Co2 Terlarut Dalam Air

KIMIA LINGKUNGAN (Oksigen, CO2, Dan Gas-Gas Terlarut Lainnya)

Oleh : Berliana Desy Manik !"#"$"!#

D%&A'T%M%N D%&A'T%M%N T%KNIK LINGKUNGAN AKULTA T%KNIK UNI*%'ITA UMAT%'A UTA'A 2"+

CO2 TERLARUT DALAM AIR KIMIA LINGKUNG AN

BAB I &%NDAULUAN A Latar Belakang Oksigen yang dikenal dengan nama zat asam merupakan unsur yang sangat berperan dalam proses kehidupan kehidupan dan penghidupan yang normal di dunia ini. Tanpa oksigen proses respirasi dari organisme tidak akan berjalan, sehingga tentunya akan diikuti oleh kematian. Begitu pula bahan bakar tidak akan terbakar, logam tidak akan berkarat dan yang penting lagi zat-zat organic tidak akan terurai atau mengalami pembusukan tanpa adanya oksigen (TIMM !""#. $umber terpenting oksigen adalah atmos%er dan hasil samping proses %otosintesa tumbuhan air. &enambahan kandungan oksigen perairan darat hanya berlagsung pada lapisan-lapisan air permukaan melalui absorpsi atau proses di%usi dari atmos%er dn proses %otosintesa. &roduksi oksigen oleh proses %otosintesa dapat melebihi kandungan oksigen dalam atmos%er sebagai akibat berlangsungnya prses %otosintesa yang sangat intensi%. 'ilai-niai kadar oksigen dalam hal ini mencapai nilai-nilai lebih besar ) dari kadar jenuh. Oleh karena itu, maka dianggap perlu menyusun makalah dan melakukan presentasi tentang Oksigen, karbondioksida dan gas-gas terlarut lainnya yang ada di alam B Tu.uan Dan Man/aat Tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut* . Mengetahui pengertian Oksigen, karbondioksida, dan gas terlarut lainnya. +. Mengetahui kegunaan , sumber, %aktor yang mempengaruhi dinamika dan distribusi ertical gasgas terlarut dalam air. . Mengetahui alat dan metode yang digunakan untuk mengukur gas-gas terlarut. C 'u0usan Masala1 umusan masalah dalam karya tulis ini adalah * . Bagaimana pengertian pengertian Oksigen, karbondioksida, dan gas terlarut lainnya. +. Bagaimana kegunaan , sumber, %aktor yang mempengaruhi dinamika dan distribusi ertical gas gas terlarut dalam air. . alat dan metode apa yang digunakan untuk mengukur gas-gas terlarut.

2


BAB II TINAUAN &UTAKA

Oksigen merupakan %aktor penting bagi kehidupan makro dan mikro organisme perairan karena diperlukan untuk proses perna%asan. /adar oksigen terlarut (0O# di ketiga lokasi penelitian berkisar antara 1,2 3 1,4 mg5l. $ecara umum kadar oksigen terlarut di kedua lokasi ini tergolong baik. 0i perairan ta6ar, kadar oksigen terlarut berkisar antara 1 mg5l pada suhu  7 dan 4 mg5l pada suhu +1 7 kadar oksigen yang terlarut dalam perairan alami berariasi, tergantung pada suhu, salinitas, turbulensi air, dan tekanan atmos%er. $emakin besar suhu dan ketinggian (altitude# serta semakin kecil tekanan atmos%er, kadar oksigen terlarut semakin kecil. /adar oksigen juga ber%luktuasi secara harian (diurnal# dan musiman, tergantung pada percampuran (mi8ing# dan pergerakan (turbulence# massa air, aktiitas %otosintesis, respirasi, dan limbah (e%%luent# yang masuk ke badan air (9%%endi, +#. /arbondioksida merupakan produk dari respirasi yang dilakukan oleh tanaman maupun he6an. /etersediaan karbondioksida adalah sumber utama untuk %otosintesis, dan pada banyak cara menunjukkan hubungan keterbalikan dengan oksigen. Meskipun suhu merupakan %aktor utama dalam regulasi konsentrasi oksigen dan karbondioksida, tetapi hal ini juga tergantung pada %otosintesis tanaman, respirasi dari semua organisme, aerasi air, keberadaan gas 3 gas lainnya dan oksidasi kimia yang mungkin terjadi (:oldman dan ;orne, !4#. /etersediaan karbondioksida terlarut di air dapat bersumber dari air tanah, dekomposisi zat organik, respirasi organisme air, senya6a kimia dalam air maupun dari udara namun dalam jumlah yang sangat sedikit ($ubarijanti, !!#. Tumbuhan akuatik, misalnya alga, lebih menyukai karbondioksida sebagai sumber karbon dibandingkan dengan bikarbonat dan karbonat. Bikarbonat sebenarnya dapat berperan sebagai sumber karbon. 'amun di dalam kloroplas bikarbonat harus dikonersi terlebih dahulu menjadi karbondioksida dengan bantuan enzim karbonik anhidrase (Boney, !4! dalam 9%%endi, +#. 'itrogen adalah senya6a yang tersebar secara luas di bios%ir. #, nitrit ('O-# dan nitrit ('O+-#, jumlah secara kuantitas dari nitrogen yang terakumulasi oleh tiap mahluk hidup baik he6an maupun tumbuhan berariasi  sampai  persen dari total berat kering (dry 6eight# (Metcal% dan 9ddy !!#. 'itrogen organik berupa asam amino, protein, dan urea, bentuk-bentuk tersebut mengalami trans%ormasi sebagai bagian dari siklus nitrogen. $enya6a nitrogen organik dapat ditrans%ormasi menjadi nitrogen amonium dan dioksida menjadi nitrogen nitrat dan nitrit dalam sistem biologis ( 9%%endi ,+#.

3


BAB III &%MBAAAN A &engertian Oksigen, CO2, 3an Gas-Gas Terlarut Lainnya  Oksigen terlarut (dissolved oxygen) 0O atau oksigen terlarut merupakan jumlah gas O + yang diikat oleh molekul air. /elarutan O + di dalam air terutama sangat dipengaruhi oleh suhu dan mineral terlarut dalam air. /elarutan maksimum oksigen dalam air terdapat pada suhu  ?7, yaitu sebesar 2," mg5l. /onsentrasi ini akan menurun seiring peningkatan ataupun penurunan suhu. 9olusi oksigen %otolitik terjadi di membran tilakoid organisme dan memerlukan energi empat %oton. Terdapat banyak langkah proses yang terlibat, namun hasilnya merupakan pembentukan gradien proton di seluruh permukaan tilakod. Ini digunakan untuk mensintesis
&ersa0aan ki0ia yang se3er1ana untuk /4t4sintesis a3ala15 +CO2 6 +2O 6 /4t4n 7 C+2O+ 6 +O2 &ada ertebrata, O+ berdi%usi melalui membran paru-paru dan diba6a oleh sel darah merah. ;emoglobinmengikat O+, mengubah 6arnanya dari merah kebiruan menjadi merah cerah. Terdapat pula he6an lainnya yang menggunakan hemosianin (he6an moluska dan beberapa artropoda# ataupun hemeritrin (laba-laba danlobster #. $atu liter darah dapat melarutkan + cc O +. $pesi oksigen yang reakti%, misalnya ion superoksida (O+@# dan hidrogen peroksida (;+O+#, adalah produk sampingan penggunaan oksigen dalam tubuh organisme. 'amun, bagian sistem kekebalan organisme tingkat tinggi pula menghasilkan peroksida, superoksida, dan oksigen singlet untuk menghancurkan mikroba. $pesi oksigen reakti% juga memainkan peran yang penting pada respon hipersensiti% tumbuhan mela6an serangan pathogen. 0O pada ekosistem danau dan 6aduk (perairan lentik# pada a6al perkembangannya relati% tinggi, karena peman%aatan oleh aktiitas organisme rendah. $umber oksigen terlarut utamanya berasal dari pengikatan langsung dari udara, sedangkan dari aktiitas %otosintesis masih sangat rendah. &ada tahap perkembangan selanjutnya 0O akan %luktuati% sesuai dengan banyaknya akti%itas hidup, dan penyuburan. BO0 juga relati% kecil karena bahan organik dalam ekosistem masih rendah, 7O0 juga demikian. Oksigen terlarut (0O# dalam ekosistem perairan mengalir (sungai# cenderung relati% tinggi dan merata. ;al tersebut dikarenakan adanya gerakan air yang terus menerus di semua bagian perairan, mulai dari permukaan sampai dasar perairan. 2 Kar84n3i4ksi3a (CO2) Menurut /ordi dan Tancung (+=#, karbondioksida (7O+# atau disebut asam arang sangat mudah larut dalam suatu larutan. &ada umumnya perairan alami mengandung karbondioksida sebesar + 4


mg5 A. karbondioksida (7O+# merupakan gas yang dibutuhkan oleh tumbuh-tumbuhan air renik maupun tingkat tinggi untuk melakukan %otosintesis. Istilah karbondioksida bebas (%ree 7O+# digunakan untuk menjelaskan 7O+ yang terlarut dalam air, selain yang berada dalam bentuk terikat sebagai ion bikarbonat (;7O# dan ion karbonat (7O-+# 7O+ bebas menggambarkan keberadaan gas 7O+ di perairan yang membentuk kesetimbangan dengan 7O+ di atmos%er. 'ilai 7O+ yang terukur biasanya berupa 7O+ bebas (9%%endi, +#. /arbondioksida (7O +# atau zat asam arang adalah sejenis senya6a kimia yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara koalen dengan sebuah atom karbon. /arbon dioksida adalah gas yang tidak ber6arna dan tidak berbau. /etika dihirup pada konsentrasi yang lebih tinggi dari konsentrasi karbon dioksida di atmos%er. Ia berbentuk gas pada keadaan dan temperatur dan tekanan standard dan hadir di atmos%er di bumi. /arbondioksida dihasilkan oleh semua he6an, tumbuh-tumbuhan, %ungi, dan mikroorganisme pada proses respirasi dan digunakan oleh tumbuhan pada proses %otosintesis. Oleh karena itu, karbondioksida merupakan komponen penting dalam siklus karbon. /arbon dioksida juga dihasilkan dari hasil pembakaran bahan bakar %osil. /arbondioksida anorganik dikeluarkan dari gunung berapi dan proses geothermal lainnya seperti pada mata air panas. /arbondioksida tidak mempunyai bentuk cair pada tekanan di ba6ah 1, atm namun langsung menjadi padat pada temperatur di ba6ah -=4 . 0alam bentuk padat, karbondioksida umumnya disebut sebagai es kering . /arbondioksida adalah oksida asam. 7O + di udara juga diperlukan dalam proses %otosintesis karbohidrat oleh tanaman. $ebagian juga diubah menjadi karbonat padat, melalui proses pelarutan dengan air dan membentuk asam karbonat, lalu berinteraksi dengan kation, sebagai contoh, dengan 7a +> dan terbentuk senya6a kalsium karbonat yang tidak larut. /arbon dioksida larut dalam air dan secara spontan membentuk ; +7O (asam karbonat# dalam kesetimbangan dengan 7O +. /onsentrasi relati% antara 7O +, ;+7O, dan ;7O@ ( bikarbonat# dan7O+@ (karbonat# bergantung pada kondisi p; larutan. 0alam air yang bersi%at netral atau sedikit basa (p;  ",1#, bentuk bikarbonat mendominasi (1)#. 0alam air yang bersi%at basa kuat (p;  ,2#, bentuk karbonat mendominasi. Bentuk karbonat dan bikarbonat memiliki kelarutan yang sangat baik. 9 Gas-Gas Terlarut Lainnya 7ontoh :as-gas terlarut lainnya diantaranya yaitu sebagai berikut * a Gas Nitr4gen (N2 ) 0alam semua ekosistem perairan nitrogen terdapat dalam berbagai bentuk. $ebagian besar dalam bentuk nitrogen molekuker (' +#, dan sebagian kecil dalam bentuk nitrit ('O +# atau nitrat ('O #, serta # dan molekul '+ yang larut dalam air, sedangkan nitrogen organik berupa protein, asam amino dan urea akan 5


mengendap dalam air. 9%%endi (+# menyatakan bah6a bentuk-bentuk nitrogen tersebut mengalami trans%ormasi (ada yang melibatkan mikrobiologi dan ada yang tidak# sebagai bagian dari siklus nitrogen. Trans%ormasi nitrogen secara mikrobiologi mencakup hal-hal sebagai berikut* .  ;++ '; (ammonia#D atau '; 2 > (ion ammonium#. Ion ammonium yang tidak berbahaya adalah bentuk nitrogen hasil hidrolisis ammonia yang berlangsung dalam kesetimbangan seperti reaksi berikut*

2O 6 N9 N#O N#6 6 O

8 Belerang (ul/ur) $ul%ur terdapat dalam bentuk sul%at anorganik. $ul%ur direduksi oleh bakteri menjadi sul%ida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sul%ur dioksida atau hidrogen sul%ida. ;idrogen sul%ida ini seringkali mematikan mahluk hidup di perairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati.Tumbuhan menyerap sul%ur dalam bentuk sul%at ($O 2#. &erpindahan sul%at terjadi melalui proses rantai makanan, lalu semua mahluk hidup mati dan akan diuraikan komponen organiknya oleh bakteri. Beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sul%ur, antara lain 0esul%omaculum dan 0esul%ibrio yang akan mereduksi sul%at menjadi sul%ida dalam bentuk hidrogen sul%ida (; +$#. /emudian ;+$ digunakan bakteri %otoautotro% anaerob seperti 7hromatium dan melepaskan sul%ur dan oksigen. $ul%ur di oksidasi menjadi sul%at oleh bakteri kemolitotro% seperti Thiobacillus. B Men.elaskan Kegunaan, u08er, akt4r yang 0e0:engaru1i, Dina0ika 3an Distri8usi *ertikal Gas-Gas Terlarut Dala0 Air  Kegunaan Gas-Gas Terlarut E Fntuk perna%asan makhluk hidup E 0igunakan oleh industri baja untuk mengurangi kadar karbon dalam besi gudal E $ebagai bahan bakar roket (oksigen cair dengan nitrogen cair# E Industri kimia menggunakan oksigen untuk oksidasi berbagai zat E Oksigen dengan gas asetilena digunakan untuk mengelas baja E ariabel kunci dalam menentukan macam dan keberadaan biota air. 2 u08er Gas-gas Terlarut $ebagian besar oksigen pada perairan danau dan 6aduk merupakan hasil sampingan aktiitas %otosintesis. &ada proses %otosintesis, karbondioksida direduksi menjadi karbohidrat dan air mengalami dehidrogenasi menjadi oksigen. 0i perairan danau, oksigen lebih banyak dihasilkan oleh %otosintesis alga yang banyak terdapat pada zone epilimnion, sedangkan pada perairan tergenang yang dangkal dan banyak ditumbuhi tanaman air pada zone litoral, keberadaaan oksigen lebih banyak dihasilkan oleh aktiitas 6


%otosintesis tumbuhan air.$umber oksigen terlarut dalam air berasal dari di%usi oksigen yang terdapat di atmos%er, arus atau aliran air melalui air hujan serta aktiitas %otosintesis oleh tumbuhan air dan %itoplankton. 0i%usi oksigen atmos%er ke air bisa terjadi secara langsung pada kondisi air stagnant (diam# atau terjadi karena agitasi atau pergolakan massa air akibat adanya gelombang atau angin. 0i%usi oksigen dari atmos%er ke perairan pada hakekatnya berlangsung relatie lambat, meskipun terjadi pergolakan massa air atau gelombang. /arbondioksida dalam air dapat berasal dari pengikatan langsung dari udara bebas, dan melalui proses respirasi organisme. /arbondioksida dalam perairan sangat dibutuhkan terutama oleh tumbuhtumbuhan air termasuk algae untuk %otosistesis. 'itrogen terlarut dalam ekosistem perairan dapat berasal dari pengikatan molekul nitrogen oleh bakteri pengikat nitrogen, penguraian sisa-sisa organisme yang mati, dan proses oksidasi yang dilakukan oleh bakteri 'itrosomonas. 9 akt4r-akt4r yang 0e0:engaru1i Gas-gas terlarut Berbagai %aktor dapat mempengaruhi keberadaan oksigen di perairan diantaranya* . suhu, +. salinitas, . turbulensi air, 2. tekanan atmos%ir 1. aktiitas %otosintesis, ". respirasi, dan =. limbah (effluent) yang masuk ke badan air. # Dina0ika 3an Distri8usi *ertikal Gas-Gas Terlarut Dala0 Air 0istribusi ertikal oksigen dalam air laut yaitu * /elarutan gas oksigen di permukaan jenuh karena ada %otosintesis dan interaksi laut-atmos%er 0i lapisan photic dekat dasar perairan, terdapat keseimbangan jumlah karbon yang diambil %itoplankton dan proses respirasi. 7ompensation deep (keseimbangan#, jumlah oksigen yang dihasilkan %itoplankton G jumlah yang mereka konsumsi untuk respirasi. /arbon dioksida &ada suhu rendah lebih banyak gas 7o+ yang terlarut 0i ba6ah lapisan termoklin, 6alaupun kondisi suhu bersi%at konstan, daya kelarutan 7O+ menjadi %ungsi tekanan • •

•

• •

7


C Alat Dan Met43e yang Digunakan
:ambar . 0O-meter manual dan 0O-meter digital (sumber * 666.google.com#

8


$edangkan metode yang digunakan ada + cara yaitu* a Met43a Titrasi 3engan ;ara
:ambar +. Metode titrasi 6inkler (sumber * 666.google.com#

. +. . 2.

Aangkah-langkahnya yaitu sebagai berikut * . mA botol ukur Htanpa gelembung udaraH secepatnya masukan sebanyak +mA manganese sul%ate kedalam botol sample. Tambahkan + mA alkali-iodide-azide kedalam botol yang sama. kemudian aduk atau kocok botol tersebut, cek apakah ada gelembung udara , jika ada gelembung udara maka ulangi dari a6al testing. jika terlihat ada 6arna mulai dari coklat ke jingga. 9


1. Tambahkan + mA concentrated sul%uric acid le6at pipa yang ada pada atas botol. ;ati-hati terhadap tutup klep pada titik ini, sample dapat di amankan H%i8edH dan dapat disimpan lebih dari 4 jam jika tetap dalam kondisi dingin, dan dalam ruangan gelap. 0an dapat pula menggunakan tutup dari alumunium %oil. ". 0alam botol berleher atau termors, titrate + mA dicampurkan dengan sodium thiosul%ate maka dapat dihasilkan 6arna seperti 6arna jerami atau kuning.+ mA agar didapatkan 6arna biru. =. Aanjutka n dengan perlahan sampai pemberian titrating sampai sample terlihat bersih. hingga didapatkan 6arna air menjadi biru. 4. concentration kadar o8ygen dalam sample sama dengan jumlah milliliters dari titrant yang digunakan. $etiap milliliter dari sodium thiosul%ate ditambahkan dalam langkah " dan 4 sama dengan  mg5A kadar kerusak o8ygen.

:ambar +. Bahan-bahan untuk metode titrasi 6inkler ($umber * 666.google.com# 8

Met43a %lektr4ki0ia

7ara penentuan oksigen terlarut dengan metoda elektrokimia adalah cara langsung untukmenentukan oksigen terlarut dengan alat 0O meter. &rinsip kerjanya adalah menggunakan probe oksigen yang terdiri dari katoda dan anoda yang direndam dalam larutan elektrolit. &ada alat 0O meter, probe ini 10


biasanya menggunakan katoda perak (
Kat43a 5 O2 6 2 2O 6 #e ==> # OAn43a 5 &8 6 2 O - ==> &8O 6 2" 6 2e

BAB III &%NUTU& A Kesi0:ulan

0ari hasil pembahasan dapat disimpulkan bah6a 0O atau oksigen terlarut merupakan jumlah gas O+yang diikat oleh molekul air. /arbondioksida (7O +# atau zat asam arang adalah sejenis senya6a kimia yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara koalen dengan sebuah atom karbon. :as-gas terlarut lainnya seperti 'itrogen dan belerang merupakan gas 3 gas yang memiliki peranan penting dalam perairan namun jika dalam konsebtrasi yang tinggi dapat membhayakan organism di perairan. /arbon dioksida

larut dalam

air dan

secara

spontan

membentuk

; +7O (asam

karbonat# dalam kesetimbangan dengan 7O +

11


DATA' &UTAKA

9%%endi,;. +. Telaah /ualitas
12

Co2 Terlarut Dalam Air

Recommend Documents