr indikator Murexida.5.

ü   Mentitrasi dengan larutan EDTA 1/28 N sampai cairan berubah warnamenjadi ungu dan mencatat banyaknya larutan EDTA 1/28 N yangdigunakan.