Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

LABORATORIUM PENGOLAHAN AIR DAN LIMBAH

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

OLEH :

Nama : Muhammad Riadi

Nim : 090302023

Kelas : 3 A PPL

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI LHOKSEUMAWE

2012

CONDUKTIVITAS

DAN pH

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Tujuan Percobaan

Menghitung derajat keasaman (pH) air baku (raw meter)

Menentukan konduktivitas elektrik sampel padat dan cair

1.2. Alat dan Bahan

1.2.1. Peralatan yang digunakan

pH meter

conductivity meter

magnetic stirrer

Gelas kimia 250 ml

Gelas kimia 50 ml

Spatula

1.2.2. Bahan yang digunakan

Air limbah rumah sakit

Air aquades

Air sumur bor

Tanah kuning

Pasir laut

Tanah alue awe

Air sumur tanah

1.3. Prosedur Kerja

1.3.1. Mengukur pH

a. Pembuatan larutan buffer

Buffer pH 4,0

Sebanyak 10,21 g Kalium biftalat KHC8H4O4 dilarutkan dalam aquades dan diencerkan

sampai volumenya 1 liter.

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

Buffer pH 6,8

3,4 g KH2PO4 anhidrous dan 3,55 g NaHPO4 dilarutkan dalam aquades dan diencerkan

sampai volumenya 1 liter.

Buffer pH 9,18

3,81 g natrium borat Na2B4O7.10H2O dilarutkan dalam aquades dan diencerkan sampai

volumenya 1 liter.

b. Cara kalibrasi pH meter

Cuci elektroda dengan aquades, keringkan dengan kertas penghisap, kemudian celupkan

ke dalam larutan buffer pH 4. Nyalakan pH meter.

Putar pengatur pH sehingga pembacaan menunjukkan nilai pH yang sesuai dengan

larutan pH buffer.

Kalibrasi diteruskan dengan larutan buffer pH 7 dan pH 9.

Kalibrasi dengan menggunakan kurva kalibrasi

Catat nilai pH yang ditunjukkan pada saat pengukuran pH setiap larutan pH buffer 4, 7,

dan 9. Buat kurva hubungan antara pH yang diukur (sumbu y) terhadap pH buffer (sumbu X).

Kurva ini digunakan untuk menentukan pH sebenarnya dari sampel air.

c. Pengukuran pH sampel air

Sebanyak 150 ml sampel air dimasukkan ke dalam gelas kimia 250 ml.

Ukur suhu air tersebut dengan thermometer, kemudian elektroda yang telah dibersihkan

dicelupkan ke dalam sampel air.

Nyalakan pH meter, putar pengatur suhu sesuai dengan suhu sampel air. Setelah nilai pH

yang ditunjukkan tidak berubah, catat pH tersebut.

Selama pengukuran, sampel air diaduk dengan menggunakan magnetic stirrer untuk

homogenisasi.

1.3.2.Mengukur konduktivitas

a. Cara kalibrasi Conductivity Meter

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

Siapkan alat Conductivity Meter sesuai dengan buku petunjuk alat tersebut

Larutan standar KCl 0,0100 M disimpan dalam pemanas air sehingga temperature larutan

standar tersebut mencapai 25°C.

Celupkan elektroda ke dalam larutan standart KCl 0,00100 M

Putar temperature alat sehingga menunjukkan temperature 25°C

Putar pengatur kalibrasi sehingga alat tersebut memberikan pembacaan 1413 µmhos/cm

Cuci elektroda dengan aquades dan keringkan

Kalibrasi dapat dilakukan terhadap larutan standar KCL pada berbagai konsentrasi dan

akan memberikan pembacaan seperti pada Tabel berikut:

b. Preparasi sampel tanah (padatan)

Sebanyak 20 gram tanah (padatan) kering dicampur dengan 100 ml aquades atau dengan

perbandingan tanah dan aquades (1:5 m/v)

Aduk menggunakan magnetic stirrer dengan kecepatan sedang (± 350-400 rpm) selama

30 menit.

Diamkan selama 5 menit untuk mengendapkan padatan

Tentukan konduktivitas cairan tersebut menggunakan konductivity meter.

c. Menentukan konduktivitas elektrik

Masukkan 100 ml sampel air ke dalam gelas kimia

Celupkan probe conductivity meter ke dalam sampel, tunggu beberapa saat sampai nilai

yang ditunjukkan alat tidak berubah. Catat

Bandingkan nilai conductivity elektrik sampel-sampel tersebut dan beri komentar.

Pastikan pengukuran dilakukan pada temperatur yang konstan untuk setiap sampel.

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori dasar pH

Gambar 2.4. pH meter

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.

Konsep pH pertama kali diperkenalkan oleh kimiawan Denmark Søren Peder Lauritz

Sørensen pada tahun 1909. Tidaklah diketahui dengan pasti makna singkatan "p" pada "pH".

Beberapa rujukan mengisyaratkan bahwa p berasal dari singkatan untuk powerp (pangkat), yang

lainnya merujuk kata bahasa Jerman Potenz (yang juga berarti pangkat), dan ada pula yang

merujuk pada kata potential. Jens Norby mempublikasikan sebuah karya ilmiah pada tahun 2000

yang berargumen bahwap adalah sebuah tetapan yang berarti "logaritma negatif”.

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

pH atau derajat keasaman digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau basa yang

dimiliki oleh suatu zat, larutan atau benda. pH normal memiliki nilai 7 sementara bila pH > 7

menunjukkan zat tersebut memiliki sifat basa sedangkan nilai pH < 7 menunjukkan keasaman.

Mengukur nilai pH air sama dengan kandungan asam didalam air. Skala pH (dihitung

dari 0,0 – 14 unit Ph) adalah skala logaritma dari konsentrasi ion hidrogen.

pH = -log [H+]

Larutan yang mempunyai ph lebih besar daripada 7,0 diklasifikasikan sebagai basa dan

larutan yang mempunyai pH lebih kecil dari 7,0 dikelompokkan sebagai asam. Sementara pH 7,0

adalah netral. Setiap perbedaan satu unit pH berikutnya. Sebagai contoh, air yang memiliki pH 4

mempunyai kandungan ion hydrogen 10kali lebih besar daripada air yang mempunyai pH 5 pH 3

mengandung 100 kali banyaknya asam daripada pH 5. Oleh karena itu, perubahan sedikit saja

terhadap pH akan mempunyai efek besar terhadap kualitas air.

Air murni bersifat netral, dengan pH-nya pada suhu 25 °C ditetapkan sebagai 7,0.

Larutan dengan pH kurang dari pada tujuh disebut bersifat asam, dan larutan dengan pH lebih

dari pada tujuh dikatakan bersifat basa atau alkali. Pengukuran pH sangatlah penting dalam

bidang yang terkait dengan kehidupan atau industri pengolahan kimia

seperti kimia, biologi, kedokteran, pertanian, ilmu pangan, rekayasa (keteknikan),

dan oseanografi. Tentu saja bidang-bidang sains dan teknologi lainnya juga memakai meskipun

dalam frekuensi yang lebih rendah.

pH didefinisikan sebagai minus logaritma dari aktivitas ion hidrogen dalam larutan

berpelarut air. pH merupakan kuantitas tak berdimensi.

dengan aH adalah aktivitas ion hidrogen. Alasan penggunaan definisi ini adalah bahwa aH dapat

diukur secara eksperimental menggunakan elektrode ion selektif yang merespon terhadap

aktivitas ion hidrogen ion. pH umumnya diukur menggunakan elektrode gelas yang mengukur

perbedaan potensial E antara elektrode yang sensitif dengan aktivitas ion hidrogen dengan

elektrode referensi. Perbedaan potensial pada elektrode gelas ini idealnya mengikuti persamaan

Nernst:

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

dengan E adalah potensial terukur, E0 potensial elektrode standar, R tetapan gas, T temperatur

dalam kelvin, F tetapan Faraday, dan n adalah jumlah elektron yang ditransfer. Potensial

elektrode Eberbanding lurus dengan logartima aktivitas ion hidrogen.

Definisi ini pada dasarnya tidak praktis karena aktivitas ion hidrogen merupakan hasil

kali dari konsentrasi dengan koefisien aktivitas. Koefisien aktivitas ion hidrogen tunggal tidak

dapat dihitung secara eksperimen. Untuk mengatasinya, elektrode dikalibrasi dengan larutan

yang aktivitasnya diketahui.

Definisi operasional pH secara resmi didefinisikan oleh Standar Internasional ISO 31-8 sebagai

berikut: Untuk suatu larutan X, pertama-tama ukur gaya elektromotif EX sel galvani

elektrode referensi | konsentrasi larutan KCl || larutan X | H2 | Pt

dan kemudian ukur gaya elektromotif ES sel galvani yang berbeda hanya pada penggantian

larutan X yang pHnya tidak diketahui dengan larutan S yang pH-nya (standar) diketahui pH(S).

pH larutan X oleh karenanya

Perbedaan antara pH larutan X dengan pH larutan standar bergantung hanya pada

perbedaan dua potensial yang terukur. Sehingga, pH didapatkan dari pengukuran potensial

dengan elektrode yang dikalibrasikan terhadap satu atau lebih pH standar. Suatu pH meter diatur

sedemikiannya pembacaan meteran untuk suatu larutan standar adalah sama dengan nilai pH(S).

Nilai pH(S) untuk berbagai larutan standar S diberikan oleh rekomendasi IUPAC. Larutan

standar yang digunakan sering kali merupakan larutan penyangga standar. Dalam prakteknya,

adalah lebih baik untuk menggunakan dua atau lebih larutan penyangga standar untuk

mengijinkan adanya penyimpangan kecil dari hukum Nerst ideal pada elektrode sebenarnya.

Oleh karena variabel temperatur muncul pada persamaan di atas, pH suatu larutan bergantung

juga pada temperaturnya.

Pengukuran nilai pH yang sangat rendah, misalnya pada air tambang yang sangat

asam, memerlukan prosedure khusus. Kalibrasi elektrode pada kasus ini dapat digunakan

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

menggunakan larutan standar asam sulfat pekat yang nilai pH-nya dihitung menggunakan

parameter Pitzer untuk menghitung koefisien aktivitas.

pH merupakan salah satu contoh fungsi keasaman. Konsentrasi ion hidrogen dapat diukur

dalam larutan non-akuatik, namun perhitungannya akan menggunakan fungsi keasaman yang

berbeda. pHsuperasam biasanya dihitung menggunakan fungsi keasaman Hammett, H0.

Umumnya indikator asam-basa sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang

berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila keasamannya rendah

Selain menggunakan kertas lakmus, indikator asam basa dapat diukur dengan pH meter

yang bekerja berdasarkan prinsip elektrolit / konduktivitas suatu larutan.

1.3.3. p[H]

Menurut definisi asli Sørensen, p[H] didefinisikan sebagai minus logaritma konsentrasi

ion hidrogen. Definisi ini telah lama ditinggalkan dan diganti dengan definisi pH. Adalah

mungkin untuk mengukur konsentrasi ion hidrogen secara langsung apabila elektrode yang

digunakan dikalibrasi sesuai dengan konsentrasi ion hidrogen. Salah satu caranya adalah dengan

mentitrasi larutan asam kuat yang konsentrasinya diketahui dengan larutan alkali kuat yang

konsentrasinya juga diketahui pada keberadaan konsentrasi elektrolit latar yang relatif tinggi.

Oleh karena konsentrasi asam dan alkali diketahui, adalah mudah untuk menghitung ion

hidrogen sehingga potensial yang terukur dapat dikorelasikan dengan kosentrasi ion. Kalibrasi

ini biasanya dilakukan menggunakan plot Gran. Kalibrasi ini akan menghasilkan nilai potensial

elektrode standar, E0, dan faktor gradien, f, sehingga persamaan Nerstnya berbentuk

Persamaan ini dapat digunakan untuk menurunkan konsentrasi ion hidrogen dari

pengukuran eksperimental E. Faktor gradien biasanya lebih kecil sedikit dari satu. Untuk faktor

gradien kurang dari 0,95, ini mengindikasikan bahwa elektrode tidak berfungsi dengan baik.

Keberadaan elektrolit latar menjamin bahwa koefisien aktivitas ion hidrogen secara efektif

konstan selama titrasi. Oleh karena ia konstan, maka nilainya dapat ditentukan sebagai satu

dengan menentukan keadaan standarnya sebagai larutan yang mengandung elektrolit latar.

Dengan menggunakan prosedur ini, aktivitas ion akan sama dengan nilai konsentrasi.

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

Perbedaan antara p[H] dengan pH biasanya cukup kecil. Dinyatakan bahwa pH = p[H] +

0,04. Pada prakteknya terminologi p[H] dan pH sering dicampuradukkan dan menyebabkan

kerancuan.

1.3.4. P[OH]

pOH kadang-kadang digunakan sebagai satuan ukuran konsentrasi ion hidroksida OH−.

pOH tidaklah diukur secara independen, namun diturunkan dari pH. Konsentrasi ion hidroksida

dalam air berhubungan dengan konsentrasi ion hidrogen berdasarkan persamaan

[OH−] = KW /[H

+]

dengan KW adalah tetapan swaionisasi air. Dengan menerapkan kologaritma:

pOH = pKW − pH.

Sehingga, pada suhu kamar pOH ≈ 14 − pH. Namun hubungan ini tidaklah selalu berlaku pada

keadaan khusus lainnya.

pH meter

pH meter adalah peralatan pengukuran potensial dari satu sel elektrokimia yang terdiri dari

dua elektroda dan digunakan untuk mengukur pH (derajat keasaman) dari cairan (meskipun

probe khusus kadang-kadang digunakan untuk mengukur pH zat semi-padat)

Prinsip Kerja pH meter

Pada prinsipnya pengukuran suatu pH adalah didasarkan pada potensial elektro kimia yang

terjadi antara larutan yang terdapat didalam elektroda gelas (membran gelas) yang telah

diketahui dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal ini

dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hidrogen yang

ukurannya relatif kecil dan aktif, elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektrokimia

dari ion hidrogen atau diistilahkan dengan potential of hidrogen. Untuk melengkapi sirkuit

elektrik dibutuhkan suatu elektroda pembanding. Sebagai catatan, alat tersebut tidak mengukur

arus tetapi hanya mengukur tegangan.

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

Skema Elektrode pH meter

pH meter akan mengukur potensial listrik (pada gambar alirannya searah jarum jam)

antaramerkury Cloride (HgCl) pada elektroda pembanding dan potassium chloride (KCl) yang

merupakan larutan didalam gelas electrode serta potensial antara larutan dan elektroda perak.

Tetapi potensial antara sampel yang tidak diketahui dengan elektroda gelas dapat berubah

tergantung sampelnya, oleh karena itu perlu dilakukan kalibrasi dengan menggunkan larutan

yang ekuivalen yang lainya untuk menetapkan nilai dari pH.an elektrolit yang mana terjadi

kontak dengan mercury chloride (HgCl) diujung larutan KCl. Tabung gelas ini mudah pecah

sehingga untuk menghubungkannya digunakan keramik berpori atau bahan sejenisnya. Elektroda

semacam ini tidak mudah terkontaminasi oleh logam dan unsur natrium.

Elektroda gelas terdiri dari tabung kaca yang kokoh yang tersambung dengan gelembung

kaca tipis yang. Didalamnya terdapat larutan KCl sebagai buffer pH 7. Elektroda perak yang

ujungnya merupakan perak klorida (AgCl2) dihubungkan kedalam larutan tersebut. Untuk

meminimalisir pengaruh elektrik yang gak diinginkan, alat tersebut dilindungi oleh suatu lapisan

kertas pelindung yang biasanya terdapat dibagian dalam elektroda gelas.

Pada kebanyakan pH meter modern sudah dilengkapi dengan thermistor temperature yaitu

suatu alat untuk mengkoreksi pengaruh temperatur. Antara elektroda pembanding dengan

elektroda gelas sudah disusun dalam satu kesatuan.

2.1 Konduktivitas

Gambar 2.1. Konduktivity meter

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

Menurut Mc Neely et al, (1979) dalam Wardhani (2002), Daya Hantar Listrik (DHL)

menunjukkan kemampuan air untuk menghantarkan aliran listrik. Konduktivitas air tergantung

dari konsentrasi ion dan suhu air, oleh karena itu kenaikan padatan terlarut akan mempengaruhi

kenaikan DHL.

DHL adalah bilangan yang menyatakan kemampuan larutan cair untuk menghantarkan

arus listrik. Kemampuan ini tergantung keberadaan ion, total konsentrasi ion, valensi konsentrasi

relatif ion dan suhu saat pengukuran. Biasanya makin tinggi konduktivitas dalam air, maka air

akan terasa payau sampai asin.

Konduktivitas elektrik dipengaruhi oleh:

Konsentrasi ion : semakin tinggi konsentrasi ion maka nilai konduktivitas elektrik

semakin tinggi.

Temperature larutan : semakin tinggi temperature larutan maka nilai konduktivitas

elektrik semakin tinggi.

Sifat dasar ion : semakin tinggi kemampuab spesifik dan valensi ion maka nilai

konduktivitas elektrik semakin tinggi.

Konduktivitas air ditetapkan dengan mengukur tahanan listrik antara dua elektroda dan

membandingkan tahanan ini dengan tahanan suatu larutan potasium klorida pada suhu 25oC.

Bagi kebanyakan air, konsentrasi bahan padat terlarut dalam miligram per liter sama dengan 0,55

sampai 0,7 kali hantaran dalam mikroumhos per sentimeter pada suhu 25oC. Nilai yang pasti dari

koefisien ini tergantung pada jenis garam yang ada didalam air (Aidia MJ, 2011).

Konduktivitas air bergantung pada jumlah ion-ion terlarut per volumenya dan mobilitas

ion-ion tersebut. Satuannya adalah (μmho/cm, 250C). Konduktivitas bertambah dengan jumlah

yang sama dengan bertambahnya salinitas. Secara umum, faktor yang lebih dominan dalam

perubahan konduktivitas air adalah temperatur. Untuk mengukur konduktivitas digunakan

konduktivitimeter. Berdasarkan nilai DHL, jenis air juga dapat dibedakan melalui nilai

pengukuran daya hantar listrik dalam μmho/cm pada suhu 250C menunjukkan klasifikasi air

sebagai berikut:

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

Tabel 2.1. Klasifikasi air berdasarkan Daya Hantar Listrik (DHL)

No. DHL (μmho/cm, 25°C) Klasifikasi

1. 0,0055 Air murni

2. 0,5-5 Air suling

3. 5-30 Air hujan

4. 30-200 Air tanah

5. 45000-55000 Air laut

(Sumber : Davis dan Wiest, 1996)

Berdasarkan batas konduktivitas listrik klasifikasi intrusi air laut dapat juga dibedakan

yaitu sebagai berikut:

Tabel 2.2. Klasifikasi intrusi air laut berdasarkan konduktivitas listrik

No. Batas konduktivitas

(μmho/cm, 250C)

Klasifikasi intrusi

1. ≤ 200,00 Tidak terintrusi

2. 200,01-229,24 Terintrusi sedikit

3. 229,25-387,43 Terintrusi sedang

4. 387.44-534,67 Terintrusi agak

tinggi

5. ≥534,68 Terintrusi tinggi

(Sumber : Davis dan Wiest, 1996)

Konduktivitas elektrik (electrical conductivity-EC) disebut juga daya hantar listrik (DHL)

adalah ukuran kemampuan air untuk menghantarkan listrik. Konduktivitas elektrik merupakan

salah satu parameter yang sangat penting dalam penentuan kualitas air. Ditinjau dari pengaruh

faktor alamiah, konduktifitas elektrik dipengaruhi oleh beberapa faktor lingkungan, seperti:

iklim, biota local (tmbuhan dan hewan), batu karang, geologi permukaan, serta pengaruh

manusia terhadap tanah.Secara umum, air distilasi (distillet water ) atau air deonisasi (deionized

water) dan air lelehan glasier memiliki ion terlarut yang sangat rendah, sehingga konduktivitas

elektriknya rendah, biasanya berkisar dalam range 0 sampai beberapa µS/cm. Pada umum nya

air yang dipengaruhi atau terdapat kontribusi air tanah, seperti air sungai dan danau memiliki

konduktivitas elektrik yang lebih tinggi.

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

Konduktivitas berubah terhadap waktu penyimpanan dan temperatur, oleh karena itu

penentuan nilai konduktivitas elektrik sebaiknya dilakukan in situ (langsung ditempat). Cara

pengukurannya adalah dengan mencelupkan elektroda /proble langsung ke sungai, sumur, atau

sumber air lainnya. Selain itu juga dapat dilakukan dengan mengukur nilai konduktivitas elektrik

sampel langsung setelah sampling.

Nilai konduktivitas elektrik (EC) merupakan cara cepat dan tepat untuk memperkirakan

konsentrasi ion total dalam suatu larutan. Oleh karena setiap ion memiliki karakteristik

tersendiri dalam menghantar listrik, maka nilai EC hanya menunjukkan konsentrasi ion total

dalam suatu larutan.

Satuan konduktivitas adalah siemen atau mho (kebalikan dari ohm), karena luas

penampang dasn jarak plat juga mempengaruhi konduktivitas, maka satuan konduktivitas

menjadi S/cm atau mho/cm.

1 µS/cm = 1 x 10-6

S/cm

1 S/cm = 1Mho/cm

Konduktivitas listrik adalah ukuran dari kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan

arus listrik. Jika suatu beda potensial listrik ditempatkan pada ujung-ujung sebuah konduktor,

muatan-muatan bergeraknya akan berpindah, menghasilkan arus listrik. Konduktivitas listrik

didefinsikan sebagai ratio dari rapat arus terhadap kuat medan listrik :

Pada beberapa jenis bahan dimungkinkan terdapat konduktivitas listrik yang anisotropik.

Lawan dari konduktivitas litrik adalah resistivitas listrik atau biasa disebut sebagai resistivitas

saja, yaitu

.

EC (Electrical Conductivity) atau konduktansi adalah ukuran kemampuan suatu bahan

untuk menghantarkan arus listrik. Konduktansi (G) merupakan kebalikan (invers) dari resistansi

(R). Sehingga persamaan matematisnya adalah :

G = 1 / R

Note : Pada literatur lainnya, simbol untuk konduktansi adalah σ, γ atau κ.

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

Sehingga dengan menggunakan Hukum Ohm, maka didapatkan definisi lainnya :

V = I x R

I = G x E

Secara definisi diatas : jika dua plat yang diletakkan dalam suatu larutan diberi beda

potensial listrik (normalnya berbentuk sinusioda), maka pada plat tersebut akan mengalir arus

listrik.

Konduktansi suatu larutan akan sebanding dengan konsentrasi ion-ion dalam larutan

tersebut. Namun pada beberapa situasi hal ini tidak berlaku, seperti yang ditunjukkan pada

gambar dibawah ini :

Gambar 2.2. Hubungan Konduktansi dan Konsetrasi Ion

(captured from http://www.coleparmer.com)

Terlihat pada grafik diatas bahwa pada Sodium Chlorida, konduktansi sebanding dengan

konsentrasi ion-ion (semakin besar konsentrasi ion-ion pada Sodium Chlorida semakin besar

pula nilai konduktansinya). Namun pada Sulfuric Acid, konduktansi akan linear terhadap

perubahan konsentrasi ion hanya pada batas tertentu. Untuk konsentrasi ion yang lebih tinggi

lagi, maka konduktansi menjadi tidak linear.

Satuan dasar untuk konduktansi adalah Siemens (S), dan formalnya menggunakan satuan

Mho (kebalikan dari Ohm). Karena luas penampang plat dan jarak antar plat juga

mempengaruhi konduktansi, maka secara matematis ditulis dengan :

C = G x ( L / A )

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

Dimana :

C : Konduktansi spesifik (S)

G : Konduktansi yang terukur (S)

L : Jarak antar plat (cm)

A : Luas penampang plat (cm2)

Gambar 2.3. Pengaruh luas penampang terhadap konduktansi

(captured from http://www.coleparmer.com)

Sehingga satuan konduktansi menjadi Siemens/cm (S/cm). Besarnya pengaruh elektroda

(L/A) akan mempengaruhi juga range pengukuran. Pada table dibawah ini terlihat bahwa range

pengukuran konduktansi berubah ketika pengaruh elektroda (L/A) berubah.

Tabel 2.3 Pengaruh penampang Elektroda terhadap konduktansi

Elektroda

(dalam cm)

Range Konduktansi

(dalam μS/cm)

0,1 0,5 s/d 400

1,0 10 s/d 2.000

10,0 1.000 s/d 200.000

Konduktansi dipengaruhi pula oleh temperatur. Dalam sebuah metal, konduktansi

menurun dengan naiknya temperatur, namun dalam sebuah semikonduktor, konduktansi akan

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

makin besar dengan makin tingginya temperatur. Untuk ini maka diperlukan kompensasi, yaitu

dengan menggunakan rumus :

dimana :

σT1

= Electrical Conductivity pada suhu yang diukur

σT = Electrical Conductivity pada suhu normal (25˚C)

α = Koefisien temperatur larutan

T1

= Suhu pengukuran

T = Suhu normal (25˚C)

Hubungan TDS/ppm dan EC

1 μS/cm = 1 x 10-6

S/cm

1 S/cm = 1 Mho/cm

1 μS/cm = 0.5 ppm

1 ppm = 2 μS/cm

2K ppm = 4K μS/cm = 4 mS/cm = ¼K Ohm = 250 Ohm

250 ppm = 0,5K μS/cm = 0,5 mS/cm = 1/0,5K Ohm = 2K Ohm

10 ppm = 20 μS/cm = 1/20M Ohm = 0,05M Ohm = 50K Ohm

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

BAB III

DATA PENGAMATAN

Table 3.1 Data hasil pengamatan

NO Jenis Sampel T

(°C) pH

TDS

(mg/L)

EC (µS/cm)

EC sampel awal

ECsampel (*setelah

dikurangi EC

aquades)

1 Aquades 25,3 7.425 120,7 251 0

2 Air sumur tanah 26,5 7.11 515 1063,5 812,5

3 Air sumur bor 27,3 7,25 449 937,5 686,5

4 Air parit rumah

sakit 27,15 7,555 140,1 291 40

5 Tanah kuning 26,3 8,725 125,7 262,5 11,5

6 Tanah alue awe 26,9 7,365 242,5 503 252

7 Tanah pasir laut 26,65 7,44 125,05 745,5 1183

Table 3.2 pH buffer dan pH yang terbaca

No pH Buffer pH yang terbaca

1

2

3

4

7

9

6,46

6,75

7,61

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Pembahasan

Pada praktikum ini adapun yang akan dilakukan yaitu uji pH, TDS dan konduktifitas

pada masing-masing sampel air. Sampel air yang digunakan yaitu air sumur lhokseumawe, air

buketrata, air alue awe, air parit rumah sakit, air tanah alue awe, air tanah lhokseumawe dan air

pasir pantai lhokseumawe.

Setelah lakukan uji pH buffer yaitu pada pH 4, 7, dan 9 masing-masing pH yang terbaca

yaitu 6,46 , 6,75 dan 7,61. Untuk perlakuan uji pH buffer dilakukan sampai 2 kali pengulangan

agar data yang didapat lebih menunjukkan keakuratan.

Pada setiap perlakuan uji pH, TDS dan konduktifitas pada masing-masing sampel didapat

data yang berbeda-beda. Untuk pH tertinggi terdapat pada sampel air tanah kuning, untuk TDS

tertinggi terdapat pada sampel air sumur tanah yaitu 515 mg/l dan untuk konduktifitas tertinggi

terdapat pada sampel air tanah pasir laut yaitu 1183 µS/cm.

pada pH terendah terdapat pada sampel air sumur tanah yaitu 7,11, untuk TDS terendah

terdapat pada air aquades yaitu 120,7 mg/l dan konduktifitasnta terendah terdapat pada sampel

air aquades 0 dan air sampel air parit rumah sakit yaitu 40 µS/cm. untuk data air sampel yang

lain bisa dilihat pada data pengamatan. Dalam praktikum ini uji sampel dlakukan hingga dua kali

pengulangan kemudian di rata-ratakan.

Berikut ini adalah kurva kalibrasi yang didapat untuk pH buffer vs pH yang terbaca pada

uji kalibrasi :

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

Dari kurva diatas di dapat harga slope dan intersep yang didapat yaitu y = 0,43x + 3,74

yang merupakan harga yang didapat dari perpotongan harga X dan harga Y. Untuk tingkat

kelinieran garis dari kurva tersebut diagap sangat bagus bahkan bisa dibilang sangat sempurna

karena nilai R2

= 1. Jadi antara harga X dan harga Y yang didapat dari kurva kalibrasi ini sangat

cocok dan sesuai yang diharapkan.

y = 0.43x + 3.74 R² = 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 2 4 6 8 10

pH

yan

g te

rbac

a

pH Buffer

Kurva kalibrasi

Kurva kalibrasi

Linear (Kurvakalibrasi)

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari praktikum ini adapun hal yang dapat ditarik menjadi kesimpulan yaitu :

pH tertinggi terdapat pada sampel air tanah kuning yaitu 8,725

pH terendah terdapat pada sampel air sumur tanah yaitu 7,11

TDS tertinggi terdapat pada sampel air sumur tanah yaitu 515 mg/l

TDS terendah terdapat pada sampel air aquades yaitu 120,7 mg/l

Konduktifitas tertinggi terdapat pada sampel air air pasir yaitu sebesar 1183 µS/cm

Konduktifitas terendah terdapat pada sampel air aquades dan air parit rumah sakit yaitu sebesar 0

µS/cm dan 40 µS/cm.

Harga slope dan intersep yang didapat dari kurva kalibrasi yaitu y = 0,43x + 3,74

Harga linear garis (R2 = 1) yang menunjukkan berarti sangat lurus

5.1 Saran

Adapun saran yang dapat penulis sampaikan yaitu:

Lakukan uji sampel dengan memvariasikan sampel air yang digunakan

Lakukan uji sampel air limbah rumah tangga dan industri lalu dibahas perbedaan dan

kesamaan karakteristik yang didapat setelah uji sampel tersebut.

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

DAFTAR PUSTAKA

Aidia. 2011. http://kuliahitukeren.blogspot.com/2011/07/beberapa-parameter-kualitas-fisika

dan.html. diakses 07 april 2012.

http://id.wikipedia.org/wiki/Konduktivitas_listrik. diakses 07 april 2012.

http://insansainsprojects.wordpress.com/tds-meter/ . diakses 07 april 2012.

http://id.wikipedia.org/wiki/PH. diakses 07 april 2012.

repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/28791/.../Chapter%20II.pdf . diakses 07 april 2012.

Tim Penyusun. 2012. Penuntun Praktikum Laboratorium Pengolahan Air dan Limbah TA 2012.

Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe.

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

LAMPIRAN 1 FOTO KEGIATAN PRAKTIKUM

Gambar 1 uji pH Gambar 2 penimbangan tanah liat

Gambar 3 penimbangan pasir

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

LAMPIRAN 2. JAWABAN DARI PERTANYAAN

Soal pH

1. Hitung kosentrasi asam dari kedua contoh air........?

2. Apa perbedaan pH air sungai dengan air danau.......?

Perbedaan pH air sungai dengan air danau, yaitu:

a. pH air sungai : pH air sungai rendah dan kadar zat organik yang terkandungpun

dalam air sungai lebih rendah dibandingkan dengan air danau karna air sungai

bersifat mengalir dan banyak mengandung ion OH- (Basa).

b. pH air danau :pH air danau lebih tinggi dan kadar zat dan kadar zat organik sangat

tinggi yang terkandung dalam air danau karena airnya tidak mengalir

dan kebanyakan bersifat Asam (ion-ion H+).

3. Faktor-faktor apa yang menyebabkan pH air berbeda di kedua sumber tersebut.....?

Faktor-faktor yang menyebabkan pH air sungai dan danau berbeda, yaitu:

A. Air Sungai

1. Kandungan zat organik rendah sehingga bersifat basa.

2. Lebih banyak mengandung ion-ion OH-

yang berasal dari kapur-kapur di bawa arus

sungai.

3. Air sungai mengalir sehingga bakteri tidak terlalu banyak dibandingkan dengan air

danau.

4. Airnya bersifat putih krn banyak mengandung kapur.

B. Air danau

1. Kandungan Zat organik yang tinggi, sehingga bersifat asam.

2. Air danau tidak mengalir sehingga bakteri lebih senang ditempat air yang tidak

mengalir.

3. Lebih banyak mengandung ion-ion H+.

4. Airnya bersifat : Berwarna, berbau, Rasanya bersifat asam. dll

1) Konsentrasi asam dari beberapa sampel

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

Soal Konduktifitas

1) apa yg dimaksud dengan konduktivitas elektrik? parameter ap yang ditunjukkan oleh

konduktivitas?

Konduktivitas elektrik adalah ukuran dari kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan

arus listrik. Jika suatu beda potensial listrik ditempatkan pada ujung-ujung sebuah

konduktor, muatan-muatan bergeraknya akan berpindah, menghasilkan arus listrik.

Konduktivitas listrik didefinsikan sebagai ratio dari rapat arus terhadap kuat medan

listrik.

Parameter yang ditunjukkan oleh konduktivitas adalah konsentrasi ion dengan memiliki

satuan µS/cm atau mho/cm.

2) Faktor apa saja yg mempengaruhi konduktifitas elektrik tanah dan air?

Faktor yg mempengaruhi konduktifitas elektrik tanah dan air :

a. Berat dan muatan ion

b. Adanya hidrasi

c. Orientasi atmosfer pelarut

d. Gaya tarik antar ion

e. Temperatur

f. Viskositas

3) Berapa nilai standar baku konduktivitas elektrik untuk air minum yang diizinkan di

indonesia?

Nilai standar baku konduktivitas elektrik untuk air minum yang diizinkan di Indonesia

adalah terdapat pada table berikut:

Laporan Praktikum Conductivitas dan pH

Muhammad Riadi/090302023 Teknik Kimia 2009

Tabel Klasifikasi air berdasarkan Daya Hantar Listrik (DHL)

No. DHL (μmho/cm, 25°C) Klasifikasi

1. 0,0055 Air murni

2. 0,5-5 Air suling

3. 5-30 Air hujan

4. 30-200 Air tanah

5. 45000-55000 Air laut

(Sumber : Davis dan Wiest, 1996)

4) Apa efek negatif bagi kesehatan bila konduktivitas elektrik dalam air yang kita konsumsi

jauh lebih rendah atau lebih tinggi dari standar baku?

Efek negatif bagi kesehatan bila konduktivitas elektrik dalam air yang dikonsumsi jauh

lebih rendah atau lebih tinggi.

5) Pada konduktivitas elektrik tinggi akan menimbulkan inpeksi pada saluran pembuangan

air kencing, karena dalam air tersebut mengandung logam, kapur atau kandungan jenis

zat kimia lainnya.

6) Pada konduktivitas elektrik rendah, tenaga kita kurang mengakibatkan lemas, tulang

keropos, dll.

7) Apa kerugian bagi alat-alat industri bila menggunakan air proses yg mempunyai

konduktivitas sangat tinggi?

Kerugian bagi alat-alat industri bila menggunakan air proses yg mempunyai

konduktivitas sangat tinggi.

a. Alat – alat pabrik akan berkarat karna banyak mengandung mineral.

b. Alat pabrik akan kehilangan keindahan dan produk yang dihasilkan tidak sesuai yang

diinginkan karna terganggu dengan alat-alat yang telah rusak.

c. Alat pabrik akan lebih cepat memerlukan pengganti sehingga membutuhkan biaya yang

besar.