ANALISIS AIR

I. TUJUAN PERCOBAAN

Mahasiswa diharapkan mampu mempelajari hubungan antara jumlah ion, tegangan larutan dan salinitas suatu larutan elektrolit.

II. ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN

v Bahan yang digunakan

1. NaCl

2. Aquadest

3. Pocari Sweat

4. Mizone

v Alat yang digunakan

1. Kaca Arloji

2. Spatula

3. Neraca Analitik

4. Gelas Kimia 500ml : 5 buah

5. Labu Takar : 5 buah

6. Waterproof Cyberscan PCD 650

III. GAMBAR ALAT

Waterproof Cyberscan PCD 650

Katoda

IV. DASAR TEORI

Air adalah unsur yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia. Bahkan dapat dipastikan tanpa pengembangan sumberdaya air secara konsisten peradaban manusia tidak akan mencapai tingkat yang dinikmati sampai saat ini. Oleh karena itu pengembangan dan pengolahan sumber daya air merupakan dasar pada peradaban manusia (Sunaryo, dkk, 2005).
Air merupakan substansi kimia dengan rumus kimia h2o salah satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat dengan kovalen pada satu atom oksigen. Air berbentuk tidak berwarna, tidak berasa serta tidak berbau pada keadaan standar, yakni pada tekanan 100 kpa ( 1 bar ) and temperatur 273, 15 k ( 0 °c ).

Zat kimia ini adalah satu pelarut yang mutlak, yang mempunyai kekuatan untuk melarutkan banyak zat kimia yang lain, layaknya garam-garam, gula, asam, lebih dari satu type gas. Kondisi air yang berupa cair adalah satu kondisi yang tidak umum didalam keadaan normal, ditambah lagi memperhatikan jalinan pada hidrida-hidrida lain yang serupa didalam kolom oksigen pada tabel periodik, yang mengisyaratkan bahwa air semestinya berupa gas, sebagaimana hidrogen sulfida.

Memperhatikan tabel periodik, tampak bahwa unsur-unsur yang melingkari oksigen merupakan nitrogen, flor, serta fosfor, sulfur serta klor. Seluruh elemen-elemen ini jika berikatan dengan hidrogen dapat membuahkan gas pada temperatur serta tekanan normal. Alasan mengapa hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk fase berkeadaan cair, merupakan dikarenakan oksigen lebih berbentuk elektronegatif.

Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan tambah lebih kuat daripada yang dikerjakan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada ke-2 atom hidrogen, serta jumlah muatan negative oksigennya.
Adanya muatan pada masing-masing atom tersebut bikin molekul air mempunyai sebanyak momen dipol. Style tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air disebabkan adanya dipol ini bikin tiap-tiap molekulnya saling berdekatan, membuatnya sukar untuk dipisahkan . Air kerap dimaksud untuk jadikan pelarut universal dikarenakan air melarutkan banyak zat kimia. Air ada didalam kesetimbangan dinamis pada fase cair serta padat dibawah tekanan serta temperatur standar. Didalam wujud ion, air bisa digambarkan untuk jadikan sesuatu ion hidrogen ( h+ ) yang berasosiasi ( berikatan ) dengan sesuatu ion hidroksida ( oh- ).

LARUTAN ELEKTROLIT

Suatu larutan dapat dikatakan sebagai larutan elektrolit jika zat tersebut mampu menghantarkan listrik. Suatu zat dapat menghantarkan listrik karena zat tersebut memiliki ion-ion yang bergerak bebas di dalam larutan tersebut. ion-ion inilah yang nantinya akan menjadi penghantar. Semakin banyak ion yang dihasilkan semakin baik pula larutan tersebut menghantarkan listrik.

Sumber gambar: kimia.upi.edu

BERBAGAI JENIS LARUTAN ELEKTROLIT

Larutan apa saja yang dapat menghantarkan listrik? Terdapat berbagai jenis larutan yang bisa menghantarkan listrik. Pembagian zat tersebut adalah sebagai berikut.

1. Berdasarkan jenis larutan

a. Larutan asam (zat yang melepas ion H⁺ jika dilarutkan dalam air), contohnya adalah:

Asam klorida/asam lambung : HCl
Asam florida : HF
Asam sulfat/air aki : H₂SO₄
Asam asetat/cuka : CH₃COOH
Asam sianida : HCN
Asam nitrat : HNO₃
Asam posfat : H₃PO₄
Asam askorbat/Vit C

b. Larutan basa (zat yang melepas ion OH^- jika dilarutkan dalam air), contohnya adalah:

Natrium hidroksida/soda kaustik : NaOH
Calcium hidroksida : Ca(OH)₂
Litium hidroksida : LiOH
Kalium hidroksida : KOH
Barium hidroksida : Ba(OH)₂
Magnesium hidroksida : Mg(OH)₂
Aluminium hidroksida : Al(OH)₃
Besi (II) hidroksida : Fe(OH)₂
Besi (III) hidroksida : Fe(OH)₃
Amonium hirdoksida : NH₄OH

c. Larutan garam (zat yang terbentuk dari reaksi antara asam dan basa), contohnya adalah:

Natrium klorida/garam dapur : NaCl
Ammonium clorida : NH₄Cl
Ammonium sulfat : (NH4)₂SO₄
Calcium diklorida : CaCl₂

2. Berdasarkan jenis ikatan:

Senyawa ion (senyawa yang terbentuk melalui ikatan ion), contohnya adalah: NaCl, CaCl₂, AlCl₃, MgF₂, LiF (sebagian besar berasal dari garam)
Senyawa kovalen polar (senyawa melalui ikatan kovalen yang bersifat polar/memiliki perbedaan keelektronegatifan yang besar antar atom), contohnya adalah: HCl, NaOH, H₂SO₄, H₃PO₄, HNO₃, Ba(OH)₂ (berasal dari asam dan basa)

KEKUATAN LARUTAN ELEKTROLIT

Kekauatan larutan elektrolit erat kaitannya dengan derajat ionisasi/disosiasi . Derajat ionisasi/disosiasi adalah perbandingan antara jumlah ion yang dihasilkan dengan jumlah zat mula-mula. Dapat dirumuskan sebagai berikut:

Derajat ionisasi memiliki rentang antara 0 sampai 1.

Jika derajat ionsisasi suatu larutan mendekati 1 atau sama dengan 1, ini mengindikasikan bahwa zat tersebut tergolong larutan elektrolit kuat. Artinya adalah sebagian besar/semua zat tersebut terionisasi membentuk ion positif dan ion negative. Hanya sebagian kecil/tidak ada zat tersebut dalam bentuk molekul netral. Jika derajat ionsisasi suatu larutan mendekati 0, ini mengindikasikan zat tersebut tergolong larutan elektrolit lemah. Artinya adalah hanya sebagian kecil zat tersebut yang terionsisasi menghasilkan ion positif dan ion negative.
Jika derajat ionisasi suatu larutan sama dengan 0, ini mengindikasikan zat tersebut tergolong larutan non elektrolit. Artinya adalah zat tersebut tidak mengalami ionisasi/tidak menghasilkan ion positif dan ion negative, semuanya dalam bentuk molekul netral. Perhatikan gambar di bawah ini.

Gambar A : Pada larutan ini derajat ionisasinya = 1; artinya semua larutan membentuk ion-ion (positif dan negative), tidak ada dalam bentuk molekul netralnya. Gelembung yang dihasilkan banyak dan dapat menyalakan nyala lampu.

Gambar B : Pada larutan ini derajat ionisasinya mendekati 1; artinya sebagian besar larutan terionisasi membentuk ion positif dan ion negative, hanya sebagian kecil dalam bentuk molekul netralnya. Walaupun masih terdapat molekul netral, gas yang terbentuk banyak (tapi tidak sebanyak gambar A) dan dapat menyalakan lampu.

Gambar C : Pada larutan ini derajat ionisasinya mendekati 0; artinya hanya sebagian kecil yang terionsisasi membentuk ion positif dan ion negative. Sebagian besar terdapat dalam bentuk molekul netral. Gelembung yang dihasilkan pada larutan ini jumlahnya sangat sedikit dan juga lampunya tidak dapat menyala.

Gambar D : Pada larutan ini derajat ionisasinya = 0; artinya tidak ada zat yang terionisasi membentuk ion positif dan ion negative, semua zat masih dalam bentuk molekul netralnya. Tidak menghasilkan gelembung dan lampu tidak menyala.

E. PEMBAGIAN LARUTAN ELEKTROLIT

Terdapat dua jenis larutan elektrolit, yaitu sebagai berikut:

1. Elektrolit kuat, karakteristiknya adalah sebagai berikut:

Menghasilkan banyak ion
Molekul netral dalam larutan hanya sedikit/tidak ada sama sekali
Terionisasi sempurna, atau sebagian besar terionisasi sempurna
Jika dilakukan uji daya hantar listrik: gelembung gas yang dihasilkan banyak, lampu menyala
Penghantar listrik yang baik
Derajat ionisasi = 1, atau mendekati 1
Contohnya adalah: asam kuat (HCl, H₂SO₄, H₃PO₄, HNO₃, HClO₄); basa kuat (NaOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂, LiOH), garam NaCl

2. Elektrolit lemah, karakteristiknya adalah sebagai berikut:

Menghasilkan sedikit ion
Molekul netral dalam larutan banyak
Terionisasi hanya sebagian kecil
Jika dilakukan uji daya hantar listrik: gelembung gas yang dihasilkan sedikit, lampu tidak menyala
Penghantar listrik yang buruk
Derajat ionisasi mendekati 0

Contohnya adalah: asam lemah (cuka, asam askorbat, asam semut), basa lemah [Al(OH)₃, NH₄OH, Mg(OH)₂, Be(OH)₂]; garam NH₄CN

Sebagai tambahan, larutan non elektrolit memiliki karakteristik sebagai berikut:

Tidak menghasilkan ion
Semua dalam bentuk molekul netral dalam larutannya
Tidak terionisasi
Jika dilakukan uji daya hantar listrik: tidak menghasilkan gelembung, dan lampu tidak menyala
Derajat ionisasi = 0
Contohnya adalah larutan gula, larutan alcohol, bensin, larutan urea.

LARUTAN NON ELEKTROLIT

Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik dan tidak menimbulkan gelembung gas. Pada larutan non elektrolit, molekul-molekulnya tidak terionisasi dalam larutan, sehingga tidak ada ion yang bermuatanyang dapat menghantarkan arus listrik.

Adapun larutan non elektrolit terdiri atas zat-zat non elektrolit yang tidak dilarutkan ke dalam air tidak terurai menjadi ion ( tidak terionisasi ). Dalam larutan, mereka tetap berupa molekul yang tidak bermuatan listrik. Itulah sebabnya larutan non elektrolit tidak dapat menghantarkan listrik. Pembuktian untuk sifat-sifat larutan non elektrolit yang tidak dapat menghantarkan listrik ini dapat diperlihatkan melalui eksperimen yang dilakukan pada percobaan.
Contoh larutan non elektrolit : Larutan Gula (C12H22O11), Etanol (C2H5OH), Urea (CO(NH)2), Glukosa (C6H12O6), dan lain-lain.

Sifat Koligatif Larutan Non Elektrolit

Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak tergantung pada macamnya zat terlarut tetapi semata-mata hanya ditentukan oleh banyaknya zat terlarut (konsentrasi zat terlarut). Sifat koligatif meliputi:

1. Penurunan tekanan uap jenuh

2. Kenaikan titik didih

3. Penurunan titk beku

4. Tekanan osmotik

Banyaknya partikel dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi larutan dan sifat Larutan itu sendiri. Jumlah partikel dalam larutan non elektrolit tidak sama dengan jumlah partikel dalam larutan elektrolit, walaupun konsentrasi keduanya sama. Hal ini dikarenakan larutan elektrolit terurai menjadi ion-ionnya, sedangkan larutan non elektrolit tidak terurai menjadi ion-ion. Dengan demikian sifat koligatif larutan dibedakan atas sifat koligatif larutan non elektrolit dan sifat koligatif larutan elektrolit.

V. PROSEDUR PERCOBAAN

A. Petunjuk Penggunaan Alat

1. Alat Waterproof Cyberscan PCD 650 dalam pengoperasiannya memakai 2 sumber arus listrik yaitu dari baterai dan sumber arus listrik PLN, jika dalam pengoperasiannya akan menggunakan sumber arus PLN pastikan batere yang terdapat didalam alat dilepas terlebih dahulu untuk menghindari korsleting yang berakibat akan merusak alat.

2. Alat Waterproof Cyberscan PCD 650 merupakan alat yang memiliki tingkat akurasi dan presisi yang tinggi, jadi pastikan setelah memakai alat elektroda nya dibilas dan dibersihkan.

3. Tidak dibenarkan dan dianjurkan merubah settingan alat selain yang diberikan oleh instruktur dan teknisi.

B. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Membuat larutan NaCl masing-masing dengan konsentrasi 0,025 ; 0,05 ; 0,1 ; 0,25 dan 0,50 M sebanyak 500 m dan diberi label.

2. Menghubungkan kabel daya ke sumber arus PLN dan menekan tombol F4 ( ON ) selama 3 detik.

3. Memasukkan elektroda ke dalam larutan/ cairan yang akan diukur, minimal 1/3 bagian elektroda terendam, menunggu beberapa saat sampai pembacaannya stabil, mencatat pH yang terlihat di layar.

4. Menekan tombol Mode ( F3 ) beberapa kali sampai di layar terdapat tulisan ion di layar.

5. Menunggu beberapa saat sampai didapat pembacaan yang stabil, kemudian mencatat hasilnya.

6. Menekan tombol Mode ( F3 ) beberapa kali sampai di layar terdapat tulisan Measuring NaCl di layar.

7. Menunggu beberapa saat sampai didapat pembacaan yang stabil, kemudian mencatat hasilnya.

VI. DATA PENGAMATAN

Tabel 1. Konsentrasi, Tegangan, Jumlah ion dan salinitas larutan elektrolit.

No	Konsentrasi Larutan (Molar)	Tegangan Larutan (mV)	Jumlah Ion (ppm, Molar, atau mg/L)	Salinitas
1	0,025	70,9	-	2,878
2	0,05	63,8	-	6,053
3	0,1	65,3	-	12,15
4	0,25	71,7	-	31,38
5	0,50	78,3	-	62,84
6	Pocari Sweat	155,6	-	2,005
7	Mizone	164,7	-	2,492

Kurva Kalibrasi Standard

(konsentrasi larutan vs salinitas)

Salinitas

Konsentrasi

Kurva Kalibrasi Standard

(konsentrasi larutan vs tegangan)

Tegangan

Konsentrasi

VII. PERHITUNGAN

Pembuatan Larutan NaCl

· Konsentrasi 0,025 M sebanyak 500 ml

G = M . V . BM

= 0,025 mol/l . 0,5 l . 58,5 gr/mol

= 0,73 gram

· Konsentrasi 0,05 M sebanyak 500 ml

G = M . V . BM

= 0,05 mol/l . 0,5 l . 58,5 gr/mol

= 1,46 gram

· Konsentrasi 0,1 M sebanyak 500 ml

G = M . V . BM

= 0,1 mol/l . 0,5 l . 58,5 gr/mol

= 2,925 gram

· Konsentrasi 0,25 M sebanyak 500 ml

G = M . V . BM

= 0,25 mol/l . 0,5 l . 58,5 gr/mol

= 7,31 gram

· Konsentrasi 0,50 M sebanyak 500 ml

G = M . V . BM

= 0,50 mol/l . 0,5 l . 58,5 gr/mol

= 14,625 gram

VIII. ANALISA DATA

Dari percobaan analisis air yang telah dilakukan dengan menggunakan larutan NaCl dengan konsentrasi masing-masing 0,025 M, 0,05 M, 0,1 M, 0,25 M, 0,5 M dan sebagai sampel yang digunakan yaitu Pocari Sweat dan juga sampel mizone.

Dengan prosedur yang sama nilai tegangan larutan, jumlah ion, dan salinitas yang didapat untuk masing-masing konsentrasi larutan NaCl yaitu untuk konsentrasi 0,025 tegangan larutan 70,9 mV, salinitas 2,878 ppt untuk konsentrasi 0,05 yaitu tegangan 63,8, salinitas 6,053 ppt untuk konsentrasi 0,1 tegangan larutan 65,3, salinitas 12,15 ppt untuk konsentrasi 0,25 tegangan larutan yaitu 71,7, salinitas yaitu 31,38 ppt untuk konsentrasi 0,5 tegangan larutan 78,3 salinitas 62,84 ppt, untuk sampel pocari sweat tegangan larutan 164,7 dan salinitas 2,492 ppt dan untuk sampel mizone tegangan larutan 155,6 dan salinitas 2,005 ppt.

Pada grafik pertama yaitu kalibrasi antara konsentrasi larutan dengan salinitas dapat diartikan bahwa nilai salinitas akan lebih tinggi jika konsentrasi pada larutannya besar jadi semakin besar konsentrasi maka semakin besar pula nilai salinitasnya. Kemudian pada grafik kedua yaitu kurva kalibrasi antara konsentrasi larutan dengan tegangan larutan dijelaskan bahwa semakin besar konsentrasi pada larutan maka nilai tegangan yang didapat akan semakin besar pula.

IX. KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan dapat disimpulkan bahwa:

Ø Percobaan menggunakan larutan NaCl yang masing-masing memiliki konsentrasi 0,025 M, 0,05 M, 0,1 M, 0,25 M, dan 0,50 M.

Ø Nilai tegangan larutan dan salinitas yang didapat untuk masing-masing konsentrasi larutan NaCl yaitu:

- Konsentrasi 0,025 yaitu dengan tegangan larutan 70,9 mV dan salinitas 2,878 ppt

- Konsentrasi 0,05 yaitu dengan tegangan larutan 63,8 mV dan salinitas 6,053 ppt

- Konsentrasi 0,1 yaitu dengan tegangan larutan 65,3 mV dan salinitas 12,15 ppt

- Konsentrasi 0,25 yaitu dengan tegangan larutan 71,7 mV dan salinitas 31,38 ppt

- Konsentrasi 0,5 yaitu dengan tegangan larutan 78,3 mV dan salinitas 62,84 ppt

- Sampel Mizone yaitu dengan tegangan larutan 155,6 mV dan salinitas 2,005 ppt

- Sampel Pocari sweat yaitu dengan tegangan larutan 164,7 mV dan salinitas 2,492 ppt

Ø Semakin besar konsentrasi dalam larutan maka semakin tinggi nilai salinitas begitupun sebaliknya.

Ø Semakin besar konsentrasi pada larutan maka semakin besar pula tegangan pada larutan tersebut.

X. PERTANYAAN

1. Buatlah kurva antara konsentrasi vs tegangan larutan dan konsentrasi vs salinitas

2. Dari kurva yang di buat, jelaskan hubungannya

3. Apa yang menyebabkan larutan elektrolit bisa menghantarkan listrik

Jawaban

2. Hubungannya adalah semakin besar konsentrasi maka akan semakin besar nilai tegangannya dan semakin besar konsentrasi maka akan semakin besar nilai salinitasnya.

3. karena larutan elektrolit tersebut memiliki ion-ion yang bergerak bebas di dalam larutan tersebut dan ion-ion tersebut terurai. ion-ion inilah yang nantinya akan menjadi penghantar. Semakin banyak ion yang dihasilkan semakin baik pula larutan tersebut menghantarkan listrik.Dan apabila ion-ion tersebut terurai sempurna maka elektrolitnya kuat.

XI. DAFTAR PUSTAKA

§ Jobsheet Kimia Analitik Instrumen. Politeknik Negeri Sriwijaya. 2013

§ http://id.scribd.com/doc/118639356/LAPORAN-ELEKTROLIT

§ http://ermawati-erni.blogspot.com/2012/05/praktikum-pengukuran parameter-fisika.html