1

TUGAS PRAKTIKUM AIR DAN UDARA

BESI, MANGAN, ALUMINIUM, ZENG,

ALKALINITAS, ACIDITY DAN COX

Oleh :

Kelompok 3

1. Bustala Estu E2A 006 016

2. Diska Ardi S E2A 006 028

3. Johan Fahyudi E2A 006 052

4. Lenci Ariani E2A 006 057

FAKULTAS KESEHATAN MASYARAKAT

UNIVERSITAS DIPONEGORO

2009

2

A. BESI (Fe)

a. Parameter :

Keberadaan besi dalam air dapat ditandai dengan air berwarna merah kecoklatan

dan adanya endapan kuning kecoklatan pada air. Pada dasarnya, besi dalam air

dalam bentuk Ferro (Fe2+) atau Ferri (Fe3+), hal ini tergantung pada kondisi pH dan

oksigenterlarut dalam air. Pada pH netral dan adanya oksigen terlarut yang cukup,

maka ion ferro yang terlarut dapat teroksidasi menjadi ion ferri dan selanjutnya

membetuk endapan.

b. Hal yang mempengaruhi kelarutan besi dalam air.

a) Kedalaman resapan air

Air tanah yang turun jatuh ke tanah dan mengalami infiltrasi masuk kedalam tanah

yang mengandung FeO akan bereaksi dengan H2O dan CO2 dalam tanah dan

membentuk Fe(HCO3)2 dimana semakin dalam air yang meresap kedalam tanah

semakin tinggi juga kelarutan besi karbonat dalam air tersebut.

b) pH

pH air akan terpengaruh terhadap kesadahan kadar besi dalam air, apabila pH air

rendah akan berakibat terjadinya proses korosif sehingga menyebabkan larutnya

besi dan logam lainnya dalam air, pH yang rendah kurang dari 7 dapat melarutkan

logam. Dalam keadaan pH rendah, besi yang ada dalam air berbentuk ferro dan ferri

akan mengendap dan tidak larut dalam air dan tidak dapat dilihat dengan mata dan

berakibat terjadinya warna pada air, air berbau dan adanya rasa karat pada air.

c) Temperatur Air

Temperatur yang tinggi akan menyebabkan menurunnya kadar O2 dalam air,

kenaikan temperature air juga akan menguraikan derajat kelarutan mineral

sehingga kelarutan Fe pada air tinggi

d) Bakteri Besi

Bakteri besi adalah bakteri yang dapat mengambil unsure besi dari sekeliling

lingkungan hibupnya sehingga mengakibatkan turunnya kadungan besi dalam air.

Dalam aktifitasnya bakteri besi memerlukan oksigen dan besi sehingga bahan

makanan dari bakteri besi tersebut. Hasil aktifitas bakteri besi tersebut menghasilkan

3

presipitat (oksida besi) yang akan menyebabkan warna kuning pada pakaian dan

bangunan.

Bakteri besi merupakan bakteri yang hidup dalam keadaan anaerob dan banyak

terdapat dalam air yang mengandung mineral. Pertumbuhan bakteri akan menjadi

lebih sempurna apabila air banyak mengandung CO2 dengan kadar yang cukup

tinggi.

e) CO2 Agresif

Karbondioksida (CO2) merupakan salah satu gas yang terdapat dalam air.

Berdasarkan bentuk dari gas karbondioksida (CO2) di dalam air, CO2 dibedakan

menjadi :

a. CO2 bebas

b. CO2 dalam kesetimbanagan

c. CO2 agresif

Dari ketiga bentuk karbondioksida (CO2) yang terdapat dalam air, CO2 agresiflah

yang paling berbahaya karena kadar CO2 agresif lebih tinggi dan dapat

menyebabkan terjadinya korosi sehingga berakibat kerusakan pada logam-logam

dan beton.

c. Standar Baku

Konsentrasi besi pada air tanah bervariasi mulai dan 0,01 mg/l sampai dengan ± 25

mg/l. Secara umum Fe (II) terdapat dalam air tanah berkisar antara 1.0 – 10 mg/L,

namun demikian tingkat kandungan besi sampai sebesar 50 mg/L dapat juga

ditemukan dalam air tanah ditempat – tempat tertentu.

Menurut SK Menkes no 907 tahun 2002, standar besi dalam air yang diperkenankan

adalah sebesar 0,3 mg/L. Sedangkan menurut Permenkes nomor 416 tahun 1990,

standar besi yang diperbolehkan dalam air bersih adalah sebesar 1,0 mg/L.

d. Bentuk di alam :

Pada dasarnya, besi dalam air dalam bentuk Ferro (Fe2+) atau Ferri (Fe3+), hal ini

tergantung pada kondisi pH dan oksigenterlarut dalam air. Keterangan selanjutnya

dapat dilihan pada bagan.

4

a b

Keterangan :

a : besi terlarut / terdispersi halus (lolos saringan)

b : besi endapan (tertahan pada saringan)

e. Senyawa Kimia :

Reaksi ion besi dalam larutan Ion-ion yang paling sederhana dalam larutan adalah:

Ion heksaaquobesi(II) – [Fe(H2O)6]2+.

Ion heksaaquobesi(III) – [Fe(H2O)6]3+.

Persamaan reaksi :

Fe(HCO)3 + O2 Fe(OH)2 + 2CO2 + O2

Fe(OH)2 + 2H2O + O2 Fe(OH)3 + H2O + O2 + H+

Besi pada umumnya terdapat mempunyai senyawa kimia bikarbonat dan sulfat, juga

ditemukan kedua unsur tersebut bersenyawa dengan hidroden sulfida (H2S).

f. Metode Pengujian

Uji Besi (Fe)

1. Mudah teroksidasi menjadi Fe3+.

Besi Total

Besi II

(Ferro)

Besi III

(Ferri)

Bebas

Bentuk

Komplek

Bebas

Endapan:

FeS,

FeCO3,Fe(OH)2

Terlarut :

Fe2+

,Fe(OH)+

Komplek

Mineral :

Silikat,Fosfat

Komplek

Organik:

Asam

humus&fulfik

Endapan :

Fe(OH)3,

Endapan lain

5

2. Diberi Fe2+ à larutan zat + K4Fe(CN)4 akan menghasilkan endapan

berwarna biru.

3. Diberi Fe+3 à larutan zat + Ammonium Tiosianat (NH4CNS), maka akan

menghasilkan Fe(CNS)3 yang berwarna merah tua.

g. Metode Pengolahan

Metode yang digunakan untuk menghilangkan kandungan besi dalam air yaitu :

I. Aerasi

Adalah suatu tehnik memancarkan air ke udara agar air terkena kontak dengan

udara/oksigen. Semakin banyak permukaan air yang terkena oksigen maka semakin

baik. Selain dapat menurunkan zat besi, banyak lagi manfaat yang lain jika

menggunakan sistem aerasi ini.

II. Menggunakan Pasir Mangaan (Manganese Green Sand)

Pasir mangaan ini terbukti efektif untuk menurunkan kandungan zat besi (Fe) dalam

air. Penggunaanya adalah dengan cara dimasukkan ke dalam tabung filter.

III. Menggunakan bahan kimia

Banyak sekali jenis bahan kimia yang dapat dipergunakan untuk menurunkan zat

besi ini. Namun saya tidak akan membahasnya disini karena harus menggunakan

takaran dan metode tertentu dan takarannya berbeda beda tergantung dari

seberapa tingginya zat besi dalam air tersebut.

h. Dampak Terhadap Lingkungan

- Mengotori bak dari seng, wastafel dan kloset

- Bersifat korosif terhadap pipa terutama pipa GI dan akan mengendap pada

saluran pipa, sehingga mengakibatkan pembunuhan

- Menyumbat pergerakan saringan sumur

- Mengotori plumbing dan pakaian

i. Dampak Terhadap Kesehatan

6

Tubuh manusia perlu mineral dan zat besi !!! Ini yang perlu digaris bawahi. Coba

perhatikan saja produsen produk susu untuk bayi berlomba lomba memploklamirkan

bahwa produknya mengandung zat besi.

Tetapi kandungan zat besi yang terlalu tinggi juga tidak baik bagi kesehatan karena

akan menyebabkan gangguan pada ginjal dan lainnya. Menurut Kepmenkes,

kandungan zat besi maksimum yang diperbolehkan untuk air minum adalah 0,3.

Defisiensi kekurangan besi sering terjadi pada golongan yang rentan yaitu, anak-

anak, remaja, ibu hamil, ibu meyusui serta para pekerja berpenghasilan rendah.

Defisiensi besi berkaitan dengan anemia gizi besi. Kehilangan besi bisa dikarenakan

komsumsi makanan yang kurang seimbang atau gangguan absorpsi besi, dan

karena pendarahan akibat cacingan, menstruasi berlebihan, gagal ginjal.

Kekurangan besi terjadi tiga tahap :

- Bila simpanan besi berkurang telihat dari penurunan feritin dan plasma (12 ug/L).

- Terlihat dengan habisnya simpanan besi, menurunnya jenuh transferin dan

meningkatnya protoporfirin (bentuk pendahulu hem).

- Terjadi animia gizi, dimana kadar hemoglobin total turun di bawah nilai

normal.Kekurangan besi pada umumnya menyebabakan pucat, pusing, rasa lemah,

kurang nafsu makan, menurunnya kemampuan bekerja, menurunnya kekebalan

tubuh dan gangguan penyembuhan luka.

Dampak kelebihan dan kekurangan besi antara lain:

a. Metabolisme energy

Besi berkerja sama dengan rantai protein pengankut electron, yang berperan pada

langkah-langkah akhir metabolisme energi. Protein ini memindahkan hydrogen dan

electron yang berasal dari zat gizi penghasil energi ke oksigen, sehingga

membentuk air, proses tersebut menghasilkan ATP.

b. Produktivitas kerja

Kekurangan besi dapat menyebabkan 2 faktor yaitu:

- Berkurangnya enzim-enzim mengandung besi dan besi sebagai kofaktor enzim

yang terlibat dalam metabolisme energi.

- Menurunnya hemoglobin darah.

7

Akibatnya, metabolisme energi dalam otot terganggu dan terjadi penumpukan asan

laktat yang menyebabkan rasa lelah.

c. Berkurangnya Kemampuan belajar

Kadar besi dalam darah meningkat pada saat pertumbuhan sampai remaja, dan

tidak dapat di gantikan pada saat dewasa. Kekurangan besi berpengaruh negatif

pda perkembangan otak, terutama pada sistem penghantar saraf. Akibatnya,

kepekaan saraf dopamin berkurang yang dapat berakhir dengan hilangnya reseptor

tersebut. Daya konsentrasi, daya ingat, damn kemampuan belajar terganggu, fungsi

kelenjar tiroid dan kemampuan mengatur suhu tubuh menurun.

d. Sistem kekebalan tubuh.

Besi memegang peranan dalam system kekebalan tubuh. Sel darah putih yang

menghancurkan bakteri tidak dapat berkerja efektif dalam keadaan tubuh

kekurangan besi. Di samping itu dua protein pengankut besi transferin dan laktoferin

mencegah terjadianya infeksi dengan cara memisahkan mikroorganisme yang

membutuhkannya untuk perkembangbiakan.

e. Pelarut obat-obatan

Obat-obatan tidak larut air oleh enzim mengandung besi dapat dilarutkan sehingga

dapat dikeluarkam oleh tubuh.

Selain dampak kekurangan besi, kelebihan besi dalam air yang dikonsumsi juga

dapat:

- Merusak dinding usus dalam dosis yang besar

- Menimbulkan rasa mual

- Iritasi pada mata dan kulitapabila kadar fe lebih dari 1 mg/l

- Sirosis hati dan kerusakan pancreas. Pada hemokromatosis primer, besi

diserap dan disimpan dalam jumlah yang berlebihan. Feritrin berada dalam keadaan

jenuh akan besi sehingga kelebihan mineral ini akan disimpan dalam bentuk

kompleks dengan mineral lain yaitu hemosiderin. Hal inilah yang menyebabkan

sirosis hati dan kerusakan pancreas yag dapat mengakibatkan diabetes.

8

B. MANGAN (Mn)

a. Parameter

Pada air permukaan yang belum diolah ditemukan konsentrasi mangan rata-rata

lebih dari 1 mg/l, walaupun demikian dalam keadaan tertentu unsur mangan dapat

timbul dalam konsentrasi besar pada suatu reservoir/tandon atau sungai pada

kedalaman dan saat tertentu. Hal ini terjadi akibat adanya aktivitas mikroorganisme

dalam menguraikan dan mereduksi bahan organik dan mangan (IV) menjadi

mangan (II) pada kondisi hypolimnion (kondisi adanya cahaya matahari).

Keberadaan mangan dalam air, seperti halnya besi, dapat diketahui dengan warna

air yang menjadi merah kecoklatan dan adanya endapan. Hal ini disebabkan

mangan dan besi pada umumnya keberadaannya selalu bersama.

b. Standar Baku

Kadar mangan yng diperbolehkan dalam air minum menurut SK Menkes No 907

tahun 2002 adalah sebesar 0,1 mg/L sedangkan kandungan mangan yang

diperbolehkan di dalam air bersih adalah sebesar 1 mg/L.

c. Bentuk di alam

Mangan ditemukan di alam dalam bentuk:

Pyrolusite (MnO2)

Brounite (Mn2O3)

Housmannite (Mn3O4)

Mangganite (Mn 2O3.H2O)

Psilomelane [(BaH2O)2.Mn5O10]

Rhodochrosite (MnCO3)

d. Sifat kimia sifat-sifat oksida mangan

Mangan memiliki tingkat oksidasi lebih banyak dimana menyebabkan mangan

memiliki bebrapa sifat dari senyawa oksida mangan tersebut, yaitu:

Oksida

Bilangan oksidasi

Sifat

MnO (+2)

Basa

9

MnO + H2SO4 → MnSO4 + H2O

Mn2O3 (+3)

Basa lemah

Mn2O3 + 6HCl → 2MnCl3 + 3H2O

MnO2

+4

Amfoter

MnO2 + 4HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl2

MnO + Ca(OH)2 → CaO.MnO2 + H2O

MnO3

+6

Asam

3MnO4 + H2O → 2HMnO4 +MnO2

Mn2O7

+7

Asam

Mn2O7 + H2O → 2HMnO4

Reaksi kimia

o Reaksi dengan air

Mangan bereaksi dengan air dapat berubah menjadi basa secara perlahan dan gas

hidrogen akan dibebaskan sesuai reaksi:

Mn(s) + 2H2O → Mn(OH)2 +H2

o Reaksi dengan udara

Logam mangan terbakar di udara sesuai dengan reaksi:

3Mn(s) + 2O2 → Mn3O4(s)

3Mn(s) + N2 → Mn3N2(s)

o Reaksi dengan halogen

Mangan bereaksi dengan halogen membentuk mangan (II) halida, reaksi:

Mn(s) +Cl2 → MnCl2

Mn(s) + Br2 → MnBr2

10

Mn(s) + I2 → MnI2

Mn(s) + F2 → MnF2

Selain bereaksi dengan flourin membentuk mangan (II) flourida, juga menghasilkan

mangan (III) flourida sesuai reaksi:

2Mn(s) + 3F2 → 2MnF3(s)

o Reaksi dengan asam

Logam mangan bereaksi dengan asam-asam encer secara cepat menghasilkan gas

hidrogen sesuai reaksi:

Mn(s) + H2SO4 → Mn2+(aq) + SO42-(aq) + H2(g)

e. Metode pemeriksaan

Mangan diperoleh dengan ekstraksi oksida-oksidanya dari tambang bijihnya.

Prosesnya ada beberapa cara antara lain:

a) Reduksi dengan karbon

Oksida mangan yang telah diekstraksi dicampur dengan karbon lalu dipanaskan,

sehingga terjadi reaksi:

Mn3O4 + 4C → 3Mn + 4CO

MnO +2C → Mn + 2CO

b) Proses alumino thermic

Bijih dicuci dengan mengalirkan air dan dipanggang dengan dialiri udara lalu

dipanaskan terus sampai pijar(merah) dimana MnO2 akan berubah menjadi

Mn3O4

MnO2 → Mn3O4 + O2

Oksida yang terbentuk dicampur dengan bubuk aluminium dalam krus, lalu ditimbuni

dengan bubuk magnesium dan barium peroksida. Reduksi terjadi dalam pemanasan

3Mn3O4 + 8Al → 4Al2O3 + 9Mn

c) Metode elektrolisa

Mangan secara besar-besaran diprodiuksi dengan cara ini:

Bijih digiling dan dipekatkan dengan proses gravity

Bijih yang sudah dipekatkan dipanggang (elumino proses) sampai terbentuk

Mn3O4

11

d) Mn3O4 diubah menjadi MnSO4

Mn3O4 dipanaskan bersama H2SO4 encar maka terbentuk MnSO4 (larut) dan

MnO2 (tak larut). MnO2 dapat dipijarkan lagi menjadi Mn3O4 dan proses diulang

seperti diatas.

Elektrolisa larutan MnSO4 dielektrolisa menggunakan katoda merkuri. Mangan

dibebaskan pada katoda ini membentuk amalgam. Selanjutnya amalgam didestilasi

dimana Hg akan menguap lebih dulu dan tinggal mangan.

f. Metode Pengujian

Uji Mangan (Mn)

1. Larutan zat ditambah Na-fosfat (Na3PO4) akan menghasilkan endapan

merah jambu.

2. Zat pijar (sisa) ditambah asam asetat dan K-oksalat akan menghasilkan

endapan roset (batang-batang).

3. Sisa pijar ditambah asam asetat, KOH dan benzene asetat akan berwarna

biru.

4. Dengan NaOH + H2O2 akan menghasilkan endapan coklat.

g. Dampak Lingkungan

Jika konsentrasi mangan di dalam air relatif besar, akan memberikan dampak

sebagai berikut :

Menimbulkan penyumbatan pada pipa disebabkan secara langsung oleh

deposit (tubercule) yang disebabkan oleh endapan

Meninggalkan noda pada bak-bak kamar mandi dan peralatan lainnya

(kehitaman oleh mangan). Pada ion exchanger endapan mangan yang terbentuk,

seringkali mengakibatkan penyumbatan atau menyelubungi media pertukaran ion

(resin), yang mengakibatkan hilangnya kapasitas pertukaran ion. Menyebabkan

keluhan pada konsumen (seperti kasus “red water”) bila endapan mangan yang

terakumulasi di dalam pipa, tersuspensi kembali disebabkan oleh adanya kenaikan

debit atau kenaikan tekanan di dalam pipa/system distribusi, sehingga akan terbawa

ke konsumen.

h. Dampak Kesehatan

12

Keracunan mangan dapat mengakibatkan gangguan motorik dan gangguan kognitif.

mangan dapat menyebabkan sindrom peracunan dalam binatang-binatang

menyusui, dengan kerusakan sistem deteksi detak jantung yang kadang-kadang

tidak dapat diubah. Keracunan mangan pernah di hubungkan ke kerusakan

ketrampilan-ketrampilan motor dan penyakit kognitif. Sejenis penyakit

neurodegeneration yang mirip dengan Parkinson's Disease bernama "Manganism"

pernah dihubungkan ke pembeberan mangan terhadap buruh-buruh tambang dan

buruh-buruh pencair mangan sejak awal abad ke 19.

C. ALUMINIUM (Al)

a. Definisi

Aluminium merupakan unsur logam yang termasuk ringan dan mempunyai massa

jenis 2,7–3 gr /cm3, sehingga dalam pengunaan sebaiknya dicampur dengan unsur

logam sehingga lebih kuat seperti Duralium (campuran Al, Cu, mg) untuk pembuatan

badan peswat. Aluminium adalah logam yang berwarna putih perak dan tergolong

ringan yang mempunyai massa jenis 2,7–3 gr/ cm3. Aluminium merupakan

konduktor listrik yang baik. Terang dan kuat. Merupakan konduktor yang baik juga

buat panas. Dapat ditempa menjadi lembaran, ditarik menjadi kawat dan diekstrusi

menjadi batangan dengan bermacam-macam penampang. Tahan korosi.

Aluminium digunakan dalam banyak hal. Kebanyakan darinya digunakan dalam

kabel bertegangan tinggi. Juga secara luas digunakan dalam bingkai jendela dan

badan pesawat terbang. Ditemukan di rumah sebagai panci, botol minuman ringan,

tutup botol susu dsb. Aluminium juga digunakan untuk melapisi lampu mobil dan

compact disks.

b. Parameter

Keberadaan aluminium dalam air dapat ditandai dengan air yang berwarna putih

keruh dan terdapat endapan putih.

c. Sifat-sifat yang dimiliki aluminium antara lain :

a) Ringan, tahan korosi dan tidak beracun maka banyak digunakan untuk alat

rumah tangga seperti panci, wajan dan lain-lain.

13

b) Reflektif, dalam bentuk aluminium foil digunakan sebagai pembungkus

makanan, obat, dan rokok.

c) Daya hantar listrik dua kali lebih besar dari Cu maka Al digunakan sebagai

kabel tiang listrik.

d) Paduan Al dengan logam lainnya menghasilkan logam yang kuat seperti

Duralium (campuran Al, Cu, mg) untuk pembuatan badan peswat.

e) Al sebagai zat reduktor untuk oksida MnO2 dan Cr2O3.

d. Senyawa kimia

Beberapa senyawa Aluminium juga banyak penggunaannya, antara lain:

a. Tawas (K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O)

Tawas mempunyai rumus kimia KSO4.Al2.(SO4)3.24H2O. Tawas digunakan untuk

menjernihkan air pada pengolahan air minum.

b. Alumina (Al2O3)

Alumina dibedakan atas alfa-allumina dan gamma-allumina. Gamma-alumina

diperoleh dari pemanasan Al(OH)3 di bawah 4500oC. Gamma-alumina digunakan

untuk pembuatan aluminium, untuk pasta gigi, dan industri keramik serta industri

gelas. Alfa-allumina diperoleh dari pemanasan Al(OH)3 pada suhu diatas 10000oC.

Alfa-allumina terdapat sebagai korundum di alam yang digunakan untuk amplas atau

grinda. Batu mulia, seperti rubi, safir, ametis, dan topaz merupakan alfa-allumina

yang mengandung senyawa unsur logam transisi yang memberi warna pada batu

tersebut.

Warna-warna rubi antara lain:

Rubi berwarna merah karena mengandung senyawa kromium (III)

Safir berwarna biru karena mengandung senyawa besi(II), besi(III) dan

titan(IV)

Ametis berwarna violet karena mengandung senyawa kromium (III) dan titan

(IV)

Topaz berwarna kuning karena mengandung besi (III)

Kelebihan : Mempunyai bobot yang ringan, minim perawatan, tahan terhadap

14

karat, tahan terhadap asam.

Kekurangan : Mudah tergores, lemah terhadap benturan, kurang fleksibel

dalam hal desain

e. Bentuk dialam

Aluminium ada di alam dalam bentuk silikat maupun oksida, yaitu antara lain:

sebagai silikat misal feldspar, tanah liat, mika sebagai oksida anhidrat misal

kurondum (untuk amril) sebagai hidrat misal bauksit sebagai florida misal kriolit.

f. Metode pemeriksaan

a) Basakan dengan amonium berlebih menghasilkan endapan putih.

b) Ditambahkan NaOH akan larut kembali menghasilkan garam aluminat.

c) Sisa pijaran ditambahkan HCl/CH3COOH dan NaCo nitrat kemudian dibakar

maka akan menghasilkan abu berwarna hijau.

g. Dampak

Dampak adanya aluminium dalam air memiliki kesamaan dengan dampak yang

ditimbulkan oleh logam berat lainnya. Dampak yang ditimbulkan pada kesehatan

manusia adalah adanya gangguan organ dalam dan gengguan pencernaan.

D. SENG (Zn)

a. Definisi

Seng (bahasa Belanda: zink) adalah unsur kimia dengan lambang kimia Zn, nomor

atom 30, dan massa atom relatif 65,39. Ia merupakan unsur pertama golongan 12

pada tabel periodik. Beberapa aspek kimiawi seng mirip dengan magnesium. Hal ini

dikarenakan ion kedua unsur ini berukuran hampir sama. Selain itu, keduanya juga

memiliki keadaan oksidasi +2. Seng merupakan unsur paling melimpah ke-24 di

kerak Bumi dan memiliki lima isotop stabil. Bijih seng yang paling banyak ditambang

adalah sfalerit (seng sulfida). Seng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan,

berkilau, dan bersifat diamagnetik. Logam ini keras dan rapuh pada kebanyakan

suhu, namun menjadi dapat ditempa antara 100 sampai dengan 150 °C. Di atas

15

210 °C, logam ini kembali menjadi rapuh dan dapat dihancurkan menjadi bubuk

dengan memukul-mukulnya. Seng juga mampu menghantarkan listrik. Dibandingkan

dengan logam-logam lainnya, seng memiliki titik lebur (420 °C) dan tidik didih

(900 °C) yang relatif rendah.Dan sebenarnya pun, titik lebur seng merupakan yang

terendah di antara semua logam-logam transisi selain raksa dan kadmium. Terdapat

berbagai jenis senyawa seng yang dapat ditemukan, seperti seng karbonat dan seng

glukonat (suplemen makanan), seng klorida (pada deodoran), seng pirition (pada

sampo anti ketombe), seng sulfida (pada cat berpendar), dan seng metil ataupun

seng dietil di laboratorium organik.Sedangkan pada air laut kadar sengnya adalah 30

ppb dan pada atmosfer kadarnya hanya 0,1–4 µg/m3.

Seng diklasifikasikan sebagai kalkofil, yang berarti bahwa unsur ini memiliki afinitas

yang rendah terhadap oksigen dan lebih suka berikatan dengan belerang. Kalkofil

terbentuk ketika kerak bumi memadat di bawah kondisi atmosfer bumi awal yang

mendukung reaksi reduksi. Sfalerit, yang merupakan salah satu bentuk kristal seng

sulfida, merupakan bijih logam yang paling banyak ditambang untuk mendapatkan

seng karena ia mengandung sekitar 60-62% seng.

Endapan Zn dapat terbentuk dengan senyawa-senyawa hidroksida, karbonat, fosfat,

sulfida, molibdat, dan asam-asam organik yang terdiri dari humat, fulvat, dan ligand

organik.

Beberapa reaksi lain sebagai contoh dikemukakan sebagai berikut:

Reaksi redoks, Zn++ + 2e- Zn (c), Ko = 10-25,80

Pada reaksi redoks ini dibutuhkan sumber donor elektron dari unsur – unsur lain

atau unsur-unsur yang lebih kuat untuk mereduksi Zn++. Kondisi reduktif dapat

terjadi dengan dilakukan penggenangan.

Mineral willemite, Zn2SiO4 + 4H+ 2Zn++ + H4SiO4,

Ko = [Zn++]2[H4SiO4]/[H+]4 =10 +13,15.

Hidroksida, Zn(OH)2 + 2H+ Zn++ + 2H2O, Ko = 10 + 12,48

Hidrolisis, Zn++ + 2H2O Zn(OH)2 + 2H+, Ko = 10 -16,80

Kompleks Fosfat, Zn++ + H2PO4- ZnHPO4 + H+, Ko = 10-3,90

Rata – rata keberadaannya di kulit bumi sekitar 76 ppm, dalam tanah 25 – 68 ppm,

dalam perairan sungai sekitar 20 g/L dan atau 5 – 10 ppb, air laut sekitar 0.6 – 5

16

ppb, pada tubuh ganggang sekitar 20 – 700 ppm, ikan dan kerang laut sekitar 3 – 25

ppm, tiram sekitar 100 – 900 ppm, udang/lobster sekitar 7 – 50 ppm dan didalam air

tanah tidak lebih dari 0.1 mg/L.

b. Parameter

Keberadaan seng di dalam air dapat ditandai dengan air yang berwarna merah

kecoklatan dan terbentuknya endapan berwarna serupa.

c. Senyawa kimia

Seng klorida

Kebanyakan metaloid dan non logam dapat membentuk senyawa biner dengan

seng, terkecuali gas mulia. Oksida ZnO merupakan bubuk berwarna putih yang

hampir tidak larut dalam larutan netral. Ia bersifat amfoter dan dapat larut dalam

larutan asam dan basa kuat.[18] Kalkogenida lainnya seperti ZnS, ZnSe, dan ZnTe

memiliki banyak aplikasinya dalam bidang elektronik dan optik. Pniktogenida (Zn3N2,

Zn3P2, Zn3As2 dan Zn3Sb2), peroksida ZnO2, hidrida ZnH2, dan karbida ZnC2 juga

dikenal keberadaannya. Dari keempat unsur halida, ZnF2 memiliki sifat yang paling

ionik, sedangkan sisanya (ZnCl2, ZnBr2, dan ZnI2) bertitik lebur rendah dan dianggap

lebih bersifat kovalen.

Dalam larutan basa lemah yang mengandung ion Zn2+, hidroksida dari seng Zn(OH)2

terbentuk sebagai endapat putih. Dalam larutan yang lebih alkalin, hidroksida ini

akan terlarut dalam bentuk [Zn(OH)4]2- Senyawa nitrat Zn(NO3)2, klorat Zn(ClO3)2,

sulfat ZnSO4, fosfat Zn3(PO4)2, molibdat ZnMoO4, sianida Zn(CN)2, arsenit

Zn(AsO2)2, arsenat Zn(AsO4)2•8H2O dan kromat ZnCrO4 merupakan beberapa

contoh senyawa anorganik seng. Salah satu contoh senyawa organik paling

sederhana dari seng adalah senyawa asetat Zn(O2CCH3)2.

Senyawa organo seng merupakan senyawa-senyawa yang mengandung ikatan

kovalen seng-karbon. Dietilseng ((C2H5)2Zn) merupakan salah satu reagen dalam

kimia sintesis. Senyawa ini pertama kali dilaporkan pada tahun 1848 dari reaksi

antara seng dengan etil iodida dan merupakan senyawa yang pertama kali diketahui

17

memiliki ikatan sigma logam-karbon. Dekametildizinkosena mengandung ikatan

seng-seng kovalen yang kuat pada suhu kamar.

d. Bentuk dialam

Keberadaan logam Seng (Zn) dapat berasal dari proses alamiah maupun adisi dari

limbah industri dan pertanian. Mineral-mineral sebagai sumber utama yang kaya Zn

dalam tanah adalah sphalerite dan wurtzite (ZnS), dan sumber yang sangat kecil

dari mineral-mineral smithsonites (ZnCO3), willemite (Zn2SiO4), zincite (ZnO),

zinkosite (ZnSO4), franklinite (ZnFe2O4), dan hopeite (Zn3(PO4)2.4H2O (Lindsay,

1972). Endapan Zn dapat terbentuk dengan senyawa-senyawa hidroksida, karbonat,

fosfat, sulfida, molibdat, dan asam-asam organik yang terdiri dari humat, fulvat, dan

ligand organik.

Kadar komposisi unsur seng di kerak bumi adalah sekitar 75 ppm (0,007%). Hal ini

menjadikan seng sebagai unsur ke-24 paling melimpah di kerak bumi. Tanah

mengandung sekitar 5–770 ppm seng dengan rata-ratanya 64 ppm. Sedangkan

pada air laut kadar sengnya adalah 30 ppb dan pada atmosfer kadarnya hanya 0,1–

4 µg/m3.

e. Metode pemeriksaan

Dipijar, ketika panas berwarna kuning, ketika dingin berwarna putih,

ditambahkan ammonium sulfida (NH4)2S menghasilkan endapan putih ZnS.

Setelah dipijar, sisa + HCl/CH3COOH + K2Hg(CNS)4 menghasilkan kristal

berbentuk salib (Zn[Hg(SCN)4]).

f. Dampak

Keberadaannya berfungsi dalam proses enzimatik dan pengulangan DNA. Hormon

insulin manusia mengandung Zn, dan sangat penting dalam perkembangan seksual.

Minimal asupan harian Zn berkisar antara 4 – 8 g. Tubuh manusia hanya menyerap

20 – 40% Zn dari makanan sehingga dapat dicukupi dengan minuman yang

diperkaya dengan Zn. Gejala kekurangan Zn menyebabkan rasa tidak enak dan

hilangnya nafsu makan. Pengaruh terbesar dapat terjadi pada sistem kekebalan dan

enzim pada tubuh anak – anak. Keberadaan Zn dalam tubuh dapan mencegah

keracunan kadmium juga mengurangi penyerapan Pb. Zn yang hubungannya

dengan tembaga merupakan unsur yang sangat penting dalam tubuh.

18

Kelebihan penyerapan Zn dapat menyebabkan gejala mual, muntah, pusing, mulas/

sakit perut, demam, diare dan kebanyakan terjadi pada setelah terjadi asupan antara

4 – 8 g Zn. Asupan 2 g ZnS dapat menyebabkan keracunan akut yang berdampak

sakit perut dan muntah – muntah. Yang lebih penting adalah Zn merupakan unsur

satu golongan dengan kadmium (Cd) dan raksa (Hg) yang keduanya merupakan

racun.

Zn hubungannya dengan kesehatan dapat menyebabkan infeksi pada selaput lendir

dengan letal dosis (LD) 3 – 5 g ZnCl2 dan ZnS beracun pada letal dosis (LD) 5 g.

Jumlah ini sangat berbahaya karena dosis oral dalam jangka panjang menyebabkan

masalah pencernaan, menurunkan HDL dan menyebabkan kerusakan sistem

imunitas. Selain itu dapat menyebabkan aktivitas organ reproduksi bisa terganggu,

mengakibatkan perkembangan seksual yang terlambat dan pada pria, menyebabkan

berkurangnya produksi sperma. Pertumbuhan badan juga bisa terhambat.

E. ALKALINITAS

Alkaliniti adalah kapasitas air untuk menetralkan tambahan asam tanpa penurunan

nilai pH larutan. Sama halnya dengan larutan bufer, alkaliniti merupakan pertahanan

air terhadap pengasaman. Alkaliniti adalah hasil reaksi-reaksi terpisah dalam larutan

hingga merupakan sebuah analisa “makro” yang menggabungkan beberapa reaksi.

Alkaliniti dalam air disebabkan oleh ion-ion karbonat (CO32- ), bikarbonat (HCO3

- ),

hidroksida (OH-) dan juga borat (BO33-), fosfat (PO4

3-), silikat dan sebagainya.

Dalam air alam alkaliniti sebagian besar disebabkan oleh adanya bikarbonat, dan

sisanya oleh karbonat dan hidroksida. Pada keadaan tertentu (siang hari) adanya

ganggang dan lumut dalam air menyebabkan turunnya kadar karbon dioksida dan

bikarbonat. Dalam keadaan seperti ini kadar karbonat dan hidroksida naik, dan

menyebabkan pH larutan naik.

Kalau kadar alkaliniti terlalu tinggi (dibandingkan dengan kadar Ca2+ dan Mg2+ yaitu

kadar kesadahan) air menjadi agresip dan menyebabkan karat pada pipa,

sebaliknya alkaliniti yang rendah dan tidak seimbang dengan kesadahan dapat

menyebabkan kerak CaCO3 pada dinding pipa yang dapat memperkecil penampang

basah pipa. Kadar alkaliniti yang tinggi menunjukkan adanya senyawa garam dari

19

asam lemah seperti asam asetat, propionat, amoniak dan sulfit (SO32- ). Alkaliniti

juga merupakan parameter pengontrol untuk anaerobik digester dan instalasi lumpur

aktif.

Air yang sangat alkali atau bersifat basa sering mempunyai pH tinggi dan umumnya

mengandung padatan terlarut yang tinggi. Sifat-sifat ini dapat menurunkan

kegunaannya untuk keperluan dalam tangki uap, prosesing makanan dan system

saluran air dalam kota. Alkalinitas memegang peranan penting dalam penentuan

kemampuan air untuk mendukung pertumbuhan ganggang dan kehidupan perairan

lainnya.

Alkalinitas sering disebut sebagai besaran yang menunjukkan kapasitas pem-bufffer-

an dari ion bikarbonat, dan sampai tahap tertentu ion karbonat dan hidroksida dalam

air. Alkalinitas biasanya dinyatakan dalam satuan ppm (mg/l) kalsium karbonat

(CaCO3). Air dengan kandungan kalsium karbonat lebih dari 100 ppm disebut

sebagai alkalin, sedangkan air dengan kandungan kurang dari 100 ppm disebut

sebagai lunak atau tingkat alkalinitas sedang.

CO3 (karbonat) dalam mekanisme diatas melambangkan alkalinitas air. Sedangkan

H(+) merupakan sumber kemasaman. Mekanisme diatas merupakan reaksi bolak-

balik, artinya reaksi bisa berjalan ke arah kanan (menghasilkan H+) atau ke arah kiri

(menghasilkan CO2).

Alkaliniti dalam air disebabkan oleh ion-ion karbonat (CO32-), bikarbonat (HCO3-),

hidroksida (OH-) dan juga borat (BO33-), fosfat (PO43-), silikat. Dalam air alam

alkaliniti sebagian besar disebabkan oleh adanya bikarbonat, dan sisanya oleh

karbonat dan hidroksida. Alkaliniti juga merupakan parameter pengontrol untuk

anaerobik digester dan instalasi lumpur aktif.

Alkalinitas adalah suatu parameter kimia perairan yang menunjukan jumlah ion

carbonat dan bicarbonat yang mengikat logam golongan alkali tanah pada perairan

tawar. Kalau pH merupakan faktor intensitas, alkalinitas merupakan faktor kapasitas,

dimana kapasitas itu merupakan kapasitas air tersebut untuk menetralkan asam.

Oleh karena itu kadang-kadang penambahan alkalinitas lebih banyak dibutuhkan

untuk mencegah supaya air itu tidak menjadi asam.

20

Dalam kebanyakan air alami alkalinitas disebabkan oleh adanya HCO3- dan sedikit

oleh adanya CO32- dan air dengan alkalinitas tinggi mempunyai konsentrasi karbon

organik yang tinggi. Dalam media dengan pH rendah, ion hydrogen dalam air

mengurangi alkalinitas.

a. Parameter

Alkali sebagai pengontrol untuk anaerobik digester dan instalasi lumpur aktif.

b. Senyawa Kimia

Pertahanan pH air terhadap perubahan dilakukan melalui alkalinitas dengan proses

sbb:

CO2 + H2O <==> H2CO3 <==> H+ + HCO3- <==> CO3

-- + 2H+

CO3 (karbonat) dalam mekanisme diatas melambangkan alkalinitas air. Sedangkan

H(+) merupakan sumber kemasaman. Pada umumnya, komponen utama yang

memegang peran dalam menentukan alkalinitas perairan adalah ion bikarbonat, ion

karbonat dan ion hidroksil.

HCO3- + H+ CO2 + H2O

CO32- + E+ HCO3

-

OH- + H+ H2O

c. Bentuk di Alam

Alkaliniti dalam air disebabkan oleh ion-ion karbonat (CO32- ), bikarbonat (HCO3

- ),

hidroksida (OH-) dan juga borat (BO33-), fosfat (PO4

3-), silikat. Yang lainnya, yang

sedikit menyumbang alkalinitas adalah ammonia dan konyugat basa-basa dari

asam-asam fosfat, silikat, borat dan asam-asam organic. Alkalinitas umumnya

dinyatakan sebagai “alkalinitas fenolftalein” yaitu proses situasi dengan asam untuk

mencapai pH 8,3 dimana HCO3- merupakan ion terbanyak, dan “alkalinitas total”,

yang menyatakan situasi dengan asam menuju titik akhir indicator metal jingga (pH

4,3), yang ditunjukan oleh berubahnya kedua jenis ion karbonat dan bikarbonat

menjadi CO2.

d. Meode Pemeriksaan

Alkalinitas diukur dengan cara titrasi dengan asam yang distandarisasi sampai titik

akhir methyl orange (MO) pada sekitar pH 4.3 dan dicerminkan sebagai mg/L

21

sebagai CaCO3. Sebagian besar air beralkalinitas tinggi juga mempunyai pH alkalin

(pH >7) dan konsentrasi TDS yang tinggi.

e. Standar Baku Mutu

Nilai alkalinitas alami tidak pernah melebihi 500 mg/liter CaCO3. Perairan dengan

nilai alkalinitas yang terlalu tinggi tidak terlalu disukai oleh organisme akuatik karena

biasanya diikuti dengan nilai kesadahan yang tinggi atau kadar garam natrium yang

tinggi (Effendi, 2003).

Alkalinitas (mg/l) Kondisi perairan 0 – 10. Tidak dapat dimanfaatkan

10 – 50 Alkalinitas rendah, kematian mungkin terjadi, CO2 rendah, pH bervariasi,

dan perairan kurang produktif 50 – 200 Alkalinitas sedang, pH bervariasi, CO2

sedang, produktivitas sedang >500 pH stabil, produktivitas rendah, ikan terancam.

Pada air tanah netral alkalinity umumnya karena carbonate dan bicarbonate, ada di

air dari kapur atau deposit concrete yang mungkin disebabkan oleh hydroxide

Dalam air normal alkalinity (CO3--) umumnya tidak lebih dari 10 ppm. Pada air

dengan sodium tinggi kemungkinan sampai 50 ppm dan air alkali (pH lebih dari 4.5)

kemungkinan mempunyai nilai setinggi 250 ppm.

f. Dampak

Kalau kadar alkaliniti terlalu tinggi (dibandingkan dengan kadar Ca2+ dan Mg2+ yaitu

kadar kesadahan) air menjadi agresip dan menyebabkan karat pada pipa,

sebaliknya alkaliniti yang rendah dan tidak seimbang dengan kesadahan dapat

menyebabkan kerak CaCO3 pada dinding pipa yang dapat memperkecil penampang

basah pipa.

F. ACIDITY (Keasaman)

a. Parameter

Acidity disebabkan karena adanya asam bebas (seperti H2SO4 atau HCl atau

hidrolisis dari suatu cation dalam larutan.

pH = - log (H+)

keberadaannya dapat ditandai dengan meningatnya keasaman pH air.

b. Bentuk di Alam

22

Acidity bebas umumnya dinyatakan dalam bentuk ion (H+), dan ditentukan dengan

titrasi dengan standard alkali sampai pH sekitar 4.5. Total acidity biasanya

dinyatakan sebagai H2SO4 dan ditentukan dengan titrasi sampai pH 7 atau 8.2.

c. Standar Baku Mutu

Besaran pH berkisar dari 0 (sangat asam) sampai dengan 14 (sangat basa/alkalis).

Nilai pH kurang dari 7 menunjukkan lingkungan yang masam sedangkan nilai diatas

7 menunjukkan lingkungan yang basa (alkalin). Sedangkan pH = 7 disebut sebagai

netral.

d. Metode Pemeriksaan

Acidity ditemukan di air tercemar oleh air pabrik, atau datang dari tambang, deposit

sulphifde dsb, dan dapat berkisar dari nol untuk air netral sampai beberapa ratus

ppm sebagai H2SO4 untuk pH sekitar 2.5

e. pH meter

pH meter digunakan untuk mengukur alkalinity dan acidity pada air, yang juga

menunjukkan kadar ion hydrogen atau -log[H + ]. Ion merupakan atom atau

sekumpulan atom yang mempunyai muatan listrik, bila negatif disebut anion,

sebaliknya kation. Acidity di dominasi ion H + sedangkan alkalinity inon OH - . Air

dengan pH>7 bersifat basa (alkaline), air dengan pH <7 bersifat acidic.

g. Cox (Karbon x Oksida)

a. Parameter

Karbon dioksida (rumus kimia: CO2) atau zat asam arang adalah sejenis senyawa

kimia yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan sebuah

atom karbon. Ia berbentuk gas pada keadaan temperatur dan tekanan standar dan

hadir di atmosfer bumi. Rata-rata konsentrasi karbon dioksida di atmosfer bumi kira-

kira 387 ppm berdasarkan volume walaupun jumlah ini bisa bervariasi tergantung

pada lokasi dan waktu. Karbon dioksida adalah gas rumah kaca yang penting

karena ia menyerap gelombang inframerah dengan kuat.

Karbon dioksida dihasilkan oleh semua hewan, tumbuh-tumbuhan, fungi, dan

mikroorganisme pada proses respirasi dan digunakan oleh tumbuhan pada proses

fotosintesis. Oleh karena itu, karbon dioksida merupakan komponen penting dalam

23

siklus karbon. Karbon dioksida juga dihasilkan dari hasil samping pembakaran

bahan bakar fosil. Karbon dioksida anorganik dikeluarkan dari gunung berapi dan

proses geotermal lainnya seperti pada mata air panas.

b. Senyawa Kimia

Karbon dioksida

Nama

Sistematis Karbon dioksida

Nama lain

Gas asam

karbonat;

karbonat

anhidrida; es

kering (bentuk

padat); zat asam

arang

Identifikasi

Nomor CAS [124-38-9]

PubChem 280

Nomor EINECS 204-696-9

Nomor RTECS FF6400000

SMILES C(=O)=O

InChI 1/CO2/c2-1-3

Sifat

Rumus molekul CO2

Massa molar 44,0095(14)

g/mol

Penampilan gas tidak

berwarna

Densitas 1.600 g/L (padat)

1,98 g/L (gas)

Titik leleh

−57 °C (216 K)

(di bawah

tekanan)

Titik didih −78 °C (195 K)

(menyublim)

Kelarutan dalam

air 1,45 g/L

Keasaman (pKa) 6,35 dan 10,33

Viskositas 0,07 cP pada

−78 °C

Momen dipol nol

24

Struktur

Bentuk molekul linear

Senyawa terkait

oksida terkait

karbon

monoksida;

karbon

suboksida;

dikarbon

monoksida;

karbon trioksida

Kecuali dinyatakan sebaliknya,

data di atas berlaku

pada temperatur dan tekanan

standar (25°C, 100 kPa)

c. Bentuk di Alam

Karbon dioksida (Co2) meruakan salah satu gas yang terdapat dalam air.

Berdasarkan bentuk dari gas karbondiksida di dalam air, CO2 dibedakan menjadi:

CO2 bebas

CO2 dalam kesetimbangan

CO2 agresif

Dari ketiga bntuk karbondioksida yang terdapat dalam air, CO2 agresiflah yang

paling berbahayakarena kadar Co2 agresif lebih tinggi dan dapat menyebabkan

terjadiny akorosi sehingga berakibat kerusakan pada logam-logam dan beton.

Karbon dioksida tidak mempunyai bentuk cair pada tekanan di bawah 5,1 atm

namun langsung menjadi padat pada temperatur di bawah -78 °C. Dalam bentuk

padat, karbon dioksida umumnya disebut sebagai es kering.

CO2 adalah oksida asam. Larutan CO2 mengubah warna litmus dari biru menjadi

merah muda.

Di samudera

Terdapat sekitar 50 kali lebih banyak karbon yang terlarut di dalam samudera

dalam bentuk CO2 dan hidrasi CO2 daripada yang terdapat di atmosfer.

26

Samudera berperan sebagai buangan karbon raksasa dan telah menyerap

sekitar sepertiga dari emisi CO2 yang dihasilkan manusia. Secara umum,

kelarutan akan berkurang ketika temperatur air bertambah. Oleh karena itu,

karbon dioksida akan dilepaskan dari air samudera ke atmosfer ketika

temperatur samudera meningkat.

Kebanyakan CO2 yang berada di samudera berbentuk asam karbonat. Sebagian

dikonsumsi oleh organisme air sewaktu fotosintesis dan sebagain kecil lainnya

tenggelam dan meninggalkan siklus karbon. Terdapat kekhawatiran

meningkatnya konsentrasi CO2 di udara akan meningkatkan keasaman air laut,

sehiggga akan menimbulkan efek-efek yang merugikan terhadap organisme-

organisme yang hidup di air.

Pada keadaan STP, rapatan karbon dioksida berkisar sekitar 1,98 kg/m³, kira kira

1,5 kali lebih berat dari udara. Molekul karbon dioksida (O=C=O) mengandung

dua ikatan rangkap yang berbentuk linear. Ia tidak bersifat dipol. Senyawa ini

tidak begitu reaktif dan tidak mudah terbakar, namun bisa membantu

pembakaran logam seperti magnesium.

Pelet kecil dari es kering yang menyublim di udara.

27

Struktur kristal es kering

Pada suhu −78,51° C, karbon dioksida langsung menyublim menjadi padat

melalui proses deposisi. Bentuk padat karbon dioksida biasa disebut sebagai "es

kering". Fenomena ini pertama kali dipantau oleh seorang kimiawan Perancis,

Charles Thilorier, pada tahun 1825. Es kering biasanya digunakan sebagai zat

pendingin yang relatif murah. Sifat-sifat yang menyebabkannya sangat praktis

adalah karbon dioksida langsung menyublim menjadi gas dan tidak

meninggalkan cairan. Penggunaan lain dari es kering adalah untuk pembersihan

sembur.

Cairan kabon dioksida terbentuk hanya pada tekanan di atas 5,1 atm; titik tripel

karbon dioksida kira-kira 518 kPa pada −56,6 °C (Silakan lihat diagram fase di

atas). Titik kritis karbon dioksida adalah 7,38 MPa pada 31,1 °C.

Terdapat pula bentuk amorf karbon dioksida yang seperti kaca, namun ia tidak

terbentuk pada tekanan atmosfer. Bentuk kaca ini, disebut sebagai karbonia,

dihasilkan dari pelewatbekuan CO2 yang terlebih dahulu dipanaskan pada

tekanan ekstrem (40-48 GPa atau kira-kira 400.000 atm) di landasan intan.

Penemuan ini mengkonfirmasikan teori yang menyatakan bahwa karbon dioksida

bisa berbentuk kaca seperti senyawa lainnya yang sekelompok dengan karbon,

misalnya silikon dan germanium. Tidak seperti kaca silikon dan germanium, kaca

karbonia tidak stabil pada tekanan normal dan akan kembali menjadi gas ketika

tekanannya dilepas.

Berbagai jenis reaksi kimia dapat menghasilkan karbon dioksida, seperti reaksi

pada kebanyakan asam dengan karbonat logam. Reaksi antara asam sulfat

dengan kalsium karbonat adalah:

H2SO4 + CaCO3 → CaSO4 + H2CO3

H2CO3 kemudian terurai menjadi air dan CO2. Reaksi ini diikuti dengan

pembusaan atau penggelembungan.

Pembakaran dari semua bahan bakar yang mengandung karbon, seperti metana

(gas alam), distilat minyak bumi (bensin, diesel, minyak tanah, propana), arang

dan kayu akan menghasilkan karbon dioksida. Sebagai contohnya reaksi antara

metana dan oksigen:

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O

Besi direduksi dari oksida besi dengan kokas pada tungku sembur,

menghasilkan pig iron dan karbon dioksida:

28

2 Fe2O3 + 3 C → 4 Fe + 3 CO2

Khamir mencerna gula dan menghasilkan karbon dioksida beserta etanol pada

proses pembuatan anggur, bir, dan spiritus lainnya:

C6H12O6 → 2 CO2 + 2 C2H5OH

Semua organisme aerob menghasilkan CO2 dalam proses pembakaran

karbohidrat, asam lemak, dan protein pada mitokondria di dalam sel. Reaksi-

reaksi yang terlibat dalam proses pembakaran ini sangatlah rumit dan tidak bisa

dijelaskan dengan mudah. (Lihat pula: respirasi sel, respirasi anaerob, dan

fotosintesis).

Karbon dioksida larut dalam air dan secara spontan membentuk H2CO3 (asam

karbonat) dalam kesetimbangan dengan CO2. Konsentrasi relatif antara CO2,

H2CO3, dan HCO3− (bikarbonat) dan CO3

2−(karbonat) bergantung pada kondisi

pH larutan. Dalam air yang bersifat netral atau sedikit basa (pH > 6,5), bentuk

bikarbonat mendominasi (>50%). Dalam air yang bersifat basa kuat (pH > 10,4),

bentuk karbonat mendominasi. Bentuk karbonat dan bikarbonat memiliki

kelarutan yang sangat baik. Dalam air laut (dengan pH = 8,2 - 8,5), terdapat 120

mg bikarbonat per liter.

Konsentrasi CO2 yang diukur di observatorium Mauna Loa.

Karbon dioksida di atmosfer bumi dianggap sebagai gas kelumit dengan

konsentrasi sekitar 385 ppm berdasarkan volume dan 582 ppm berdasarkan

massa. Massa atmosfer bumi adalah 5,14×1018 kg, sehingga massa total karbon

dioksida atmosfer adalah 3,0×1015 kg (3.000 gigaton). Konsentrasi karbon

dioksida bervariasi secara musiman (lihat grafik di samping). Di wilayah

perkotaan, konsentrasi karbon dioksida secara umum lebih tinggi, sedangkan di

ruangan tertutup, ia dapat mencapai 10 kali lebih besar dari konsentrasi di

atmosfer terbuka.

29

Karbon dioksida adalah gas rumah kaca. Lihat Efek rumah kaca untuk informasi

lebih lanjut.

Peningkatan tahunan CO2 atmosfer: Rata-rata peningkatan tahunan pada tahun

1960-an adalah 37% dari rata-rata peningkatan tahunan tahun 2000-2007. Oleh

karena aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil dan

penggundulan hutan, konsentrasi karbon dioksida di atmosfer telah meningkat

sekitar 35% sejak dimulainya revolusi industri. Pada tahun 1999, 2.244.804.000

ton CO2 dihasilkan di Amerika Serikat dari pembangkitan energi listrik. Laju

pengeluaran ini setara dengan 0,6083 kg per kWh.

d. Dampak

CO2 bebas yang asam akan merusak logam apabila CO2 tersebut bereaksi

dengan air, karena akan merusak logam. Reaksi ini dikenal sebagai teori asam,

dengan reaksi sebagai berikut:

2 Fe + H2CO3 -> FeCO3 + @ H+

2 FeCO3 + 5 H2O + ½ O2 -> 2Fe(OH)2 + 2 H2CO3

Dalam reaksi di atas dapat dilihat bahwa asam karbonat tersebut secara terus

menerus akan merusak logam, karena selain membentuk FeCO3 sebagai hasil

reaksi antara Fe dan H2CO3 , selanjutnya FeCO3 bereaksi dengan air dan gas

oksigen mengikat zat 2Fe(OH)2 dimana H2CO3 tersebut akan menyerang logam

kembali sehingga proses perusakan logam akan berjalan secara terus-menerus

mengakibatkan kerusakan yang semakin lama semakin besar pada logam

tersbut.

Lima ratus juta tahun yang lalu, keberadaan karbon dioksida 20 kali lipat lebih

besar dari yang sekarang dan menurun 4-5 kali lipat semasa periode Jura dan

secara lambat menurun sampai dengan revolusi industri.

30

Sampai dengan 40% dari gas yang dimuntahkan oleh gunung berapi semasa

ledakan subaerial adalah karbon dioksida. Menurut perkiraan paling canggih,

gunung berapi melepaskan sekitar 130-230 juta ton CO2 ke atmosfer setiap

tahun. Karbon dioksida juga dihasilkan oleh mata air panas, seperti yang

terdapat di situs Bossoleto dekat Terme Rapolano di Toscana, Italia. Di sini, di

depresi yang berbentuk mangkuk dengan diameter kira-kira 100 m, konsentrasi

CO2 setempat meningkat sampai dengan lebih dari 75% dalam semalam, cukup

untuk membunuh serangga-serangga dan hewan yang kecil, namun menghangat

dengan cepat ketika cahaya matahari memancar dan berbaur secara konveksi

semasa pagi hari. Konsentrasi setempat CO2 yang tinggi yang dihasilkan oleh

gangguan air danau dalam yang jenuh dengan CO2 diduga merupakan akibat

dari terjadinya 37 kematian di Danau Moboun, Kamerun pada 1984 dan 1700

kematian di Danau Nyos, Kamerun. Namun, emisi CO2 yang diakibatkan oleh

aktivitas manusia sekarang adalah 130 kali lipat lebih besar dari kuantitas yang

dikeluarkan gunung berapi, yaitu sekitar 27 milyar ton setiap tahun.

Karbon dioksida adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau. Ketika dihirup

pada konsentrasi yang lebih tinggi dari konsentrasi karbon dioksida di atmosfer,

ia akan terasa asam di mulut dan mengengat di hidung dan tenggorokan. Efek ini

disebabkan oleh pelarutan gas di membran mukosa dan saliva, membentuk

larutan asam karbonat yang lemah. Sensasi ini juga dapat dirasakan ketika

seseorang bersendawa setelah meminum air berkarbonat (misalnya Coca Cola).

Konsentrasi yang lebih besar dari 5.000 ppm tidak baik untuk kesehatan,

sedangkan konsentrasi lebih dari 50.000 ppm dapat membahayakan kehidupan

hewan.

Peranan pada fotosintesis

Tumbuh-tumbuhan mengurangi kadar karbon dioksida di atomosfer dengan

melakukan fotosintesis, disebut juga sebagai asimilasi karbon, yang

menggunakan energi cahaya untuk memproduksi materi organik dengan

mengkombinasi karbon dioksida dengan air. Oksigen bebas dilepaskan sebagai

gas dari penguraian molekul air, sedangkan hidrogen dipisahkan menjadi proton

dan elektron, dan digunakan untuk menghasilkan energi kimia via fotofosforilasi.

Energi ini diperlukan untuk fiksasi karbon dioksida pada siklus Kalvin untuk

31

membentuk gula. Gula ini kemudian digunakan untuk pertumbuhan tumbuhan

melalui repirasi

Walaupun terdapat lubang angin, karbon dioksida haruslah dimasukkan ke

dalam rumah kaca untuk menjaga pertumbuhan tanaman oleh karena

konsentrasi karbon dioksida dapat menurun selama siang hari ke level 200 ppm.

Tumbuhan memiliki potensi tumbuh 50 persen lebih cepat pada konsentrasi CO2

sebesar 1.000 ppm.

Tumbuh-tumbuhan juga mengeluarkan CO2 selama pernapasan, sehingga

tumbuhan yang berada pada tahap pertumbuhan sajalah yang merupakan

penyerap bersih CO2. Sebagai contoh, hutan tumbuh akan menyerap berton-ton

CO2 setiap tahunnya, namun hutan matang akan menghasilkan CO2 dari

pernapasan dan dekomposisi sel-sel mati sebanyak yang dia gunakan untuk

biosintesis tumbuhan.[21] Walaupun demikian, hutan matang jugalah penting

sebagai buangan karbon, membantu menjaga keseimbangan atmosfer bumi.

Selain itu, fitoplankton juga menyerap CO2 yang larut di air laut, sehingga

mempromosikan penyerapan CO2 dari atmosfer.

Toksisitas

Kandungan karbon dioksida di udara segar bervariasi antara 0,03% (300ppm)

sampai dengan 0,06% (600 ppm) bergantung pada lokasi.

Menurut Otoritas Keselamatan Maritim Australia, "Paparan berkepanjangan

terhadap konsentrasi karbon dioksida yang sedang dapat menyebabkan asidosis

dan efek-efek merugikan pada metabolisme kalsium fosforus yang menyebabkan

peningkatan endapan kalsium pada jaringan lunak. Karbon dioksida beracun

kepada jantung dan menyebabkan menurunnya gaya kontraktil. Pada

konsentrasi tiga persen berdasarkan volume di udara, ia bersifat narkotik ringan

dan menyebabkan peningkatan tekanan darah dan denyut nadi, dan

menyebabkan penurunan daya dengar. Pada konsentrasi sekitar lima persen

berdasarkan volume, ia menyebabkan stimulasi pusat pernapasan, pusing-

pusing, kebingungan, dan kesulitan pernapasan yang diikuti sakit kepala dan

sesak napas. Pada konsentrasi delapan persen, ia menyebabkan sakit kepala,

keringatan, penglihatan buram, tremor, dan kehilangan kesadaran setelah

paparan selama lima sampai sepuluh menit."

Oleh karena bahaya kesehatan yang diasosiasikan dengan paparan karbon

dioksida, Administrasi Kesehatan dan Keselamatan Kerja Amerika Serikat

32

menyatakan bahwa paparan rata-rata untuk orang dewasa yang sehat selama

waktu kerja 8 jam sehari tidak boleh melebihi 5.000 ppm (0,5%). Batas aman

maksimum untuk balita, anak-anak, orang tua, dan individu dengan masalah

kesehatan kardiopulmonari (jatung dan paru-paru) secara signifikan lebih kecil.

Untuk paparan dalam jangka waktu pendek (di bawah 10 menit), batasan dari

Institut Nasional untuk Kesehatan dan Keamanan Kerja Amerika Serikat (NIOSH)

adalah 30.000 ppm (3%). NIOSH juga menyatakan bahwa konsentrasi karbon

dioksida yang melebihi 4% adalah langsung berbahaya bagi keselamatan jiwa

dan kesehatan.

Adaptasi terhadap peningkatan kadar CO2 dapat terjadi pada manusia. Inhalasi

CO2 yang berkelanjutan dapat ditoleransi pada konsentrasi inspirasi tiga persen

paling sedikit selama satu bulan dan empat persen konsentrasi insiparsi selama

lebih dari satu minggu. Diajukan juga bahwa konsentrasi insipirasi sebesar 2,0

persen dapat digunakan untuk ruangan tertutup (seperti kapal selam) oleh

karena adaptasi ini bersifat fisiologis dan reversibel. Penurunan kinerja atau pada

aktivitas fisik yang normal tidak terjadi pada tingkat konsentrasi ini.

Gambaran-gambaran ini berlaku untuk karbon dioksida murni. Dalam ruangan

tertutup yang dipenuhi orang, konsentrasi karbondioksida akan mencapai tingkat

yang lebih tinggi daripada konsentrasi di udara bebas. Konsentrasi yang lebih

besar dari 1.000 ppm akan menyebabkan ketidaknyamanan terhadap 20%

penghuni dan ketidaknyamanan ini akan meningkat seiring dengan

meningkatnya konsentrasi CO2. Ketidaknyamanan ini diakibatkan oleh gas-gas

yang dikeluarkan sewaktu pernapasan dan keringatan manusia, bukan oleh CO2.

Pada konsentrasi 2.000 ppm, mayoritas penghuni akan merasakan

ketidaknyamanan yang signifikan dan banyak yang akan mual-mual dan sakit

kepala. Konsentrasi CO2 antara 300 ppm sampai dengan 2.500 ppm digunakan

sebagai indikator kualitas udara dalam ruangan.

Keracunan karbon dioksida akut dikenal sebagai lembap hitam. Para penambang

biasanya akan membawa sesangkar burung kenari ketika mereka sedang

bekerja untuk memperingati mereka ketika kadar karbon dioksida mencapat

tingkat yang berbahaya. Burung kenari akan terlebih dahulu mati sebelum kadar

CO2 mencapai tingkat yang berbahaya untuk manusia. Karbon dioksida

menyebabkan kematian yang luas di Danau Nyos di Kamerun pada tahun

33

1996.[27] Karbon dioksida yang lebih berat yang dikeluarkan mendorong oksigen

keluar, menyebabkan kematian hampir 2000 orang.

e. Dampak pada Fisiologi manusia

CO2 diangkut di darah dengan tiga cara yang berbeda:

Kebanyakan (sekitar 70% – 80%) dikonversikan menjadi ion bikarbonat

HCO3− oleh enzim karbonat anhidrase di sel-sel darah merah, dengan reaksi

CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3−.

5% – 10% larut di plasma

5% – 10% diikat oleh hemoglobin sebagai senyawa karbamino

Hemoglobin, molekul pengangkut oksigen yang utama pada sel darah merah,

mengangkut baik oksigen maupun karbon dioksida. Namun CO2 yang diangkut

hemoglobin tidak terikat pada tempat yang sama dengan oksigen. Ia bergabung

dengan gugus terminal-N pada empat rantai globin. Namun, karena efek

alosterik pada molekul hemoglobin, pengikatan CO2 mengurangi jumlah oksigen

yang dapat diikat. Penurunan pengikatan karbon dioksida oleh karena

peningkatan kadar oksigen dikenal sebagai efek Haldane dan penting dalam

traspor karbon dioksida dari jaringan ke paru-paru. Sebaliknya, peningkatan

tekanan parsial CO2 atau penurunan pH akan menyebabkan pelepasan oksigen

dari hemoglobin, dikenal sebagai efek Bohr.

Karbon dioksida adalah salah satu mediator autoregulasi setempat suplai darah.

Apabila kadar karbon dioksidanya tinggi, kapiler akan mengembang untuk

mengijinkan arus darah yang lebih besar ke jaringan yang dituju.

Ion bikarbonat sangatlah penting dalam meregulasi pH darah. Laju pernapasan

seseorang dipengaruhi oleh kadar CO2 dalam darahnya. Pernapasan yang

terlalu lambat akan menyebabkan asidosis pernapasan, sedangkan pernapasan

yang terlalu cepat akan menimbulkan hiperventilasi yang bisa menyebabkan

alkalosis pernapasan.

Walaupun tubuh memerlukan oksigen untuk metabolisme, kadar oksigen yang

rendah tidak akan menstimulasi pernapasan. Sebaliknya pernapasan distimulasi

oleh kadar karbon dioksida yang tinggi. Akibatnya, bernapas pada udara

bertekanan rendah atau campuran gas tanpa oksigen (seperti nitrogen murni)

dapat menyebabkan kehilangan kesadaran. Hal ini sangatlah berbahaya bagi

34

pilot tempur. Ini juga adalah alasan mengapa penumpang pesawat diinstruksikan

untuk memakai masker oksigen ke dirinya sendiri terlebih dahulu sebelum

membantu orang lain ketika tekanan kabin berkurang, jika tidak maka terjadi

resiko tidak sadarkan diri.[28]

Menurut salah satu kajian dari Departemen Pertanian Amerika Serikat,

pernapasan orang pada umumnya menghasilkan kira-kira 450 liter (sekitar 900

gram) karbon dioksida perhari.

Kandungan karbon dioksida di udara segar bervariasi antara 0,03% (300ppm)

sampai dengan 0,06% (600 ppm) bergantung pada lokasi. Menurut Otoritas

Keselamatan Maritim Australia, "Paparan berkepanjangan terhadap konsentrasi

karbon dioksida yang sedang dapat menyebabkan asidosis dan efek-efek

merugikan pada metabolisme kalsium fosforus yang menyebabkan peningkatan

endapan kalsium pada jaringan lunak. Karbon dioksida beracun kepada jantung

dan menyebabkan menurunnya gaya kontraktil. Pada konsentrasi tiga persen

berdasarkan volume di udara, ia bersifat narkotik ringan dan menyebabkan

peningkatan tekanan darah dan denyut nadi, dan menyebabkan penurunan daya

dengar. Pada konsentrasi sekitar lima persen berdasarkan volume, ia

menyebabkan stimulasi pusat pernafasan, pusing-pusing, kebingungan, dan

kesulitan pernafasan yang diikuti sakit kepala dan sesak nafas. Pada konsentrasi

delapan persen, ia menyebabkan sakit kepala, keringatan, penglihatan buram,

tremor, dan kehilangan kesadaran setelah paparan selama lima sampai sepuluh

menit."

Oleh karena bahaya kesehatan yang diasosiasikan dengan paparan karbon

dioksida, Administrasi Kesehatan dan Keselamatan Kerja Amerika Serikat

menyatakan bahwa paparan rata-rata untuk orang dewasa yang sehat selama

waktu kerja 8 jam sehari tidak boleh melebihi 5.000 ppm (0,5%). Batas aman

maksimum untuk balita, anak-anak, orang tua, dan individu dengan masalah

kesehatan kardiopulmonari (jatung dan paru-paru) secara signifikan lebih kecil.

Untuk paparan dalam jangka waktu pendek (di bawah 10 menit), batasan dari

Institut Nasional untuk Kesehatan dan Keamanan Kerja Amerika Serikat (NIOSH)

adalah 30.000 ppm (3%). NIOSH juga menyatakan bahwa konsentrasi karbon

dioksida yang melebihi 4% adalah langsung berbahaya bagi keselamatan jiwa

dan kesehatan.

35

Adaptasi terhadap peningkatan kadar CO2 dapat terjadi pada manusia. Inhalasi

CO2 yang berkelanjutan dapat ditoleransi pada konsentrasi inspirasi tiga persen

paling sedikit selama satu bulan dan empat persen konsentrasi insiparsi selama

lebih dari satu minggu. Diajukan juga bahwa konsentrasi insipirasi sebesar 2,0

persen dapat digunakan untuk ruangan tertutup (seperti kapal selam) oleh

karena adaptasi ini bersifat fisiologis dan reversibel. Penurunan kinerja atau pada

aktivitas fisik yang normal tidak terjadi pada tingkat konsentrasi ini.

Gambaran-gambaran ini berlaku untuk karbon dioksida murni. Dalam ruangan

tertutup yang dipenuhi orang, konsentrasi karbondioksida akan mencapai tingkat

yang lebih tinggi daripada konsentrasi di udara bebas. Konsentrasi yang lebih

besar dari 1.000 ppm akan menyebabkan ketidaknyamanan terhadap 20%

penghuni dan ketidaknyamanan ini akan meningkat seiring dengan

meningkatnya konsentrasi CO2. Ketidaknyamanan ini diakibatkan oleh gas-gas

yang dikeluarkan sewaktu pernafasan dan keringatan manusia, bukan oleh CO2.

Pada konsentrasi 2.000 ppm, mayoritas penghuni akan merasakan

ketidaknyamanan yang signifikan dan banyak yang akan mual-mual dan sakit

kepala. Konsentrasi CO2 antara 300 ppm sampai dengan 2.500 ppm digunakan

sebagai indikator kualitas udara dalam ruangan.

Keracunan karbon dioksida akut dikenal sebagai lembap hitam. Para penambang

biasanya akan membawa sesangkar burung kenari ketika mereka sedang

bekerja untuk memperingati mereka ketika kadar karbon dioksida mencapat

tingkat yang berbahaya. Burung kenari akan terlebih dahulu mati sebelum kadar

CO2 mencapai tingkat yang berbahaya untuk manusia. Karbon dioksida

menyebabkan kematian yang luas di Danau Nyos di Kamerun pada tahun 1996.

Karbon dioksida yang lebih berat yang dikeluarkan mendorong oksigen keluar,

menyebabkan kematian hampir 2000 orang.

36

DAFTAR PUSTAKA

http://www.airminumisiulang.com/news/47/cara_menghilangkan_menurun

kan_zat_besi_fe_dalam_air

http://luluramadhini.dagdigdug.com/2009/06/11/fungsi-fe-bagi-manusia/

http://agrica.wordpress.com/2009/01/11/besi-fe/.

http://smk3ae.wordpress.com/2008/07/20/besi-fe-dan-mangan-mn-dalam-

eustaria/

http://www.journal.unair.ac.id/filerPDF/IJCPML-12-1-03.pdf.

http://library.usu.ac.id/index.php/component/journals/index.php?option=com_jour

nal_review&id=1743&task=view.

http://www.journal.unair.ac.id/filerPDF/IJCPML-12-1-03.pdf

http://id.wikipedia.org/wiki/Seng

http://id.shvoong.com/medicine-and-health/1781568-tanda-tanda-anda-

kekurangan-seng/.

http://www.dinkes-diy.org/?x=berita&id_berita=22032006084939

http://www.migas-indonesia.com/files/article/Aluminium_properties_post_welding.doc