Asidialkalinitas 8. ASIDIALKALINITAS 8.1. Umum Pengertian asiditas adalah kemampuan air untuk menetralkan larutan basa, sedangkan alkalinitas adalah kemampuan air untuk menetralkan larutan asam. Asidialkalinitas dalam air berkaitan erat dengan ph, dan penyebabnya adalah : a. H + ( asam mineral, asam organic ) b. CO 2 (dari atmosfer, dari hasil penguraian zat organic oleh mikroorganisme) c. HCO 3 ( bikarbonat, Ca( ) 2 ) d. CO 2 3 ( karbonat, Na 2 CO 3 ) e. OH ( hidroksida, NaOH, Ca(OH) 2 ) Asam mineral, ( HCl, H 2 SO 4, H 2 S dll) atau asam organic (asam asetat, asam format dll), banyak terdapat di dalam air limbah industri, seperti air limbah dari proses metalurgi atau electroplating. Air alamiah juga mengandung asam mineral yang berasal dari melarutnya mineral yang berasal dari asam kuat, contohnya : FeCl 3 + 3 H 2 O Fe (OH) 3 + 3 HCl Atau teroksidasinya senyawa sulfur oleh oksigen dan akan terbentuk asam sulfat. Dalam dunia pertambangan proses pembentukan asam sulfat tersebut dikenal dengan air asam tambang. 2S + 3 O 2 + 2H 2 O 4 H + + 2 SO 4 = Jika suatu air mengandung asam mineral atau asam organik, maka ph air tersebut ph 4,3. Gas CO 2 yang berasal dari atmosfer atau yang berasal dari penguraian zat organik oleh mikrooragnisme akan menyebabkan asiditas dalam air, karena gas CO 2 dalam air dapat terdiffusi dan bereaksi dengan air membentuk asam karbonat yang bersifat asam. CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + Jika suatu contoh air mengandung gas CO 2 maka ph air tersebut berkisar antara ph 4,3 8,3. Kemungkinan komposisi penyebab asiditas dalam air adalah : a. Hanya disebabkan oleh asam ( asam mineral asam organik) ph air 4,3, disebut dengan asidital metal orange ( Methyl orange acidity) b. Disebabkan oleh asam dan gas CO 2 ( H + dan CO 2 ) c. Disebabkan oleh gas CO 2, ph air berkisar antara ph 4,3 8,3. Laboratorium Lingkungan TL3103 81
Asidialkalinitas Pengertian asiditas metil orange ( methyl orange acidity ) adalah banyaknya basa yang harus ditambahkan untuk menetralkan asam dalam air ( H + ) sampai ph air mencapai ph ± 4,3. Pengertian asiditas total atau asiditas fenolftalin (phenol phthalin acidiy) adalah banyaknya basa untuk menetralkan asiditas dalam air sampai ph = 8,3. (phenol phthalin berwarna ros). Kemungkinan komposisi penyebab alkalinitas dalam air adalah a. Gas CO 2 dan ( ph air 8,3) b. ( ph air 8,3) c. HCO 2 3 dan CO 3 ( ph air 8,3) 2 d. CO 3 ( ph air 8,3) e. CO 2 3 dan OH ( ph air 10 ) f. Hanya OH ( ph air 10 ) Jika suatu contoh air ditambah indikator fenolftalin berwarna merah maka ph air 8,3, berarti kemungkinan penyebab alkalinitas dalam air adalah karbonat dan hidroksida dan disebut dengan alkalinitas fenol ftalin ( phenolphthalein alkalinity), yaitu banyaknya asam yang harus di tambahkan ke dalam air sampai ph 8,3. Sedangkan pengertian total alkalinitas ( total alkalinity) adalah akalinitas yang disebabkan oleh bikarbonat, karbonat dan hidroksida, yaitu banyaknya asam yang dibutuhkan untuk menetralkan air sampai ph nya mencapai ph 4,3. Data asidialkalinitas dalam air sangat berguna untuk : a. Data CO 2 banyak digunakan untuk mengetahui sifat korosifitas air, terutama korosifitas dalam pipa distribusi air minum, b. Berguna untuk mengetahui efektifitas proses aerasi c. Proses koagulasi dalam pengolahan air d. Perhitungan kebutuhan kapur dan soda dalam proses kapur soda untuk penurunan kesadahan e. Untuk mengetahui kualitas air dalam rangka memenuhi baku mutu air 8.2. Metode pengukuran Metode pengukuran yang umum digunakan adalah titrasi asam basa menggunakan larutan asam ( HCl, H 2 SO 4 ) dan larutan basa NaOH, dengan menggunakan indikator fenolftalin, metil orange atau metil jingga. Jika contoh air yang akan diperiksa berwarna, sehingga tidak mungkin titrasi dilakukan menggunakan larutan indikator, maka dapat digunakan titrasi potensiometri atau titrasi asam basa menggunakan ph meter sebagai indikatornya. Satuan yang digunakan untuk menyatakan asiditas atau alkalinitas adalah: a. Asiditas metil orange ( mg/l CaCO 3 ) b. Asiditas fenolftalin ( mg/l CaCO 3 ) c. Alkalinitas fenolftalin ( mg/l CaCO 3 ) d. Total alkalinitas ( mg/l CaCO 3 ) Laboratorium Lingkungan TL3103 82
Asidialkalinitas Selain itu, pengukuran asiditas dan alkalinitas dinyatakan sebagai mg/l masingmasing ion penyebab asidialkainitas tersebut. 8.3. Prosedur pengukuran 8.3.1. Prinsip pengukuran Asiditas atau alkalinitas dalam air dinetralkan dengan basa NaOH atau asam HCl/H 2 SO 4 menggunakan indikator fenolftalein dan metil orange.. 8.3.2. Reaksi 1. Asiditas : H + + OH H 2 O CO 2 + OH HCO 3 + H H 2 O + CO 2 2. Alkalinitas : OH + H + H 2 O CO 3 = + H + + H H 2 O + CO 2 8.3.3. Pereaksi a. Larutan NaOH 0,1 N 4 gr kristal NaOH dilarutkan dalam 1 lt aquadest yang telah dipanaskan, kemudian dinginkan. Tentukan normalitasnya dengan larutan standar asam oxalat 0,1 N. b. Larutan Asam Oxalat (H 2 C 2 O 4. 2H 2 O) 0,1 N 6,3 gr asam oxalat p.a yang telah ditimbang dengan teliti, dimasukkan ke dalam labu ukur 1 lt. Larutkan dan encerkan dengan aquadest hingga volumenya tepat 1 lt. c. Larutan HCl 0,1 N Encerkan 8,3 ml HCl pekat (37 % BJ 1,18) dalam aquadest hingga volumenya 1lt. d. Larutan Natrium Tetra Borat 0,1 N Timbang dengan teliti 19,071 gr Natrium Tetra Borat (Na 2 B 4 O 7. 10H 2 O) p.a., kemudian larutkan dengan aquadest dalam labu ukur 1 lt, encerkan dengan aquadest sampai tanda batas. e. Larutan indikator fenolftalein 0,035 % Larutkan 0,035 gr indikator fenolftalein dalam etanol 70 %, kemudian encerkan dengan etanol hingga volumenya 100 ml. Netralkan dengan larutan NaOH 0,1 N sampai merah muda. f. Larutan indikator metil orange 0,1 % Larutkan dan encerkan 0,1 gr metil orange dalam aquadest hingga volumenya 100 ml. g. Standarisasi larutan NaOH 0,1N 25 ml larutan standar asam oxalat 0,1N dipipet dengan menggunakan volumetri pipet, dan dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer. Tambahkan 20 tetes larutan indikator fenoftalein 0,035 %, dan titrasi dengan larutan NaOH Laboratorium Lingkungan TL3103 83
Asidialkalinitas 0,1N sampai cairan berwarna merah muda. Catat ml NaOH 0,1N yang digunakan. 25 x 0, 1000 Normalitas NaOH = mlnaoh h. Standarisasi larutan HCl 0,1 N 25 ml larutan standar Natrium Borat 0,1N dipipet dengan menggunakan volumetri pipet, dan dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer. Tambahkan 3 5 tetes indikator metil orange 0,1 %, dan titrasi dengan larutan HCl 0,1N sampai cairan berubah warna dari kuning menjadi jingga (orange). Catat ml HCl 0,1N yang digunakan. Normalitas HCl = 25 x 0, 1000 mlhcl 8.3.4. Pengukuran asiditas alkalinitas berdasarkan SNI 062422 1991 a. Asiditas methyl orange ( ph air < 4,3 ) 100 ml contoh air ditambah 3 tetes indicator methyl orange, kemudian dititrasi dengan larutan NaOH sampai berwarna orange ( sampai ph = 4,3). Catat banyaknya volume NaOH yang digunakan untuk titrasi. Asiditas methyl orange ( mg/l CaCO 3 ) = (1000/100 ) x ml NaOH x N. NaOH x ( 100/2) b. Asiditas total ( ph air < 8,3) 100 ml contoh air ditambah 20 tetes indicator phenol phthalin, kemudian dititrasi dengan larutan NaOH ),1 N sampai cairan berwarna merah muda. Catat banyak volume NaOH 0,1 N yang digunakan untuk titrasi tersebut. Asiditas total ( mg/l CaCO 3 ) = (1000/100 ) x ml NaOH x N. NaOH x ( 100/2) c. Alkalinitas phenol phthalin 100 ml contoh air ditambah 20 tetes indicator phenol phthalin ( air berwana merah ), kemudian dititrasi dengan larutan HCl atau H 2 SO 4 o, 1N sampai warn merah tepat hilang. Catat banyak volume HCl atau H 2 SO 4 0,1 N yang digunakan untuk titrasi tersebut. Alkalinitas phenol phthalin ( mg/l CaCO 3 ) = (1000/100 ) x ml HCl x N. HCl x ( 100/2) d. Alkalinitas total. 100 ml contoh air ditambah 3 tetes larutan indicator methyl orange, kemudian dititasi dengan larutan HCl atau H 2 SO 4 0,1 N sampai cairan berwarna orange ( ph =4,3). Catat volume HCl atau H 2 SO 4 0,1 N yang digunakan untuk titarsi. Laboratorium Lingkungan TL3103 84
Asidialkalinitas Alkalinitas total ( mg/l CaCO 3 ) = (1000/100 ) x ml HCl x N. HCl x ( 100/2) 8.3.5. Pengukuran asidialkalinitas a. Masukkan 100 ml contoh air ke dalam labu Erlenmeyer, tambahkan 20 tetes indikator fenolftalein 0,035 %. b. Amati perubahan warna yang terjadi. Jika warna air tetap tidak berwarna, lakukan cara kerja untuk asiditas. Jika terjadi perubahan warna air menjadi merah (merah muda), lakukan cara kerja untuk alkalinitas. c. Asiditas Titrasi dengan larutan NaOH 0,1 N sampai cairan berwarna merah muda. Catat banyaknya larutan NaOH 0,1 N yang digunakan (misalkan p ml). Tambahkan 3 5 tetes indikator metil orange 0,1 %. Titrasi dengan larutan HCl 0,1 N sampai cairan berubah warna dari kuning menjadi jingga (orange). Catat banyaknya larutan HCl yang digunakan (misalkan m ml). d. Alkalinitas: Titrasi dengan larutan HCl 0,1 N sampai cairan berubah warna dari merah atau merah muda menjadi tidak berwarna. Catat banyaknya larutan HCl 0,1 N yang digunakan (misalkan p ml). Tambahkan 3 5 tetes indikator metil orange 0,1 %. Titrasi dengan larutan HCl 0,1 N sampai cairan berubah warna dari kuning menjadi jingga (orange). Catat banyaknya larutan HCl yang digunakan (misalkan m ml) e. Perhitungan 1. Asiditas : Jika p = m, maka air tersebut mengandung CO 2 CO 2 = ( 1000/100) x 2p x N. NaOH x (44/2) = mg/l Jika p < m, maka air tersebut mengandung CO 2 dan CO 2 = ( 1000/100) x 2p x N. NaOH x (44/2) = mg/l = (1000/100) x { (m x N. HCl) (p x N NaOH) } x (61) = mg/l Jika p > m, maka air tersebut mengandung H + dan CO 2. H + = (1000/100) x { (p x N. NaOH) (m x N HCl) } x (1) = mg/l CO 2 = ( 1000/100) x (2m x N. HCl ) x (44/2) = mg/l Laboratorium Lingkungan TL3103 85
Asidialkalinitas 2. Alkalinitas : Jika p = m, maka air tersebut mengandung CO 3 =. CO 3 = = ( 1000/100) x 2p x N. HCl x (60/2) = mg/l Jika p < m, maka air tersebut mengandung CO 3 = dan CO 3 = = ( 1000/100) x 2p x N. HCl x (60/2) = mg/l = ( 1000/100) x (mp) x N. HCl x (61) = mg/l Jika p > m, maka air tersebut mengandung OH dan CO 3 =. OH = ( 1000/100) x (pm) x N. HCl x (17) = mg/l CO 3 = = ( 1000/100) x 2m x N. HCl x (60/2) = mg/l 8.4. Catatan Pengukuran asidialkalinitas harus dilakukan sesegera mungkin dan biasanya dilakukan di tempat pengambilan contoh (analisa setempat). Teknik pengawetan yang digunakan adalah pendingin 4 o C, dan batas waktu penyimpan yang masih direkomendasikan adalah 14 hari, kecuali untuk gas CO 2, harus dilakukan pada saat sampling,karena gas CO 2 mudah berubah. Daftar Pustaka 1. Sawyer Clair N, Mc Carty Perry L. and Parkin Gene F, Chemistry for Environmental Engineering and Science, Fifth Edition, Mc Graw Hill, Boston, 2003. 2. AWWA, Standard Methods For The Examination of Water and WasteWater, 20 th Edition, 1998. 3. UNEP, Water Quality Monitoring, E & FN Spon an Imprint of Chapman &Hall, UK, 1996 Laboratorium Lingkungan TL3103 86