STUDI PERBANDINGAN KANDUNGAN BESI (Fe), TEMBAGA (Cu) DAN ZINK (Zn) DIDALAM AIR PDAM HASIL PENYARINGAN MELALUI ALAT PEMURNI AIR DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM SKRIPSI ROSNANI HARAHAP 120802014 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016 i
STUDI PERBANDINGAN KANDUNGAN BESI (Fe), TEMBAGA (Cu) DAN ZINK (Zn) DIDALAM AIR PDAM HASIL PENYARINGAN MELALUI ALAT PEMURNI AIR DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana sains ROSNANI HARAHAP 120802014 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016 i
PERSETUJUAN Judul : Studi Perbandingan Kandungan Besi (Fe),Tembaga (Cu) Dan Zink (Zn) Didalam Air PDAM Hasil Penyaringan Melalui Alat Pemurni Air Dengan Metode Spektrofotometri Serapan Atom Kategori : Skripsi Nama : Rosnani Harahap NIM : 120802014 Program Studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen :Kimia Fakultas : Matematikadan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Disetujui di, Medan, Maret 2016 Komisi Pembimbing : Dosen Pembimbing 2, Dosen Pembimbing 1, Prof. Dr.Harry Agusnar,M.Sc. Prof. Dr. Zul Alfian,M.Sc. NIP. 195308171983031002 NIP. 195504051983031002 Disetujui Oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang Bulan,MS NIP 195408301985032001 ii
PERNYATAAN STUDI PERBANDINGAN KANDUNGAN BESI (Fe), TEMBAGA (Cu) DAN ZINK (Zn) DIDALAM AIR PDAM HASIL PENYARINGAN MELALUI ALAT PEMURNI AIR DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Maret 2016 ROSNANI HARAHAP 120802014 iii
PENGHARGAAN Bismillahirrahmanirrahim Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga penulisan skripsi ini dapat diselesaikan sebagai salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Sains pada jurusan Kimia di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Shalawat dan salam saya sampaikan pada junjungan Nabi Muhammad SAW sebagai tauladan bagi umatnya dan semoga saya mendapatkan syafaatnya. Amin Ya Rabbal Alamin. Dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibunda tersayang Rusni Purba yang telah memberikan kasih sayang dan doa yang tiada terhingga serta telah memberikan dukungan moral dan material sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan hingga saat ini. Serta kepada seluruh keluarga tercinta yang telah memberikan banyak dukungan kepada penulis. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Bapak Prof. Dr. Zul Alfian, M.Sc selaku dosen pembimbing 1 dan Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc, M.Phill selaku dosen pembimbing 2 yang telah tulus dan sabar dalam membimbing dan memberikan arahan serta saran sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. Kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, MS dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan sekretaris departemen Kimia FMIPA USU. Kepada Bapak Drs. Philipus H. Siregar, M.Si selaku dosen wali yang telah memberikan bimbingan demi kelancaran kuliah penulis, serta seluruh staff pengajar jurusan kimia dan seluruh pegawai FMIPA USU Medan yang telah memberikan ilmu, nasehat dan membantu penulis selama menjadi mahasiswa. Terima kasih juga kepada Bapak Prof. Dr. Harlem Marpaung, M.Sc selaku Kepala Laboratorium Kimia Analitik, dan kak Tiwi selaku laboran, temantemanku tersayang Ayu Manja, Noori, Tintut, sistah Desi, Itok Ruben dan Raniko serta adik-adik Asisten 2013 terima kasih atas doa, semangat dan motivasi yang selalu kalian berikan kepada penulis. Kepada Abang dan Kakak Asisten 2010 dan 2011 yang telah membimbing penulis selama ini terkhusus kepada Bang Andy yang selalu meluangkan waktunya untuk membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian ini. Terima kasih juga untuk seseorang yang istimewa Ilham M. Siregar yang dengan sabarnya memberikan penulis dukungan dan motivasi serta menjadi penyemangat penulis selama ini. Dan terima kasih juga kepada sahabatku Amanda Artanti, Irma Noviana, Arbaiyah, Chintya Cahaya, Nurmala Sari, Dwinta Suci dan Indra serta kepada seluruh teman-teman stambuk 2012 dan adik-adik stambuk 2013. Semoga Allah SWT membalasnya diakhir kelak. Amin. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini agar dapat bermanfaat bagi kita semua. Penulis, iv
STUDI PERBANDINGAN KANDUNGAN BESI (Fe), TEMBAGA (Cu) DAN ZINK (Zn) DIDALAM AIR PDAM HASIL PENYARINGAN MELALUI ALAT PEMURNI AIR DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM ABSTRAK Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting dan mutlak harus ada bagi kehidupan. Pencemaran air dapat menyebabkan masuknya logam berat yang bersifat toksik dan membahayakan kesehatan manusia. Oleh karena itu, untuk mengetahui kadar logam berat pada air diperlukan pengujian secara laboratorium. Telah dilakukan penelitian tentang studi perbandingan kandungan besi (Fe), tembaga (Cu) dan zink (Zn) didalam air PDAM hasil penyaringan melalui Alat Pemurni Air dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom. Dalam penelitian ini air minum diperoleh dari Alat Pemurni Air untuk menurunkan kandungan logam berat dengan menggunakan suatu media filtrasi yang berisi karbon aktif. Kandungan Besi (Fe), Tembaga (Cu), dan Zink (Zn) pada sampel telah dianalisa selama 3 minggu dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). Sampel didestruksi dengan penambahan 5 ml HNO3(p). Kemudian ditentukan kandungan Besi (Fe), Tembaga (Cu), dan Zink (Zn) dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) pada panjang gelombang 248,3 nm untuk logam Fe, panjang gelombang 324,58 nm untuk Cu dan panjang gelombang 214,11 nm untuk logam Zn. Dari hasil penelitian diperoleh penurunan konsentrasi dari logam Besi (Fe), Tembaga (Cu), dan Zink (Zn) didalam air PDAM hasil penyaringan pada Alat Pemurni Air. Kandungan Besi (Fe) terjadi penurunan sebesar 42,17%, Tembaga (Cu) sebesar 25,01% dan Zink (Zn) sebesar 16,35%. Kata Kunci : Air Minum, Besi, Tembaga, Zink, Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). v
STUDY OF DIFFERENCE BETWEEN CONCENTRATION OF IRON (Fe), CUPRUM (Cu) AND ZINC (Zn) IN TAP WATER PRODUCED BY PDAM THAT HAD BEEN FILTRATION AT WATER PURIFIER USING ATOMIC ABSORPTION SPECTROPHOTOMETRIC METHOD ABSTRACT Water is a chemical compound that is very important and an absolute must have for life. Water pollution can cause the appearance of heavy metals that are toxic and interfere with human health. Therefore, to determination heavy metal concentration is by laboratory test of the water. The research for study of difference between concentration of Iron (Fe), Cuprum (Cu) and Zinc (Zn) in tap water produced by PDAM that had been filtration at water purifier using Atomic Absorption Spectrophotometric method. In this research the water was treated with water purifier to reduce the heavy metals content by using filtration media containing activated carbon. The concentration of Iron (Fe), Cuprum (Cu) and Zinc (Zn), has been analyzed during three weeks using Atomic Absorption Spectrophotometric Instrument. Water sample was added 5 ml of HNO3(p) and destructed. Than determinate concentration of Iron (Fe), Cuprum (Cu) and Zinc (Zn) using Atomic Absorption Spectrophotometric Instrument at wavelength for Fe, Cu and Zn are 248,3 nm, 324,58 nm and 214,11 nm. The result of shows that decreasing of concentration Iron (Fe), Cuprum (Cu) and Zinc (Zn) in tap water produced by PDAM that had been filtration at water purifier. The result showed a decrease of Iron (Fe) concentration of 42,17%, for Cuprum (Cu) decrease by 25,01% and Zink (Zn) decrease by 16,35%. Keywords : Tap Water, Iron, Cuprum, Zinc, Atomic Absorption Spectrophotometric (SSA). vi
DAFTAR ISI Persetujuan Pernyatan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Halaman ii iii iv v vi vii x xi xii Bab 1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Permasalahan 3 1.3. Pembatasan Masalah 3 1.4. Tujuan Penelitian 3 1.5. Manfaat Penelitian 4 1.6. Lokasi Penelitian 4 1.7. Metodologi Penelitian 4 Bab 2. Tinjauan Pustaka 2.1. Air 5 2.1.1. Pengertian Air 5 2.1.2. Sumber Air 6 2.1.2.1. Air Permukaan 7 2.1.2.2. Air Tanah 8 2.1.2.3. Air Atmosfer atau Air Hujan 9 2.1.3. Standar Kualitas Air 10 2.1.3.1. Parameter Fisika 10 2.1.3.2. Parameter Kimia 12 2.1.3.3. Parameter Mikrobiologi 14 2.1.3.4. Parameter Radioaktif 14 2.2. Logam Berat 14 2.2.1. Besi 15 2.2.2. Toksisitas Besi 16 2.2.3. Tembaga 17 2.2.4. Toksisitas Tembaga 18 2.2.5. Zink 18 2.2.6. Defisiensi Zink 19 2.3. Alat Pemurni Air 19 2.4. Metode Destruksi 21 2.4.1. Metode Destruksi Basah 21 2.4.2. Metode Destruksi Kering 22 2.5. Spektrofotometri Serapan Atom 22 2.5.1. Definisi Spektrofotometri Searapan Atom 22 2.5.2. Prinsip Dasar Spektrofotometri Serapan Atom 23 vii
Bab 3. Metodologi Penelitian 3.1. Alat Alat Penelitian 25 3.2. Bahan Bahan Penelitian 25 3.3. Prosedur Penelitian 26 3.3.1. Pengambilan Sampel 26 3.3.2. Pembuatan Larutan Standar Fe 3+ 26 3.3.2.1. Pembuatan Larutan Standar Fe 3+ 100 mg/l 26 3.3.2.2. Pembuatan Larutan Standar Fe 3+ 10 mg/l 26 3.3.2.3. Pembuatan Larutan Seri Standar Fe 3+ 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan 1,0 mg/l 26 3.3.3. Pembuatan Larutan Standar Cu 2+ 27 3.3.3.1. Pembuatan Larutan Standar Cu 2+ 100 mg/l 27 3.3.3.3. Pembuatan Larutan Standar Cu 2+ 10 mg/l 27 3.3.3.3. Pembuatan Larutan Seri Standar Cu 2+ 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan 1,0 mg/l 27 3.3.4. Pembuatan Larutan Standar Zn 2+ 27 3.3.3.1. Pembuatan Larutan Standar Zn 2+ 100 mg/l 27 3.3.3.2. Pembuatan Larutan Standar Zn 2+ 10 mg/l 27 3.3.3.3. Pembuatan Larutan Seri Standar Zn 2+ 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan 1,0 mg/l 28 3.3.5. Preparasi Larutan Sampel 28 3.3.6. Penentuan Kandungan Besi (Fe) secara Spektrofotometri Serapan Atom 28 3.3.7. Penentuan Kandungan Tembagai (Cu) secara Spektrofotometri Serapan Atom 28 3.3.8. Penentuan Kandungan Zink (Zn) secara Spektrofotometri Serapan Atom 28 3.4. Bagan Penelitian 29 3.4.1. Penyediaan Larutan Sampel 29 3.4.1.1. Preparasi Dan Penentuan Kadar Logam Besi (Fe) Pada Sampel 29 3.4.1.2. Preparasi Dan Penentuan Kadar Logam Tembaga (Cu) Pada Sampel 30 3.4.1.3. Preparasi Dan Penentuan Kadar Logam Zink (Zn) Pada Sampel 31 Bab 4. 4.1. Hasil Penelitian 4.1.1. Logam Besi 32 4.1.2. Pengolahan Data Logam Besi 33 4.1.2.1. Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square 33 4.1.2.2. Penentuan Koefisien Korelasi 35 4.1.2.3. Penentuan Kandungan Besi dalam Sampel 35 4.1.2.3.1. Penentuan Kandungan Besi dalam Air 35 4.1.2.4. Persentasi (%) Penurunan Konsentrasi Logam Besi 37 4.1.3. Logam Tembaga 38 4.1.4. Pengolahan Data Logam Tembaga 39 viii
4.1.4.1. Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square 39 4.1.4.2. Penentuan Koefisien Korelasi 41 4.1.4.3. Penentuan Kandungan Tembaga dalam Sampel 41 4.1.4.3.1. Penentuan Kandungan Tembaga dalam Air 41 4.1.4.4. Persentasi (%) Penurunan Konsentrasi Logam Tembaga 43 4.1.5. Logam Zink 44 4.1.6. Pengolahan Data Zink 45 4.1.6.1. Penurunan Persamaan Garis Regresi dengan Metode Least Square 45 4.1.6.2. Penentuan Koefisien Korelasi 47 4.1.6.3. Penentuan Kandungan Zink dalam Sampel 47 4.1.3.6.1. Penentuan Kandungan Zink dalam Air 47 4.1.6.4. Persentasi (%) Penurunan Konsentrasi Logam Zink 49 4.2. Pembahasan 50 Bab 5. Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan 53 5.2. Saran 53 Daftar Pustaka 54 Lampiran 56 ix
DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman Tabel 4.1. Kondisi Alat SSA Merek Shimadzu Tipe AA-7000F pada Pengukuran Konsentrasi Logam Besi 32 4.2. Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Seri Standar Fe 3+ 33 4.3. Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi Logam Besi 34 4.4. Data Pengukuran Absorbansi Logam Besi (Fe) pada Air Baku 35 dan Air Hasil Olahan pada Alat Pemurni Air 4.5. Analisis Data Statistik Penentuan Kadar Logam Besi (Fe) pada Air Hasil Olahan 36 4.6. Data Pengukuran Konsentrasi Logam Besi pada Air Baku dan Air Hasil Olahan pada Alat Pemurni Air 37 4.7. Kondisi Alat SSA Merek Shimadzu Tipe AA-7000F pada Pengukuran Konsentrasi Logam Tembaga 38 4.8. Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Seri Standar Cu 2+ 38 4.9. Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi Logam Tembaga 40 4.10. Data Pengukuran Absorbansi Logam Tembaga (Cu) pada Air Baku 41 dan Air Hasil Olahan pada Alat Pemurni Air 4.11. Analisis Data Statistik Penentuan Kadar Logam Tembaga pada Air Hasil Olahan 42 4.12. Data Pengukuran Konsentrasi Logam Tembaga pada Air Baku dan Air Hasil Olahan pada Alat Pemurni Air 43 4.13. Kondisi Alat SSA Merek Shimadzu Tipe AA-7000F pada Pengukuran Konsentrasi Logam Zink 44 4.14. Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Seri Standar Zn 2+ 44 4.15. Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi Logam Zink 46 4.16. Data Pengukuran Absorbansi Logam Zink (Zn) pada Air Baku dan Air Hasil Olahan pada Alat Pemurni Air 47 4.17. Analisis Data Statistik Penentuan Kadar Logam Zink pada Air Hasil Olahan 48 4.18. Data Pengukuran Konsentrasi Logam Zink pada Air Baku dan Air Hasil Olahan pada Alat Pemurni Air 49 x
DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman Gambar 2.1. Komponen-komponen Alat Spektrofotometer Serapan Atom 23 4.1. Kurva Kalibrasi Larutan Seri Standar Fe 3+ 32 4.2. Kurva Kalibrasi Larutan Seri Standar Cu 2+ 38 4.3. Kurva Kalibrasi Larutan Seri Standar Zn 2+ 44 xi
DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman Lampiran 1 Analisis data statistik penentuan kadar Fe pada sampel Air baku dan air hasil penyaringan melalui media filtrasi alat Pemurni air 55 2 Analisis data statistik penentuan kadar logam Fe pada sampel Air baku dan air hasil penyaringan melalui media filtrasi alat Pemurni air 55 3 Analisis data statistik penentuan kadar logam Fe pada sampel Air baku dan air hasil penyaringan melalui media filtrasi alat Pemurni air 55 4 Lampiran Peraturan Pemerintah No.82 Tahun 2001 56 5 Permenkes No.492/MENKES/PER/IV/2010 58 6. Gambar Alat SSA Merek Shimadzu Tipe AA-7000F 59 7 Gambar Alat Pemurni Air 59