Pembahasan Analisa Kromium Heksavalen pada Air Sungai

1.1.   Analisa Kromium Heksavalen

Kromium merupakan elemen pertama dalam golongan VIB di tabel periodik, yang mempunyai nomor atom 24, berat atom  51,99. Banyaknya kromium di kerak bumi adalah 122 ppm. Di tanah berkisar 11 sampai 22 ppm, di sungai itu rata-rata sekitar 1 μg/L dan di sekitar perairan umumnya 100 μg/L. Kromium ditemukan terutama di bijih besi krom (FeO-Cr₂O₃). Kromium digunakan sebagai logam paduan, elektroplating.

Keberadaan Cr(III) terdapat dalam jumlah yang tidak terlalu banyak pada bebatuan dan tanah dalam bentuk Cr₂O₃. Sedangkan keberadaan Cr(VI) secara alami jarang ditemukan di alam. Kehadirannya dalam bentuk kromat (CrO₄^2-) dan dikromat (Cr₂O₇^2-) dalam lingkungan biasanya disebabkan oleh limbah maupun emisi dari kegiatan emisi dan rumah tangga. Cr(VI) banyak digunakan dalam industri logam pembuatan logam Cr, aloi Cr, dan pelapisan logam serta industri kimia sebagai agen pengoksidasi. Cr(III) terutama sebagai garamnya umumnya digunakan dalam industri tekstil, industri penyamakan yang menggunakan proses Chrome Tanning menghasilkan limbah cair yang mengandung krom, industri keramik dan gelas serta fotografi.

Di perairan alami, kromium trivalen ada seperti Cr³⁺, Cr(OH)²⁺, Cr(OH)²⁺, dan Cr(OH)^4-. Dalam bentuk kromium heksavalen ada sebagai CrO₄^2- dan sebagai Cr₂O₇^2-. Cr³⁺ diharapkan terbentuk kompleks yang kuat dengan amina,dan akan teradsorbsi dengan mineral tanah liat.

Kromium merupakan logam industri yang penting karena merupakan polutan utama, yang bersifat karsinogenik, mutagenik, dan sangat beracun. Kromium memiliki dua bentuk oksidatif dalam lingkungan perairan. Yang pertama ada Cr(VI) yang diketahui sebagai bentuk Cr yang sangat beracun, dan ada Cr(III) yang tidak beracun bahkan merupakan unsur yang essensial bagi manusia dan hewan. Kromium heksavalen merupakan pengoksidasi yang kuat dan sangat mudah larut, sedangkan senyawa kromium trivalen cenderung membentuk endapan pada pH yang mendekati netral.

Efek toksikologi kromium sangat berbahaya dan cukup banyak, diantaranya:

A.  Bila kromium terabsorpsi melalui lambung, kulit, atau alveoli paru-paru akan timbul iritasin dan korosif.

B.  Apabila terhirup (inhalasi) dan menyerap kromium valensi 6 akan menimbulkan iritasi saluran pernapasan bagian atas, bersin, gangguan hidung, terjadi penyempitan pembuluh darah, spasme bronchus, asmatik attart dan dapat mengakibatkan penderita meninggal dunia.

C.  Keracunan kromium valensi 6 diduga merupakan bronkhogenik (penyebab kanker bronkhus).

D.  Logam atau persenyawaan Cr yang masuk ke dalam tubuh akan ikut dalam proses fisiologis atau metabolisme tubuh.

E.   Senyawa-senyawa ligan (piropospat, metionin, serin, glisin, leusin, lisin, dan prolin) yang terdapat dalam tubuh dapat mengubah Cr menjadi bentuk yang dapat terdifusi sehingga dapat masuk ke dalam jaringan.

F.   Ion-ion kromium heksavalen dalam proses metabolisme tubuh akan menghalangi atau mampu menghambat kerja enzim benzopiren hidroksilase. Akibatnya terjadi perubahan dalam kemampuan pertumbuhan sel, sehingga sel-sel menjadi tumbuh secara liar dan tidak terkontrol, yang disebut kanker.

Distribusi senyawa yang mengandung Cr(III) dan Cr(VI) tergantung pada potensial redoks, pH, adanya senyawa oksidator atau reduktor, kinetika reaksi redoksnya. Beberapa teknik analisa yang digunakan untuk menentukan kadar Cr terutama Cr(VI) menggunakan spektrofotometri sinar tampak umumnya menggunakan reagen organik yang dapat dioksidasi dan pembentukan ion asosiasi.

Reagen yang paling umum digunakan untuk menentukan kadar Cr(VI) secara spektrofotometri  sinar tampak yaitu 1,5 difenilkarbazida. reaksi yang dihasilkan dengan menggunakan 1,5 difenilkarbazida dengan suasana asam menghasilkan warna lembayung, yang merupakan uji khas terhadap kromium. Sewaktu reaksi, kromat direduksi menjadi kromium(II), dan terbentuk difenilkarbazon. Hasil-hasil reaksi ini seterusnya menghasilkan suatu kompleks dengan warna yang khas. (Vogel. 1979. Hal: 274)

Molybdenum (VI), Vanadium (V), Merkurium dan Besi dapat mengganggu pada proses pengkompleksan. Jika ada permanganat, dapat disingkirkan dengan di didihkan dengan sedikit etanol. Jika angka banding vanadium terhadap kromium tidak melebihi 10 banding 1, dapat diperoleh hasil yang hampir benar dengan membiarkan larutan itu selama 10 – 15 menit setelah penambahan reagensia, karena warna vanadium difenilkarbazida cukup cepat menghilang. Baik vanadium maupun besi dapat diendapkan dalam larutan asam dengan kuferon dan dengan demikian dipisahkan dari kromium (III).

1.2.    Spektrofotometri

A.      Definisi Spektrofotometri

Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube. (Underwood. 2001. Hal: 398)

B.       Jenis-jenis Spektrofotometri

1)        Daerah jangkauan spektrum

Filter fotometri hanya dapat digunakan untuk mengukur serapan sinar tampak (400-750 nm). Sedangkan spektrofotometer dapat mengukur serapan di daerah tampak, UV (200-380 nm) maupun IR (>750 nm).

2)        Sumber Cahaya/Sinar

Spektrofotometri terdiri dari beberapa jenis berdasarkan sumber cahaya yang digunakan diantaranya adalah sebagai berikut:

a)          Spektrofotometri Vis (Visible)

Pada spektrofotometri ini yang digunakan sebagai sumber sinar/emergi adalah cahaya tampak (Visible). Cahaya visible termasuk spektrum elektromagnetik yang dapat ditangkap oleh mata manusia. Panjang gelombang sinar tampak adalah 380-750 nm.

b)         Spektrofotometri UV (Ultra Violet)

Spektrofotometri UV berdasarkan interaksi sampel dengan sinar UV. Sinar UV memiliki panjang gelombang 190-380 nm. Sebagai sumber sinar dapat digunakan lampu deuterium. Sinar UV tidak dapat dideteksi oleh mata manusia, maka senyawa yang dapat menyerap sinar ini terkadang merupakan senyawa yang tidak memiliki warna (Bening dan transparan).

c)          Spektrofotometri UV-Vis

Spektrofotometri ini merupakan gabungan antara spektrofotometri UV dan Visible. Menggunakan dua sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV dan sumber cahaya Visible. Kemudahan metode ini dapat digunakan baik untuk sampel berwarna juga untuk sampel tak berwarna.

d)         Spektrofotometri IR (Infra Red)

Spektrofotometri ini berdasar kepada penyerapan panjang gelombang Inframerah. Inframerah pada spektrofotometri ini adalah inframerah jauh dan pertengahan yang mempunyai panjang gelombang 2,5-1000 mikrometer. (Wina Widiana. 2016. Hal: 8)

C.       Hukum Lambert Beer

Hukum Lambert Beer (Beer’s law) adalah hubungan linearitas antara absorban dengan konsentrasi larutan sampel. Konsentrasi dari sampel didalam larutan bisa ditentukan dengan mengukur absorban pada panjang gelombang tertentu dengan menggunakan hukum Lambert-Beer. Hukum Lambert-Beer ditulis dengan:

                                       A= ɛ . b . C

                                                A = absorban (serapan)

                                                ɛ = koefisien ekstingsi molar (M-1 cm-1)

                                                b = tebal kuvet (cm)

                                                C = konsentrasi (M)

Pembahasan

Kromium heksavalen dihasilkan dari limbah dari kegiatan industri maupun rumah tangga. Kromium heksavalen memiliki sifat karsinogenik. Di laboratorium terdapat pengujian kromium heksavalen.

Metode yang digunakan untuk pengujian kromium heksavalen, salah satunya dengan serapan cahaya atau metode spektrofotometri. Dimana sampel yang telah berbentuk kompleks karena adanya  reaksi antara 1,5 diphenylcarbazid dalam suasana asam dan diukur oleh spektrofotometer pada gelombang 540 nm.

Pada pengujian sampel  parameter yang akan diuji salah satunya kromium heksavalen. Fungsi dari pengujian kromium heksavalen pada air tentunya untuk mengetahui kualitas dari air tersebut, terutama untuk mengetahui berapa kadar racun yang salah satunya kromium heksavalen dalam sampel tersebut.

Pada pengujian kromium heksavalen, sampel yang akan di analisa harus dilakukan secara kuantitatif. Karena untuk meminimalisir terjadinya kontaminasi yang akan berpengaruh pada hasil pengukurannya. Batas waktu pengujian Cr⁶⁺ hanya 24 jam, karena Cr⁶⁺ tidak stabil dan dikhawatirkan jika lebih dari masa ujinya berpengaruh pada hasil analisa yang tidak akurat yang diantaranya senyawa yang akan didapat adalah Cr³⁺, Cr²⁺, Cr.

Sampel yang akan di analisa kromium heksavalennya harus di saring dengan kertas saring yang berpori 0,45μm, karena padatan tersuspensi akan berpengaruh pada absorbansi pengukuran sampel. Selain padatan tersuspensi, warna sampel juga mempengaruhi nilai absorbansi pada pengukuran.

Pada pengujian Cr⁶⁺, sampel harus berada pada suasana asam. Karena jika suasana sampelnya basa, bukan Cr⁶⁺ tetapi akan didapat Cr³⁺. Yang reaksinya:

Cr₂O₇^2- + 2OH^- ó 2CrO₄^2- + H₂O

                                    Oranye                                    Kuning

Juga ketika sampel berada pada suasana netral bukan Cr⁶⁺ yang didapat tetapi Cr dan Cr(III). Maka agar bersuasana asam ditambahkan H₃PO₄ pekat yang akan menstabilkan dan membuatnya bersuasana asam. Jika sampel masih bersuasana basa, maka dilakukan penambahan H₂SO₄ 0,2 N.

Sebelum diukur di spektrofotometer, sampel direaksikan dengan 1,5 diphenylcarbazid. Larutan difenilkarbazid berfungsi sebagai larutan pengkompleks dalam analisis Cr(VI). 1,5 difenilkarbazid dilarutkan dengan aseton karena larut dengan senyawa organik.

Pada saat direaksikan 5-10 menit akan terbentuk warna ungu. Reaksi dikromat akan direduksi menjadi Cr(II) dan kemudian terbentuk menjadi difenilkarbazon, hasil reaksi yang terjadi menghasilkan warna ungu. Reaksinya:

NH-NH-C₆H₅                                                 N=N-C₆H₅

C=O                            + CrO₄^2-                       C=O                            +Cr²⁺ + 4H₂O

NH-NH-C₆H₅                                                 N=N-C₆H₅

1,5 diphenylcarbazide        dikromat                         

            N=N-C₆H₅                                               N=N-C₆H₅    ²⁺

C=O                            + Cr²⁺                             C - O- Cr

            N=N-C₆H₅                                               N-N-C₆H₅

                                                                        Difenilkarbazon

DAFTAR PUSTAKA

Azza. 2011. Kromium. http://azzafacihuy.blogspot.co.id/2011/04/kromium .html?m=1. Diakses pada 25 Desember pukul 11.50.

Day, R.A, dan Underwood A.L, 1986. Analisis Kimia Kuantitatif, Edisi Kelima. Jakarta : Erlangga.

Noor, Eka Ratri dkk. 2008. Kromium 1,5 diphenylcarbazida. https://indbongolz.files.wordpress.com/2011/02/difenilkarbazida.pdf. Malang : Universitas Brawijaya. Diakses pada 25 Desember pukul 11.00.

Rukaesih. 2004. Kimia Lingkungan. Yogyakarta: CV. Andi Offset.

Sanjaya, Ade. 2015. Pengertian spektrofotometri UV-Vis Hukum Lambert-Beer. https://www.landasanteori.com/2015/09/pengertian-spektrofotometri-uv-vis.html?m=1. Diakses pada tanggal 19 November pukul 10.30.

Vogel. 1979. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimakro. Jakarta : PT. Kalman Media Pustaka.

Widiana, Wina. 2016. Bahan Ajar Analisis Instrumen. Bandung : SMKN 7 Bandung.

Yahya. 2016. Definisi Sungai. Error! Hyperlink reference not valid.. Diakses pada tanggal 18 November pukul 20.12.

Zaki, Muhammad. 2013. Analisis Cr(VI) menggunakan difenilkarbazid. https://jekmad.blogspot.co.id/2013/03/analisis-crvi-menggunakan.html?m=1. Diakses pada 19 November pukul 11.20.