BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air - digilib.unimus.ac.id

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Air

Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat

manusia dan makhluk hidup lainnya karena fungsinya bagi kehidupan tersebut

tidak akan dapat digantikan oleh senyawa lainnya. Air sebagian terdapat di laut

dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi

dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, danau, uap air dan lautan es. Air dalam

obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti siklus air, yaitu melalui penguapan,

hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai,

muara) menuju ke laut Air bersih penting bagi kehidupan manusia.

Kualitas air berhubungan dengan adanya bahan – bahan lain terutama

senyawa – senyawa kimia baik dalam bentuk senyawa organic juga adanya

mikroorganisme yang memegang peranan penting dalam menentukan kompsisi

air. Dalam jaringan hidup, air merupakan medium untuk berbagai reaksi dan

proses ekskresi. Air merupakan komponen utama baik dalam tanaman maupun

hewan, terasuk manusia.Tubuh manusia terdiri dari 60–70% air. Transportasi zat

– zat makanan dalam tubuh semuanya dalam bentuk larutan dengan pelarut air

(Achmad, 2004 ).

5

1. Pembagian Air

Sumber – sumber air ada 4 yaitu:

a. Air Laut

Air laut mempunyai sifat asin karena mengandung garam NaCl.Garam

NaCl dalam air laut 3 %, dengan keadaan ini maka air laut tidak memenuhi syarat

untuk air minum.

b. Air Atmosfer

Air ini dalam keadaan murni, sangat bersih karena dengan adanya

pengotoran udara yang disebabkan oleh kotoran – kotoran industri atau debu dan

lain sebagainya.Air hujan juaga mempunyai sifat lunak sehingga boros terhadap

pemakkaian sabun.

c. Air Permukaan

Air permukaan adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada

umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengaliran,

misalnya oleh lumpur, batang kayu, daun – daun, kotoran industri kota dan

sebagainya. Jenis pengotoran ini dinamakan kotoran fisik, kimia dan bakteriologi.

d. Air Tanah

Air tanah adalah air yang berasal dari permukaan yang merembes

kedalam tanah, yang terdapat di dalam lapisan bumi.

1. Kualitas Air

Peraturan Pemerintah No. 20 tahun 1990 mengelompokkan kualitas air menjadi

beberapa golongan :

a. Golongan A, yaitu yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung

tanpa pengolahan terlebih dahulu.

b. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum.

c. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan

peternakan.

d. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha

di perkotaan, industri, dan PLTA.

2. Pencemaran Air

Pencemaran air adalah perubahan langsung atau tidak langsung terhadap

keadaan air yang berbahaya atau berpotensi menyebabkan penyakit ayau

gangguan bbagi kehiduapan makhluk hidup.Perubahan langsung atau tidak

langsung ini dapat berupa perubahan fisik, kimia, termal, biologi, atau radioaktif.

Beberapa indikator terhadap pencemaran air dapat diamati dengan melihat

perubahan keadaan air dari keadaan yang normal, diantaranya :

a. Adanya perubahan suhu air

b. Adanya perubahan tingkat keasaman, basa, dan garam air

c. Adanya perubahan warna, baud an rasa pada air

d. Terbentuknya endapan, koloid dari bahan terlarut

e. Terdapat mikroorganisme di dalam air ( Situmorang, 2007 ).

B. Arang Tempurung Kelapa

Arang tempurung kelapa adalah produk yang diperoleh dari pembakaran

tempurung kelapa tidak sempurna. Sebagai bahan bakar, arang tempurung kelapa

lebih menguntungkan dibanding kayu bakar karena memberikan kalor

pembakaran yang lebih tinggi, dan asap yang lebih sedikit. Kandungan karbon

aktif pada arang tempurung kelapa sangat tinggi yang berfungsi sebagai anti

toksik atau anti racun dan penawar bau dan penghilangan logam berat

(Prihandana Rangga, 2010).

1. Proses Pembuatan Arang Batok Kelapa

a. Dibakar Langsung

Batok kelapa langsung dibakar di atas tanah, setelah menjadi bara

dimatikan apinya, biasanya dengan cara disiram air menggunakan air pada bara

tersebut. Hasil arang dari cara ini kualitas arangnya kurang bagus karena arang

tersebut banyak yang pecah–pecah dan mengandung kadar air tinggi.

Skema 1. Pembuatan arang dibakar langsung

b. Dibakar dalam Kaleng

Disediakan kaleng yang sudah dilepas penutup atasnya (seperti tong

sampah). Diberdirikan drum dengan lubang menghadap keatas, dimasukkan dua

Batok Kelapa

Dibakar diatas tanah

Terbentuk bara

Api dimatikan dengan cara

disiram air

genggam batok kelapa kedalam dasar kaleng kemudian dibakar. Setelah api

menyala dimasukkan sedikit demi sedikit batok kelapa, biarkan asap mengepul

seperti sekam. Bila api menyala segera ditimbun dengan batok kelapa terus

sampai drum terisi penuh oleh batok kelapa kemudian kaleng ditutup. Bila batok

kelapa yang berada diatas sudah menjadi arang, berarti arang sudah jadi.

Tumpahkan kaleng yang berisi arang diatas matras, dibiarkan hingga

dingin.Setelahdinginarang diayak untuk memisahkan dari debu.

Skema 2. Pembuatan arang dibakar didalam kaleng.

Dimasukkan dua genggam

batok kelapa ke dalam kaleng Disiapkan Kaleng

Kosong

Dibakar Dimasukkan sedikit demi

sedikit batok kelapa kedalam

kaleng

Bila api menyala cepat – cepat

ditimbun dengan batok kelapa

sampai kaleng terisi penuh Dibiarkan asap mengepul

sepeti sekam

Kaleng ditutup ( batok

kelapa diatas menjadi

arang, berarti arang sudah

jadi)

C. Mangan ( Mn )

1. Pengertian Mangan ( Mn )

Mangan ( Mn ) adalah logam berwarna abu – abu keperakan yang

merupakan unsure pertama logam golongan VIIB, dengan berat atom 54.94g.mol-

1, nomor atom 25, berat jenis 7.43 g.cm-3, dengan mempunyai velensi 2, 4, dan 7.

Mangan ( Mn ) digunakan dalam campuran baja, industri pigmen, las, pupuk,

pestisida, keramik, elektronik, dan alloy, industri baterai, cat, dan zat tambahan

pada makanan. Di alam jarang sekali Mn berada dalam keadaan unsur, umumnya

berada dalam keadaan senyawa dengan berbagai macam valensi.

2. Sumber Keberadaan

Kandungan Mn di bumi sekitar 1060 ppm, di tanah sekitar 61 –

1010ppm, di sungai sekitar 7 mg/l, di laut sekitar 10 ppm, di air tanah sekitar

<0,1mg/l. Mangan (Mn) terdapat dalam bentuk kompleks dengan bikarbonat,

mineral dan organik. Mangan ( Mn ) banyak terdapat dalam pyrolusite (MnO2),

braunite (Mn2+Mn3+6)(SiO12), psilomelane (Ba,H2O2)2Mn5O10 dan rhodochrosite

( MnCO3 ). (Eaton Et.al, 2005, Said,2003 ; Perpamsi, 2002).

3. Dampak Mangan ( Mn )

Mangan ( Mn ) termasuk logam esensial yang dibutuhkan oleh tubuh

sebagaimana zat besi. Tubuh manusia mengandung Mn sekitar 10 mg dan banyak

ditemukan di liver, tulang, dan ginjal. Mn dapat membantu kinerja liver dalam

memproduksi urea, superoxide dismutase, karboksilase piruvvate, dan enzim

glikoneogenesis serta membantu kinerja otak bersama enzim glutamine sintetase.

Kelebihan Mn dapat menimbulkan racun yang lebih kuat dibanding besi.

Toksisitas Mn hampir sama dengan nikel dan tembaga. Mangan bervalensi 2

terutama dalam bentuk permanganat merupakan oksidator kuat yang dapat

mengganggu membran mucous, menyebabkan gangguan kerongkongan

timbulnya penyakit “manganism” yaitu sejenis penyakit Parkinson, gangguan

tulang, osteoporosis, penyakit perthe’s,gangguan kardiovaskuler, hati, reproduksi

dan perkembangan mental, hipertensi, hepatitits, posthepaticcirrhosis, perubahan

warna rambut, kegemukan, masalah kulit, kolesterol, neurological symptoms dan

menyebabkan epilepsi (Janelle, 2004; www.digitalnaturopath.com ).

D. Penetapan Kadar Mangan

1. Prinsip Penetapan Kadar Mangan ( Mn )

Mn yang ada pada sampel dioksidasi dengan K2S2O8 menjadi KMnO4

yang berwarna ungu. Kemudian dibandingkan dengan larutan standart dan dibaca

dengan spektrofotometer pada λ 525 nm.

2. Reaksi

2 Mn2+ + 5 S2O8 + 8 H2O → 2 MnO4 + 10 SO42- + 16 H+

3. Penggangu

a. Ion klorida sampai 1,0 gram diikat dengan penambahan Hg2SO4 menjadi

garam kompleks.

b. Zat organik dihilangkan dengan pemanasan lebih lama dan lebih banyak

ditambahkan persulfat (Yusrin, 2004).

E. Spektrofotometer

Spektrofotometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur

absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu

pada suatu objek kaca atau kuarsa yang disebut kuvet. Sebagian dari cahaya

tersebut akan diserap dan sisanya akan dilewatkan. Nilai absorbansi dari cahaya

yang dilewatkan akan sebanding dengan konsentrasi larutan didalam kuvet.

Spektrofotometer merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada

pengukuran serapan sinar kromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang

gelombang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi

dengan detektor fototube. Benda bercahaya seperti matahari atau bohlam listrik

memancarkan spectrum lebar yang terdiri atas panjang gelombang. Panjang

gelombang yang dikaitkan dengan cahaya tampak itu mampu mempengaruhi

selaput pelangi mata manusia dan karenanya menimbulkan kesan subyektif akan

ketampakan (vision). Dalam analisis secara spektrofotometri terdapat tiga daerah

panjang gelombang elektromagnetik yang digunakan, yaitu daerah UV(200–

380nm), daerah visibel ( 380 – 700 nm ), daerah inframerah ( 700 – 3000 nm )

(Khopkar,1990).

Metode ini dapat digunakan untuk mengetahui zat yang terkandung

dalam makanan atau minuman seperti micro nutrient, zat pewarna, dll tergantung

panjang gelombang yang telah disetting pada spektrofometer.Setiap senyawa

punya serapan maksimal pada panjang gelombang tertentu.Panjang gelombang ini

dinamakan panjang gelombang maksimal.Pada panjang gelombang maksimum,

hubungan antara absorbansi dan konsentrasi senyawa bisa disetarakan. Panjang

gelombanga maksimum dicari lebih dahulu supaya lebih mudah mengatur range

panjang gelombang analisanya.

1. Bagian – bagian Spektrofotometer

Secara garis besar spektrofotometer terdiri dari empat bagian penting yaitu :

a. Sumber Cahaya

Sebagai sumber cahaya pada spektrofotometer haruslah memiliki

pancaran radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber energy cahaya yang

biasa untuk daerah tampak, untraviolet dekat, dan inframerah dekat adalah sebuah

lampu pijar dengan kawat rambut terbuat dari wolfram (tungstern ). Lampu ini

mirip dengan bola lampu pijar biasa, daerah panjang gelombang adalah 350-2200

nanometer (nm).

b. Monokromator

Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk menguraikan cahaya

polikromatis menjadi beberapa komponen panjang gelombang tertentu

(monokromatis ) yang berbeda ( terdispersi ).

c. Cuvet

Cuvet spektrofotometer adalah suatu alat yang digunakan sebagai tempat

contoh atau cuplikan yang akan dianalisis. Cuvet biasanya terbuat dari kwarsa,

Plexiglass, kaca, plastic dengan bentuk tabung empat persegi panjang 1 x 1 cm

dan tinggi 5 cm. Pada pengukuran di daerah UV dipakai cuvet kwarsa atau

plexiglass, sedangkan cuvet dari kaca tidak dapat dipakai sebab kaca

mengabsorbsi sinar UV. Semua macam cuvet dapat dipakai untuk pengukuran di

daerah sinar tampak ( visibel ).

d. Detektor

Peranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap cahaya

pada berbagai panjang gelombang. Detektor akan mengubah cahaya menjadi

sinyal listrik yang selanjutnya akan ditampikan oleh ditampilkan oleh penampil

data dalam bentuk jarum penunjuk atau angka digital.

2. Metode Spektrofotometer

Terdapat tiga teknik yang biasa digunakan dalam analisis secara

spektrofotometer yaitu:

a. Metode Standar Tunggal

Metode yang menggunakan satu larutan standar yang telah diketahui

konsentrasinya, selanjutnya absorbansi larutan standar dan absorbansi larutan

sampel di ukur spektrofotometer.

Rumus perhitungan kadar sampel :

x C baku x P sampel = ...mg/L (ppm)

b. Metode Kurva Kalibrasi

Metode ini dibuat suatu seri larutan standar dengan berbagai konsentrasi

selanjutnya absorbansi masing-masing larutan diukur dengan spektrofotometer.

Kemudian dibuat grafik antara konsentrasi dengan absorbansi yang merupakan

garis lurus melewati titik.

Y

Keterangan:

y = ax + b Y = absorbansi

X = konsentrasi

X

c. Metode Asidi Standar

Metode yang dipakai secara luas karena mampu meminimalkan kesalahan

yang disebabkan oleh perbedaan kondisi lingkaran (matriks) sampel dan standar.

Dua atau lebih dari sejumlah volume tertentu dari sampel dipindahkan ke dalam

labu takar. Satu larutan di encerkan sampai volume tertentu kemudian di ukur

absorbansinya tanpa ditambah dengan zat standar, sedangkan larutan yang lain

sebelum di ukur absorbansinya ditambahkan terlebih dahulu dengan sejumlah

tertentu larutan standar dan di encerkan seperti pada larutan yang pertama.

3. Prinsip Kerja Spektrofotometer

Prinsip kerja spektrofotometer adalah bila cahaya (monokromatik maupun

campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk akan

dipantulkan, sebagian diserap dalam medium itu dan sisanya diteruskan. Nilai

yang keluar dari cahaya yang diteruskan dinyatakan dalam nilai absorbansi karena

memiliki hubungan dengan konsentrasi sampel. Hokum Beer menyatakan

absorbansi cahaya berbanding lurus dengan konsentrasi dan ketebalan bahan /

medium.

4. Keuntungan Spektrofotometer

Keuntungan dari spektrofotometer adalah :

a. Penggunaannya luas, dapat digunakan untuk senyawa anorganik, organik dan

biokimia yang diabsorbsi di daerah ultra lembayung atau daerah tampak.

b. Sensitivitasnya tinggi, batas deteksi untuk mengabsorbsi pada jarak 10-4

sampai 10-5 m. Jarak ini dapat diperpanjang menjadi 10-6 sampai 10-7 m dengan

prosedur modifikasi yang pasti.

c. Selektivitasnya tinggi, jika panjang gelombong dapat ditemukan dimana analit

mengabsobsi sendiri, persiapa pemisahan menjadi tidak perlu.

d. Ketelitiannya baik, kesalahan relatif pada konsentrasi yang ditemui dengan

tipe spektrofotometer UV-Vis ada pada jarak dari 1 % sampai 5 %. Kesalahan

tersebut dapat diperkecil hingga beberapa puluh persen dengan perlakuan khusus.

e. Mudah, spektofotometer mengukur dengan mudah dan kinerjanya cepat

dengan instrumen modern, daerah pembacaannya otomatis (Skoog,DA, 1996).

5. Kesalahan Spektrofotometer

Faktor-faktor yang sering menyebabkan kesalahan dalam menggunakan

spektrofotometer dalam mengukur konsentrasi suatu analit:

a. Adanya serapan oleh pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan

blangko, yaitu larutan yang berisi selain komponen yang akan dianalisis termasuk

zat pembentuk warna.

b. Serapan oleh kuvet. Kuvet yang ada biasanya dari bahan gelas atau kuarsa,

namun kuvet dari kuarsa memiliki kualitas yang lebih baik.

c. Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat

rendah atau sangat tinggi, hal ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi,

sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat yang digunakan (melalui pengenceran

atau pemekatan).