ANALISIS KATION DAN ANION DALAM AIR LAUT

Mata Kuliah: Kimia Analitik I

Dosen Pengampu,

Khusna Arif Rakhman, S.Si., M.Sc

 

Oleh,

Kelompok 4:

Humairah Ansar Tohe

Risna Ayu Dj. Kilkoda

Sri Santi Jamal

Semester/Kelas : III/A

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS KHAIRUN

TERNATE

2016

ANALISIS KATION DAN ANION PADA AIR LAUT

A.    Pengertian Air Laut

Indonesia adalah negara kepulauan yang mana dua per tiganya dikelilingi oleh laut. Air laut adalah air murni yang didalamnya terlarut berbagai zat padat dan gas.Senyawa-senyawa terlarut yang secarakolektif disebut garam. Dengan kata lain 96,5% air laut berupa air murni dan 3,5% zat terlarut. Banyaknya zat terlarut disebut salinitas.

Sehabis bermain di air laut, kulit terasa lebih lembap dan terlihat mengkilap. Itu disebabkan oleh mineral yang terkandung dalam air laut seperti magnesium, potasium, kalsium, sulfat dan sodium. Karena air laut adalah air murni yang di dalamnya larut berbagai zat padat dan gas.

Zat terlarut meliputi garam-garam organik yang berasal dari organisme hidup, dan gas-gas terlarut fraksi terbesar dari bahan terlarut terdiri dari garam-garam anorganik yang berwujud ion-ion.ada 6 ion anorganik membentuk 99,28% berat dari bahan anorganik padat. Ion-ion ini adalah Klor, natrium, belerang (sebagai sulfat), magnesium, kalsium dan kalium. Lima ion berikutnya menambah 0,71% berat, hingga 11 ion bersama-sama membentuk 99,99% berat zat terlarut. 0,1% sisanya terdapat beberapa garam anorganik yang sangat penting artinya dari binatang-binatang laut termasuk di dalamnya adalah nutrien yaitu fosfat dan nitrat yang dibutuhkan tumbuh-tumbuhan untuk sintesis zat organik dalam fotosintesis, dan silikon dioksida yang diperlukan diatom dan radiolaria untuk membentuk cangkang. Tiga sumber utama garam-garaman di laut adalah pelapukan batuan di daratm gas-gas vulkanik dan lubang-lubang hidrotermal (hydrothermal vents) di laut dalam.

Kandungan air laut terdiri dari 3,5% garam yang terdiri dari : Klorida 55%, Magnesium 3,7%, Sulfat 7,7% , Natrium 30,6%, Potasium 1,1% ,Kalsium 1,2%, Dan kandungan lain yang nilainya kurang dari 1% adalah asam blorak,bromida, bikarbonat florida, dan strontium. Secara merata air laut mengandung garam sebanyak 3,5% artinya setiap 1000 kg air laut mengandung 35 kg garam. Kandungan garam tertinggi lautan ada di daerah 20⁰ Lintang Utara dan 20⁰ Lintang Selatan (3,6% per mil). Kandungan garam terendah (3,1%) berada di daerah katulistiwa.

Secara merata air laut mengandung garam sebanyak 3,5% artinya setiap 1000 kg air laut mengandung 35 kg garam. Kandungan garam tertinggi lautan ada di daerah 20⁰ Lintang Utara dan 20⁰ Lintang Selatan (3,6% per mil). Kandungan garam terendah (3,1%) berada di daerah katulistiwa. Walaupun kebanyakan air laut di dunia memiliki kadar 3,5 %, air laut juga berbeda-beda kandungan garamnya. Air laut yang paling tawar adalah di timur Teluk Finlandia dan di utara Teluk Bothnia dan yang paling asin adalah di Laut Merah dimana suhu tinggi dan sirkulasi terbatas membuat penguapan tinggi dan sedikit masukan air dari sungai – sungai.

Air laut memiliki kadar garam karena bumi dipenuhi dengan garam mineral yang terdapat dalam batu-batuan dan tanah, contohnya natrium, kalium, magnesium, kalsium dan lain-lain. Apabila air sungai mengalir ke lautan, air tersebut membawa garam. Selain itu, ombak yang terjadi dilautan juga dapat menghasilkan garam karena adanya pengikisan pada bebatuan dan juga tanah. Untuk mendapatkan air laut yang tawar, dapat dilakukan dengan cara osmosis terbalik, yaitu suatu proses penyaringan air laut dengan menggunakan tekanan dialirkan melalui suatu membran saring. Sistem ini disebut SWRO (Seawater Reverse Osmosis)dan banyak digunakan pada kapal laut atau instalasi air bersih di pantai dengan bahan baku air.

B.     Analisis Kation

Teknik pengambilan sampel air laut dilakukan dengan cara ; “wadah tempat untuk menaruh sampel air laut terlebih dahulu diisi dengan air laut dan kemudian dibuang. Hal ini agar kotoran yang ada dalam botol dapat dihilangkan. Kemudian, sampel air laut yang diambil harus diisi penuh didalam wadah tersebut untuk menghindari terjadinya aerasi. Selang waktu 1 jam dari pengambilan harus sudah dilakukan pemeriksaan”.

1.      Magnesium (Mg²⁺)

Air sangat banyak menghasilkan Magnesium, air laut mengandung lebih banyak magnesium dari pada air biasa. Magnesium hidroksida dibentuk dari pengendapan di dasar laut.

Menganalisis adanya ion Mg²⁺ dalam air laut dapat dilakukan dengan metode titrimetri. Dalam setiap metode titrimetri selalu terjadi reaksi kimia antara komponen analit dengan zat pendeteksi yang disebut titran.

Analit + Titran → Hasil reaksi

Analisis Mg²⁺ dengan metode titrimetri dilakukan dengan cara : sampel air laut yang diambil dengan teknik pengambilan yang sudah ditentukan tersebut diletakkan kedalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan dengan larutan NaOH. Secara teori akan terbentuk endapan berwarna putih yang mudah larut dalam garam amonium.

Dengan reaksinya  : Mg²⁺ + NaOH → MgOH + Na⁺

2.      Natrium (Na⁺)

Natrium terdapat dalam air laut dengan jumlah persentase 30,8 %. Natrium terdapat dalam air laut dalam bentuk kation Na⁺ dan tergolong dalam unsur logam alkali (golongan I A dalam sistem periodik unsur). Berdasarkan Identifikasi ion natrium dalam air laut dapat dilakukan dengan uji nyala yaitu dilakukan dengan menguji adanya Na⁺ akan memberikan warna nyala kuning. Ujispesifik dapat dilakukan untuk Na⁺ dengan menggunakan pereaksi seng uranil asetat membentuk endapan kuning [NaZn(UO₂)₃(C₃H₃O₂)₉].

3.      Kalium (K⁺)

Potassium atau kalium merupakan salah satu komponen penyusun air laut dengan jumlah persentase 1,1 %.  Kadar potassium dalam air laut tidak sebanyak kadar natrium, namun endapan kalium yang terdapat dalam bebatuan lebih banyak dari pada natrium. Ini disebabkan oleh pengembalian kalium yang cukup besar oleh organisme-organisme didalam laut.  Artinya, organisme yang mengabsorpsi kalium ke sel-sel mereka ketika mati akan mengendap dibebatuan atau tanah di dasar laut bersama dengan kalium dalam tubuhnya.

Potassium dalam air laut berupa kation K⁺ dan tergolong dalam unsur golongan alkali (golongan I A dalam sistem periodik unsur). Identifikasi ion ini dapat dilakukan dengan uji nyala K⁺ yang menghasilkan warna merah keunguan. Warna nyala dari kalium dapat tertutupi jika terdapat natrium, karena itu diperlukan kaca kobalt untuk melihat warna nyala kalium tersebut. . Ujispesifik dapat dilakukan untuk K⁺ dengan pereaksi natriumheksanitrikobaltat (III) memberikan endapan kuning [K₂NaCo(NO₂)₆].

4.      Kalsium (Ca²⁺)

Kalsium merupakan unsur logam keras berwarna agak keperakan berjumlah sekitar 3,5 % dari kerak bumi dan merupakan komponen dasar dari kebanyakan hewan dan tanaman. Kalsium terbentuk secara alami dalam batu kapur, gipsum, fluorit, dan marmer dan ditemukan dalam kerak bumi tetapi tidak dalam bentuk unsur namun dalam bentuk senyawa. Kalsium terdapat dalam air laut sekitar 1,2 % dan berupa kation Ca²⁺.

Kalsium dapat diidentifikasi melalui warna nyala, yaitu warna menghasilkan warna nyala merah kekuningan.

Identifikasi kation Ca²⁺ dalam air laut juga dapat dilakukan dengan metode titrasi argentometri (titrasi endapan) yaitu dengan mereaksikan sampel air laut dengan larutan NaOH. Secara teori akan menghasilkan endapan Ca(OH)₂ yang berwarna putih.

C.    Analisis Anion

Unsur kimia yang terkandung di air laut ada yang merupakan unsur utama (mayor), unsur tambahan (minor), dan unsur yang langka (trace).Garam-garam terlarut yang terdapat dalam air laut dapat berupa kation maupun anion. Kation merupakan ion-ion terlarut yang berupa ion positif, sedangkan anion adalah ion-ion yang terlarut yang berupa ion negatif. Garam-garam utama berupa anion yang terdapat dalam air laut terdiri dari Cl^- (55%) dan SO₄^2- (7,7%). Anion-anion lainnya seperti Br^- (0,844%) dan F^- (0,068%) ditemukan dalam jumlah yang relatif sedikit dalam air laut.

Teknik pengambilan sampel air laut dilakukan dengan cara ; “wadah tempat untuk menaruh sampel air laut terlebih dahulu diisi dengan air laut dan kemudian dibuang. Hal ini agar kotoran yang ada dalam botol dapat dihilangkan. Kemudian, sampel air laut yang diambil harus diisi penuh didalam wadah tersebut untuk menghindari terjadinya aerasi. Selang waktu 1 jam dari pengambilan harus sudah dilakukan pemeriksaan”.

1.      Cl^- (klorida)

Ion klorida adalah anion organik utama yang paling banyak ditemukan di perairan alami. Klorida banyak ditemukan di alam, karena sifatnya yang mudah larut. Kandungan klorida di alam berkisar < 1 mg/L sampai dengan beberapa ribu mg/L di dalam air laut. Klorida ditemukan di air laut dan garam batu / endapan yang terbentuk akibat penguapan air  laut di masa lalu. Setiap 1 kg air laut mengandung sekitar 30 gram NaCl. Tidak mengherankan klorin adalah unsur golongan halogen terbanyak di alam 0,2% dari kerak bumi. Ion klorida dalam air laut sebesar 55%.

Analisis klorida dapat dilakukan dengan metode titrasi argentometri. Titrasi argentometri disebut juga titrasi pengendapan karena proses titrasi tersebut mengakibatkan terbentuknya endapan. Untuk menentukan kandungan klorida dalam air laut digunakan titrasi argentometri dengan metode Mohr. Salah satu ciri  metode Mohr yaitu menggunakan larutan kalium kromat (K₂CrO₄) sebagai indikator. Metode Mohr biasanya digunakan untuk mengendapkan ion-ion perak, tiosanat, dan ion-ion halogen yang salah satunya ion klorida.

Konsentrasi ion klorida dalam air laut dapat di tentukan dengan cara menitrasi sampel dengan menggunakan larutan standar AgNO₃ dan indikator K₂CrO₄. Proses pertama yaitu melakukan standarisasi larutan AgNO₃ yang akan digunakan untuk titrasi sampel air laut. Sampel dimasukkan dalam erlenmeyer dan ditetesi dengan indikator K₂CrO₄ sebanyak 5 tetes kemudian dititrasi. Warna sampel ketika diberi indikator berubah warna menjadi kuning. Kemudian sampel dititrasi dengan larutan titran perak nitrat (AgNO₃) 0,01 N yang telah terstandarisasi hingga terjadi perubahan warna menjadi merah bata.

Mula-mula akan terbentuk endapan AgCl berwarna putih karena adanya reaksi ion klorida pada titrat dengan ion perak pada titran. Setelah ion klorida habis bereaksi, masih ada kelebihan ion perak sehingga akan terjadi reaksi antara ion perak dengan ion kromat dari indikator. Reaksi antara ion kromat dengan titran ini akan mengakibatkan terbentuknya endapan Ag₂CrO₄ dengan perubahan warna pada endapan menjadi merah kecoklatan. Pada kondisi ini tercapai titik akhir titrasi.  Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Ag⁺ _(aq) + Cl^- _(aq) → AgCl _(s)                      (endapan putih)

Ag⁺ _(aq) + CrO4^2- _(aq) → Ag₂CrO_{4 (s)}          (endapan cokelat kemerahan)

Agar tidak terjadi reaksi antara indikator dengan titran sebelum ion klorida habis bereaksi maka perlu ditentukan dengan pasti konsentrasi ion kromat yang digunakan. Sehingga konsentrasi ion kromat yang dianjurkan untuk digunakan adalah sekitar 2,5 x 10^-3 M. titrasi dengan mohr harus dilakukan dalam suasana netral atau dengan sedikit alkalis dengan pH sekitar 6,5 – 9,0.

2.      SO₄^2- (Sulfat)

Sebagian besar belerang yang terdapat di air laut adalam ion sulfat. Sulfat merupakan salah satu komponen garam terlarut dalam air laut sekitar 7,7%. Sulfat adalah anion terbesar kedua setelah klorida.

Berdasarkan SNI Kualitas Air 19-6964.5-2003, analisis ion sulfat dalam air laut dapat dilakukan dengan metode gravimetri. Penentuan kadar sulfat dalam air laut dapat dilakukan dengan cara mengambil sampel air laut dan dimasukkan ke dalam gelas beker, kemudian diendapkan dengan BaCl₂ dalam suasana asam menghasilkan endapan BaSO₄ yang berwarna putih. Endapan dipanaskan dalam tanur pada temperatur 800^oC, kemudian didinginkan dan ditimbang.

3.      Br^‑ (Bromida)

Unsur Brom dalam air laut ditemukan di kerak bumi dalam unsur ion bromida. Beberapa pengayaan di air laut (65 ppm), di laut mati (sekitar 5 gram per liter ). Endapan garam alami dan air asin adalah sumber utamanya. Kandungan ion bromida dalam air laut adalah sekitar 0,844%.

Analisis bromida dapat dilakukan dengan metode titrimetri dengan cara mereaksikan sampel air laut yang mengandung ion bromida dengan  perak nitrat akan menghasilkan endapan kuning AgBr yang sukar larut dalam ammonia encer tetapi larut dalam ammonia pekat.

4.      F^- (Florida)

Kandungan florida dalam air laut  sekitar 1,2 – 1,4 mg/L atau 0,068% dalam air laut. Analisis florida dapat dilakukan dengan metode spektrofotometri SPADNS berdasarkan reaksi florida dan penyerapan warna zirkonium yang membentuk anion kompleks yang tidak berwarna [ZrF₆]^- .

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. SNI Kualitas Air (Bagian 1) Kimia Lingkungan. http://environmentalchemistry.wordpress.com/2010/11/22/sni-kualitas-air-bagian-1/

Anonim. 2012. Macam-macam Senyawa Kimia Dalam Laut. http://perikanan-tangkap.blogspot.com

Anonim. 2015. Analisis Klorida dengan Metode Mohr pada Air Laut. http://dokumen.tips/documents/analisis-klorida-dengan-metode-mohr-pada-air-laut/

Anonim. 2016. Analisis Kandungan Sulfat Pada Air Laut Dengan Cara Gravimetri. http://generasifabulous.wordpress.com

Astuti, Nila. 2016. Analisis Sulfat. http://nilaastuti1409.blogspot.co.id/2016/08/analisis-sulfat/

Kuswardini, Azizah. 2016. Kandungan Yang Terdapat Dalam Air Laut. https://azizahkd.wordpress.com/2016/03/21/kandungan-dalam-air-laut/