Pemeriksaan Besi Dalam Air dengan Metode Kalorimeter

Besi adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemui pada hampir setiap tempat di bumi, pada semua lapisan grologis dan semua badan air. Ion besi dapat menimbulkan masalah yang serius dalam sistem penyediaan air minum, dan biasanya besi banyak terkandung dalam air tanah. Dalam air sungai atau air danau, kandungan ion besi akan bertambah pada musim-musim tertentu. Kandungan besi yang tinggi pada air akan menyebabkan warna keruh atau kuning kecoklatan dan berbau logam besi.

Adanya besi dalam air, akan mengganggu dalam penggunaan air tersebut, misalnya jika digunakan mencuci pakaian, maka akan terjadi noda-noda di permukaan kain dari endapan besi. Berdasar Peraturan DEPKES No.416/MENKES/PER/IX/1990 kadar maksimum yang diperbolehkan untuk air minum adalah 0,3 mg/l dan untuk air bersih 1 mg/l.

Cara pengujian besi ini menggunakan metode kalorimeter dengan menggunakan Thiosianat.

Bahan yang harus dipersiapkan dalam percobaan ini adalah :

  1. Air sumur atau air sungai
  2. Larutan KMnO4
  3. Larutan NH2SO4
  4. LarutanKCN5
  5. Larutan standar Fe 0,1 g/ L
  6. Air aquades

Alat-alat yang digunakan adalah :

  1. Tabung reaksi
  2. Gelas ukur
  3. Pipet

Cara pelaksanaannya adalah :

1. Pembuatan larutan standar Fe

  • Mengambil 6 buah tabung reaksi, bersihkan terlebih dahulu.
  • Menuangkan air aquades dalam gelas ukur, kemudian dimasukkan masing-masing 10 ml dalam tabung reaksi.
  • Dari keenam tabung reaksi ditetesi 0, 1, 2, 3, 4, 5 tetes larutan Fe, ingat setiap tabungnya agar tidak keliru.
  • Untuk setiap tabung ditetesi masing-masing 5 tetes 4NH2 5O4, 5 tetes KMNO4 dan 5 tetes KCN5, kocok-kocok hingga tercampur. Diletakkan dalam rak tabung reaksi sesuai urutan.

2. Pemeriksaan sampel

  • Mengambil 1 buah tabung reaksi.
  • Menuangkan air sample dalam gelas ukur sebanyak 10 ml kemudian dimasukkan dalam tabung reaksi.
  • Ditetesi dengan 5 tetes 4NH2SO4, 5 tetes KMNO4, 5 tetes KCN5 dikocok-kocok hingga tercampur.
  • Membandingkan dengan larutan standar yang dibuat.
  • Mencatat berapa Fe yang sesuai.

Setelah melakukan pengujian dan mendapatkan warna yang mendekati larutan standar, berikut ini adalah cara perhitungan untuk mengetahui berapa kadar Fe yang terdapat pada air sampel.

Kandungan Fe Air Sungai  = (1000/ volume) * perbandingan standar * 0,1

Keterangan :

v                                    : volume air sampel

perbandingan standar   : berapa ml larutan Fe pada larutan standar yang warnanya mendekati larutan sampel.

Setelah melakukan percobaan di atas dan kadarnya diperoleh hasil kurang dari 0,3 mg/l, maka air tersebut baik digunakan sebagai air minum maupun air bersih.

Apabila dalam percobaan tersebut air sampel dinyatakan mengadung besi yang kadarnya melebihi 0,3 mg/l untuk air minum dan 1 mg/l untuk air bersih maka ada 3 cara untuk menghilangkannya, yaitu:

1. Oksidasi dengan Udara (Aerasi)

Dari hasil pengamatan, untuk mengoksidasi setiap 1 mg/l zat besi dibutuhkan sekitar 0,14 mg/l oksigen. Pada pH rendah, kecepatan reaksi oksidasi besi dengan oksigen (udara) relatif lambat, sehingga pada prakteknya untuk mempercepat reaksi dilakukan dengan cara menaikkan pH air yang akan diolah. Tingkat pH air sangat berpengaruh dalam proses oksidasi besi dengan udara, tetapi proses tersebut hanya efektif untuk dijalankan pada 15 menit pertama proses oksidasi. Walaupun proses dijalankan hingga 60 menit, tetapi penurunan konsentrasi zat besi tidak sedrastis 15 menit pertama.

2. Oksidasi dengan Khlorine (Khlorinasi)

Khlorine, Cl2 dan ion hipokhlorit, (OCl)- adalah merupakan bahan oksidator yang kuat sehingga meskipun pada kondisi pH rendah dan oksigen terlarut sedikit, dapat mengoksidasi dengan cepat. Berdasarkan hasil perhitungan, maka untuk mengoksidasi setiap 1 mg/l zat besi dibutuhkan 0,64 mg/l khlorine. Tetapi pada prakteknya, pemakaian khlorine ini lebih besar dari kebutuhan teoritis karena adanya reaksi-reaksi samping yang mengikutinya. Disamping itu apabila kandungan besi dalam air baku jumlahnya besar, maka jumlah khlorine yang diperlukan dan endapan yang terjadi juga besar sehingga beban flokulator, bak pengendap dan filter menjadi besar pula.
Berdasarkan sifatnya, pada tekanan atmosfir khlorine adalah berupa gas. Oleh karena itu, untuk mengefisienkannya, khlorine disimpan dalam bentuk cair dalam suatu tabung silinder bertekanan 5 sampai 10 atmosfir. Untuk melakukan khlorinasi, khlorine dilarutkan dalam air kemudian dimasukkan ke dalam air yang jumlahnya diatur melalui orifice flowmeter atau dosimeter yang disebut khlorinator. Pemakaian kaporit atau kalsium hipokhlorit untuk mengoksidasi atau menghilangkan besi relatif sangat mudah karena kaporit berupa serbuk atau tablet yang mudah larut dalam air.

3. Oksidasi dengan kalium permanganat

Untuk menghilangkan besi dalam air, dapat pula dilakukan dengan mengoksidasinya dengan memakai oksidator kalium permanganat. Secara perhitungan, untuk mengoksidasi 1 mg/l besi diperlukan 0,94 mg/l kalium permanganat. Dalam prakteknya, kebutuhan kalium permanganat ternyata lebih sedikit dari kebutuhan yang dihitung berdasarkan stokhiometri. Hal ini disebabkan karena terbentuknya mangan dioksida yang berlebihan yang dapat berfungsi sebagai oksidator.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Forum untuk berdiskusi dan berbagi pengetahuan atau informasi seputar teknik

https://insinyur.id/