analisis permanganat
TRANSCRIPT
LAPORAN
PRAKTIKUM KIMIA LINGKUNGAN
PENENTUAN KANDUNGAN BAHAN ORGANIK DALAM LIMBAH RESTORAN
CINA DENGAN TITRASI PERMANGANOMETRI
Oleh:
Ni Kadek Wahyuni Antari 1213031002/A
Nengah Ary Wulandari 1213031046/A
I A Trisna Handarini Indria 1213031083/A
JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA
2015
PENENTUAN KANDUNGAN BAHAN ORGANIK DALAM LIMBAH RESTORAN
CINA DENGAN TITRASI PERMANGANOMETRI
I. TUJUAN
Untuk menentukan kandungan bahan organik dalam limbah restoran cina dengan titrasi
permanganometri
II. DASAR TEORI
Limbah adalah sisa dari suatu usaha dan/atau kegiatan manusia baik bentuk padat, cair,
ataupun gas yang dipandang mudah tidak memiliki nilai ekonomis sehingga cenderung
untuk dibuang (Vini, 2011). Menurut Peraturan Pemerintah No. 85 Tahun 1999, limbah
adalah sisa/buangan dari suatu usaha atau kegiatan manusia.
Berdasarkan Keputusan Mentri Negara Lingkungan Hidup Nomor 112 Tahun 2003
tentang baku mutu air limbah domestik, air limbah domestik adalah air limbah yang berasal dari
usaha dan atau kegiatan pemukiman (real estate), rumah makan (restaurant ), perkantoran,
perniagaan, apartemen dan asrama (Vini, 2011). Contoh limbah cair domestik adalah air
deterjen sisa cucian, air sabun dan air sisa cucian daging, buah, sayur dari restoran.
Sementara itu, limbah cair restoran merupakan limbah yang berasal dari proses
pencucian alat masak dan makan serta proses pengolahan makanan atau minuman. Limbah
cair restoran termasuk ke dalam limbah cair domestik. Dari hasil laboratorium, didapatkan
kandungan limbah restoran, diantaranya adalah:
Tabel 1. Kandungan gizi limbah restoran
Parameter Jumlah
Protein 10.89 %
Kalsium 0.08 %
Fosfor 0.39 %
Serat kasar 9.13 %
Lemak 9.70 %
Energi 1780 Kcal
Berdasarkan table di atas, bahan buangan yang biasanya terdapat dalam limbah
restoran adalah bahan buangan organik berupa protein, lemak, dan minyak. Bahan buangan
organik umumnya berupa limbah yang dapat membusuk atau terdegradasi oleh
mikroorganisme dan akan terurai menjadi senyawa yang mudah menguap dan berbau busuk,
misalnya NH3. Sehingga bila dibuang ke perairan akan menaikkan populasi mikroorganisme.
Tidak tertutup kemungkinan dengan bertambahnya mikroorganisme dapat berkembang pula
bakteri patogen yang berbahaya bagi manusia (Warlina dalam Vini Widyaningsih, 2004).
Sedangkan, berdasarkan Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup, Nomor: 112
Tahun 2003, tanggal 10 Juli 2013, baku mutu air limbah domestik adalah sebagai berikut:
Tabel 2. Baku mutu air limbah domestik
Parameter Satuan Kadar Maksimum
pH - 6-9
BOD mg/L 100
TSS mg/L 100
Minyak dan Lemak mg/L 10
Untuk menentukan kandungan bahan organik dalam limbah cair restoran cina
digunakan titrasi permanganometri. Permanganometri merupakan titrasi yang dilakukan
berdasarkan reaksi oleh kalium permanganat (KMnO4). Reaksi ini difokuskan pada reaksi
oksidasi dan reduksi yang terjadi antara KMnO4 dengan bahan baku tertentu. Titrasi
permanganometri digunakan untuk menetapkan kadar reduktor dalam suasana asam dengan
menggunakan kalium permanganat sebagai titran. Dalam suasana penetapan basa atau asam
lemah akan terbentuk endapan coklat MnO2 yang menggangu, oleh karena itu titrasi
dilakukan dalam suasana asam karena akan lebih mudah mengamati titik akhir titrasinya
(Darwindra, 2010). Berikut adalah reaksi yang terjadi pada titrasi permanganometri dalam
kondisi sangat asam, asam lemah, dan basa lemah:
MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O (dalam kondisi sangat asam)
MnO4- + 4H+ + 3e MnO2 + 2H2O (dalam asam lemah)
MnO4- + 2H2O+ 3e MnO2 + 4OH- (dalam basa lemah)
Untuk proses pengasaman larutan sebaiknya dipakai asam sulfat, karena asam ini
tidak bereaksi terhadap permanganat dalam larutan encer. Sebaliknya jika dipakai asam
klorida dapat terjadi kemungkinan teroksidasinya ion klorida menjadi gas klor dan reaksi ini
mengakibatkan dipakainya larutan permanganat dalam jumlah berlebih. Dengan asam
klorida, ada kemungkinan terjadi reaksi:
2MnO4- + 10Cl- + 16H+ → 2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2O
Kalium permanganat merupakan zat pengoksidasi yang sangat kuat. Pereaksi ini
dapat dipakai tanpa penambahan indikator, karena mampu bertindak sebagai indikator.
Namun, pereaksi kalium permanganat bukan merupakan larutan standar primer dan
karenanya perlu distandarisasi terlebih dahulu dengan zat baku utama (larutan standar
primer). Larutan standar primernya adalah suatu reduktor, misalnya dapat digunakan asam
oksalat (H2C2O4). Asam oksalat merupakan standar yang baik untuk standarisasi
permanganat dalam suasana asam. Larutan ini mudah diperoleh dengan derajat kemurnian
yang tinggi. Reaksi ini berjalan lambat pada temperatur kamar, sehingga diperlukan
pemanasan larutan hingga 60ºC (Underwood, 1992. Bahkan bila pada temperatur yang lebih
tinggi reaksi akan berjalan makin lambat dan bertambah cepat setelah terbentuknya ion
mangan (II). Pada penambahan tetesan titrasi selanjutnya warna merah hilang semakin cepat
karena ion mangan (II) yang terjadi berfungsi sebagai katalis akan mempercepat reaksi.
Pada standarisasi larutan KMnO4 dengan menggunakan larutan standar H2C2O4 berlangsung
reaksi sebagai berikut:
5C2O4- + 2MnO4- + 16H+→ 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O
Akhir titrasi ditandai dengan timbulnya warna merah muda yang disebabkan kelebihan
permanganat (Darwindra, 2010).
Larutan kalium permanganat yang telah distandarisasi tersebut dapat digunakan
untuk menentukan kadar bahan organik pada sampel limbah restoran cina. Berdasarkan
reaksi redoks yang dialami, maka indikator atau penunjuk bahawa titik ekivalen telah
tercapai ditunjukkan dengan terjadinya perubahan warna larutan dari kekuningan menjadi
merah muda. Penentuan kadar bahan organik sebagai angka permanganat dalam limbah
restoran cina dapat ditentukan dengan rumus berikut:
V1 x N1 = V2 x N2
III. ALAT DAN BAHAN
a. Alat
No. Nama alat Spesifikasi Jumlah
1 Gelas beaker 100 mL 2 buah
2 Erlenmeyer 100 mL 5 buah
3 Buret - 1 buah
4 Statif dan klem - 1 set
5 Batang pengaduk - 1 buah
6 Corong - 1 buah
7 Gelas beaker 500 mL 2 buah
8 Labu ukur 100 mL 2 buah
9 Pipet tetes - 2 buah
10 Neraca analitik - 1 buah
11 Spatula - 2 buah
12 Kaca arloji - 1 buah
13 Pipet volum 10 mL 1 buah
14 Pipet ukur 5 mL 1 buah
15 Pemanas elektrik - 1 buah
16 Termometer. 1000C 1 buah
b. Bahan
No Nama Bahan Spesifikasi Jumlah
1 H2C2O4 0.01 N 30 mL
2 KMnO4 0.01 N 25 mL
3 Sampel limbah restoran - 30 mL
4 Aquades - 300 mL
5 H2SO4 pekat 3 mL
IV. PROSEDUR KERJA DAN HASIL PENGAMATAN
No. Prosedur Kerja Hasil Pengamatan
Membuat larutan standar sekunder KMnO4 0,1 N
1. KMnO4 ditimbang sebanyak 1,58
gram dan dimasukkan ke dalam gelas
kimia ukuran 500 mL
KMnO4 berupa padatan yang berwarna
ungu kehitaman. Massa KMnO4 yang
digunakan sebanyak 1,58 gram.
Gambar 1. Padatan KMnO4
2. Aquades ditambahkan sebanyak 250
mL dan padatan KMnO4 diaduk
sampai seluruhnya larut.
Padatan KMnO4 dilarutkan dalam 250
mL aquades, terbentuk larutan yang
berwarna ungu.
3. Setelah larut, larutan dimasukkan ke
dalam labu ukur 500 mL dan
ditambahkan aquades sampai tanda
batas kemudian dikocok hingga
homogen
Larutan dimasukkan ke labu ukur 500
mL dan ditambahkan aquades sampai
tanda batas. Kemudian dikocok perlahan
hingga campuran homogen.
Gambar 2. Larutan KMnO4 0,1 NMembuat Larutan standar sekunder KMnO4 0,01 N1. Sebanyak 10 mL larutan KMnO4 0,1
N dipipet dan dimasukkan ke dalam
labu ukur 100 mL, kemudian
ditambahkan aquades sampai tanda
batas dan dikocok hingga homogen
Sebanyak 10 mL larutan KMnO4 0,1 N
dipipet dan masukkan ke dalam labu
ukur 100 mL, kemudian ditambahkan
aquades sampai tanda batas dan dikocok
hingga homogen. Setelah homogen,
larutan dituangkan ke beaker.
Gambar 3. Larutan KMnO4 0,01 N
Membuat larutan standar primer H2C2O4 0,1 N
1. 0.6305 gram H2C2O4.2H2O ditimbang
dan dimasukkan kedalam gelas kimia
100 mL
Sebanyak 0.6302 gram kristal
H2C2O4.2H2O ditimbang dan
dimasukkan kedalam gelas kimia 100
mL untuk membuat asam oksalat
dengan konsentrasi 0,1 N
Gambar 4. Kristal asam oksalat
2. Padatan H2C2O4.2H2O dilarutkan
dengan 100 mL aquades. Pengadukan
dilakukan hingga seluruh padatan
asam oksalat melarut.
Padatan H2C2O4.2H2O telah larut dalam
100 mL aquades. Larutan asam oksalat
bening tak berwarna.
3. Larutan dimasukkan kedalam labu
ukur 100 mL, kemudian ditambahkan
aquades sampai tanda batas kemudian
dikocok.
Larutan asam oksalat menjadi homogen
setelah ditambahkan aquades sebanyak
100 mL dan dikocok.
Gambar 5. Larutan asam oksalat 0,1 N
Membuat larutan standar primer H2C2O4 0,01 N
1. Sebanyak 10 mL larutan asam oksalat
0,1 N diambil dengan pipet volume
kemudian dimasukkan ke dalam labu
ukur 100 mL. Aquades ditambahkan
sampai tanda batas kemudian dikocok
hingga homogen.
Sebanyak 100 mL larutan asam oksalat
0,1 N sudah terbentuk setelah
mengencerkan 10 mL asam oksalat 0,1
N dengan 100 mL aquades.
Gambar 6. Larutan asam oksalat 0,01 N
Menstandarisasi KMnO4 dengan larutan standar primer H2C2O4 0,1 N
1. Sebanyak 10 mL larutan H2C2O4 0,01
N dimasukkan ke dalam Erlenmeyer
dan ditambahkan sekitar 1 mL H2SO4
pekat. Larutan ini kemudian
dipanaskan hingga suhunya mencapai
600C
Larutan asam oksalat bening tak
berwarna setelah ditambahkan asam
sulfat pekat dan dipanaskan.
Gambar 7. 10 mL asam oksalat dan
H2SO4 setelah dipanaskan hinggan 600C
2. Larutan tersebut dititrasi dengan
larutan KMnO4 sampai penambahan
KMnO4 memberikan warna merah
muda yang bertahan hingga 30 detik.
Titrasi dihentikan setelah warna larutan
berubah menjadi merah muda dan warna
tersebut bertahan selama 30 detik.
Gambar 8. Larutan asam oksalat setelah
distandarisasi.
3. Volume titran yang digunakan
kemudian dicatat dan titrasi diulangi
sebanyak tiga kali.
Setelah melakukan pengulangan titrasi
untuk standarisasi sebanyak tiga kali,
didapatkan hasil titrasi seperti tabel
berikut.
No. Volume
larutan
H2C2O4
Volume
larutan
KMnO4
1. 10 mL 11,00 mL
2. 10 mL 11,20 mL
3. 10 mL 11,00 mL
Rata-rata 11,07 mL
Gambar 9. Ketiga larutan asam oksalat
setelah distandarisasi.
Menentukan kandungan bahan organik dalam sampel limbah restoran cina
1. 10 mL larutan sampel dimasukkan ke
dalam labu Erlenmeyer 100 mL
kemudian ditambahkan 0,5 mL H2SO4
pekat.
Sebanyak 10 mL larutan sampel limbah
restoran cina yang sudah diencerkan 10
kali dimasukkan ke dalam labu
Erlenmeyer 100 mL kemudian
ditambahkan 0,5 mL H2SO4 pekat.
Warna sampel setelah ditambahkan
asam sulfat pekat adalah kekuningann.
Gambar 10. Sampel limbah restoran
cina yang sudah ditambahkan H2SO4
2. Larutan dipanaskan hingga suhunya
sekitar 600C. Selanjutnya sampel
dititrasi dengan larutan KMnO4
standar sampai larutan sampel
berubah warna menjadi merah muda
yang bertahan selama 30 detik.
Setelah dipanaskan warna larutan tetap
kekuningan. Selanjutnya dititrasi dengan
larutan KMnO4 0,01 N. Titrasi
dihentikan setelah larutan berubah
warna menjadi merah muda
Gambar 11. Proses pemanasan sampel
yang sudah ditambahkan H2SO4
Gambar 12. Warna sampel berubah
menjadi merah muda setelah dititrasi
dengan larutan KMnO4 standar
3. Volume titran yang digunakan
kemudian dicatat dan titrasi tersebut
diulang sebanyak tiga kali.
Setelah melakukan pengulangan titrasi
sebanyak tiga kali, maka didapatkan
data hasil titrasi sebagai berikut.
No. Volume
larutan
H2C2O4
Volume
larutan
KMnO4
1. 10 mL 1,50 mL
2. 10 mL 1,60 mL
3. 10 mL 1,50 mL
Rata-Rata 1,53 mL
4. Kandungan bahan organik yang
terdapat dalam sampel limbah organik
dapat ditentukan berdasarkan hasil
data percobaan diatas.
Berdasarkan perhitungan yang
dilakukan, konsentrasi bahan organik
yang terdapat dalam sampel limbah
restoran cina sebagai nilai permanganat
adalah 0.0153 N
V. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
a. Analisis Perhitungan
Standarisasi Larutan KMnO4 dengan Larutan H2C2O4
Tabel 3. Volume KMnO4 yang digunakan untuk titrasi
Berdasarkan data di atas, maka konsentrasi dari larutan kalium permangat dapat dicari
dengan menggunakan persamaan berikut:
Vasam oksalat x Nasam oksalat = Vkalium permanganat x Nkalium permanganat
10 mL x 0.01 N = 11,07 mL x N2
N2 = 0,01 N
Jadi dari perhitungan di atas dapat diketahui bahwa konsentrasi dari larutan kalium
permangat adalah 0,01 N. Larutan kalium permanganat yang sudah distandarisasi ini
kemudian digunakan sebagai titran untuk mentitrasi sampel limbah restoran cina.
Titrasi Permanganometri untuk Menentukan Kadar Bahan Organik dalam Limbah
Restoran Cina
Tabel 4. Volume KMnO4 yang digunakan untuk titrasi
Berdasarkan data di atas, maka dapat ditentukan konsentrasti bahan organik sebagai
angka permangat dalam sampel limbah restoran cina sebagai berikut:
Vkalium permanganat x Nkalium permanganat = Vsampel x Nsampel
1,53 mL x 0.01 N = 10 mL x N2
Titrasi ke Volume Larutan H2C2O4 Volume Larutan KMnO4
I 10 mL 11,00 mL
II 10 mL 11,20 mL
III 10 mL 11,00 mL
Rata-rata 11,07 mL
Titrasi ke Volume Sampel Volume Larutan KMnO4
I 10 mL 1,50 mL
II 10 mL 1,60 mL
III 10 mL 1,50 mL
Rata-rata 1,53 mL
N2 = 0,00153 N
Konsentrasi di atas merupakan konsentrasi bahan organik sebagai nilai permangat dalam
sampel yang diencerkan 10 kali. Oleh karena itu, untuk mengetahui konsentrasi bahan
organik sampel awal sebelum diencerkan dapat ditentukan sebagai berikut:
Vsampel pengenceran x Nsampel pengenceran = Vsampel awal x Nsampel awal
100 mL x 0.00153 N = 10 mL x N2
N2 = 0,0153 N
Jadi, berdasarkan perhitungan tersebut diketahui bahwa konsentrasi bahan organik
sebagai nilai permangat dalam sampel limbah restoran cina adalah 0,0153 N.
b. Pembahasan
Limbah restoran cina merupakan air limbah yang tergolong ke dalam air limbah
domestik yang berasal dari rumah makan. Limbah cair restoran cina ini berasal dari
proses pencucian alat masak dan makan serta proses pengolahan makanan atau minuman.
Dengan demikian limbah restoran cina berupa bahan-bahan organik berupa karbohidrat,
protein, lemak dan minyak, dan bahan pencuci (sabun/deterjen).
Pentuan kadar bahan organik yang terkadung dalam limbah restoran cina dengan
pengujian nilai permanganat dapat dilakukan dengan metode permanganometri.
Permanganometri merupakan metode titrasi yang didasarkan atas titrasi reduksi dan
oksidasi atau redoks. Titrasi ini menggunakan kalium permanganat, yang merupakan
oksidator kuat sebagai titran.
Pereaksi kalium permanganat bukan merupakan larutan standar primer dan
karenanya perlu distandarisasi terlebih dahulu dengan zat baku utama (larutan standar
primer). Untuk menstandarisasi larutan kalium permanganat (KMnO4) dapat digunakan
suatu reduktor, misalnya asam oksalat (H2C2O4.2H2O). Oksalat merupakan standar primer
yang baik untuk permanganat dalam suasana asam. Reaksi yang berlangsung pada proses
standarisasi adalah sebagai berikut:
5C2O4- + 2MnO4- + 16H+→ 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O
Dari standarisasi yang dilakukan maka diketahui konsentrasi dari larutan kalium
permanganat (KMnO4) adalah 0.01 N.
Larutan kalium permanganat yang telah distandarisasi tersebut kemudian
digunakan untuk mentitrasi sampel limbah restoran cina. Sehingga dari hasil titrasi
tersebut dapat diketahui kadar bahan organik dalam limbah restoran cina sebagai nilai
permanganat. Untuk mengurangi penggunaan volume titran (larutan kalium
permanganat) pada proses titrasi maka limbah restoran cina diencerkan sepuluh kali.
Kemudian titrasi dilakukan pengulangan sebanyak tiga kali agar mendapatkan data yang
lebih akurat.
Dari hasil laboratorium, didapatkan kandungan limbah restoran, diantaranya
adalah 10.89 % protein, 0.08 % kalsium, 0.39 % fosfor, 9.13 % serat kasar, 9.70 %
lemak, dan 1780 Kcal energi (Warlina dalam Vini Widyaningsih, 2004). Jadi kandungan
utama sampel limbah cair restoran cina adalah bahan organik protein dan lemak. Bahan
buangan organik tersebut bila terdegradasi oleh mikroorganisme akan terurai menjadi
senyawa yang mudah menguap dan berbau busuk, misalnya NH3, sehingga bila dibuang
ke perairan akan menaikkan populasi mikroorganisme. Sedangkan, berdasarkan
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup, Nomor: 112 Tahun 2003, tanggal 10 Juli
2013, baku mutu air limbah domestik adalah sebagai berikut:
Tabel 4. Baku mutu air limbah domestik
Parameter Satuan Kadar Maksimum
pH - 6-9
BOD mg/L 100
TSS mg/L 100
Minyak dan Lemak mg/L 10
Namun, dari hasil percobaan dengan pengenceran sampel sebanyak sepuluh kali
dan pengulangan titrasi sebanyak tiga kali, maka volume rata-rata larutan kalium
permanganat yang diperlukan sebanyak 1,53 mL. Kemudian setelah dilakukan
perhitungan, maka kadar bahan organik dalam sampel sebagai nilai permanganat adalah
0,0153 N.
VI. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil percobaan dan pembahasan di atas, maka dapat disimpulkan kadar bahan
organik sebagai angka permanganat dalam sampel limbah restoran cina adalah 0,0153 N.
DAFTAR PUSTAKA
Darwindra, H. D. 2010. Titrasi Redoks Permanganat. Tersedia pada https://harisdianto.files.W
ordpress.com/20 10/01/titrasi-redoks-permanganat.pdf. Diakses tanggal 23 Maret 2015
Day RA. Jr dan Al Underwood.1992. Analisis Kimia Kuantitatif. Edisi Keenam. Jakarta:
Erlangga
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup, Nomor: 112 Tahun 2003, tanggal 10 Juli 2013
Widyaningsih, Vini. 2011. Pengolahan Limbah Cair Yongma FISIP UI, Skirpsi Program S1,
Universitas Indonesia.