Google+ Badge

Rabu, 12 Desember 2012

PENGUKURAN KONSENTRASI TOTAL DISSOLVED SOLID (TDS)


PENGUKURAN KONSENTRASI TOTAL DISSOLVED SOLID (TDS)
LAPORAN PRAKTIKUM INSTRUMEN DAN PENGUKURAN

DOSEN PEMBIMBING :

OLEH :
DEDI HARYANTO                 (101411008)
DEDI SUGIYANTO                (101411009)
DESI ASRI YANI                    (101411010)
DONNY WIRYAWAN                       (101411011)

KELAS 2 A

TANGGAL PRAKTIKUM               : 15 November 2011
TANGGAL PENGEMBALIAN    : 22 November 2011
 























LABORATORIUM INSTRUMEN DAN PENGUKURAN
DIPLOMA 3 TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2011

PENGUKURAN KONSENTRASI TOTAL DISSOLVED SOLID
(TDS)

I.                   TUJUAN
o   Menentukan tetapan sel dari instrumen konduktometer.
o   Menentukan linieritas dan hysteresis antara konsentrasi NaCl dengan konduktivitas larutan.
o   Menentukan linieritas dan hysteresis antara konsentrasi NaCl dengan pengukuran TDS.
o   Menghitung standar deviasi dari pengukuran TDS dengan konsentrasi NaCl
o   Menghitung standar deviasi dari pengukuran konduktivitas dengan konsentrasi NaCl.
o   Menghitung ketepatan dan ketelitian pengukuran konduktivitas dan TDS baik dari alat ukur portable dan non portable.

II.                DASAR TEORI
1.1     Pengukuran
Secara garis besar prinsip dari pengukuran ada 3 tahap yakni :
-    Variabel yang diukur
-    Pengolahan data dari variabel yang terukur
-    Mengubah sinyal pengolahan menjadi mudah terbaca
Untuk itu ada pembagian instrumen ukur yang berdasarkan pada fungsional dari masing-masing elemen seperti yang ditunjukkan pada diagram berikut :
Dari blok diagram tersebut dapat dimengerti bahwa proses kalibrasi suatu instrumen ukur adalah tidak mudah. Suatu alat ukur atau instrumen harus mempunyai 3 sifat utama yaitu presisi, akurat, dan repeatability.
Untuk mengetahui presisi dilihat dari deviasi standar, sedangkan akurat dilihat dari linieritas dan repeatability ditinjau dari hysteresis.

1.2     Pengukuran TDS
TDS adalah total dissolved solids atau total padatan yang terlarut, pengukuran TDS umunya dinyatakan sebagai ppmCaCO­3, pengukuran TDS ini dilakukan secara spesifik dari larutan elektrolit, kemudian dikalikan dengan suatu faktor konversi hingga menghasilkan besaran yang menyatakan konsentrasi TDS.
Pengukuran konduktivitas spesifik seringkali digunakan dengan sampel air. Dari beberapa literatur menunjukkan kadar padatan terlarut dapat ditentukan melalui perkalian terhadap suatu faktor konversi yang besarnya bervariasi antara 0,55 hingga 0,9. Faktor yang tepat digunakan bergantung pada komponen ion-ion dalam larutan sebagai penghantar arus listrik. Bila komposisi dalam larutan air dapat diketahui, maka nilai konduktivitas ekivalen ionik akan mempermudah pemilihan faktor konversi dari konduktivitas menjadi konsentrasi padatan terlarut.
Salah satu rumus empiris yang menunjukkan hubungan pengukuran konduktivitas dan konsentrasi garam yang terdapat dalam air alam juga digunakan untuk menunjukkan padatan terlarut dalam air adalah sebagai berikut :
Dissolved salts (mg/L) =  κ
Dimana :
           t =  suhu sampel dalam satuan °C
           κ =  konduktivitas spesifik dalam satuan mhos/cm atau S/cm

           Hubungan tersebut diatas memperlihatkan 95 hingga 98% total padatan terlarut bila air-air alam diukur pada kondisi dimana kandungan bahan organik sintetis yang minimum atau sedikit.
Tidak ada elektroda yang tepat untuk mengukur konduktivitas, oleh karena itu pembacaannya harus dikoreksi terhadap kondisi baku/standar dengan penggunaan tetapan sel konduktivitas spesifik (κ) yang dihubungkan terhadap tetapan sel, Q adalah sebagai berikut :
          
κ = κm x Q
Dimana :
      κm    =  konduktivitas yang terukur pada kondisi standar/ baku, biasanya menggunakan larutan KCl 0,01 M atau 0,1 M pada suhu standar 25°C = 14,13 S/cm (pada 26°C =  14,41 S/cm)
      κ      =  konduktivitas spesifik yang diukur oleh instrumen
      Q         =          tetapan sel

III.             ALAT DAN BAHAN
3.1  Alat dan Bahan
ü  Padatan NaCl
ü  Aquadest
ü  Spatula dan pengaduk
ü  Konduktometer

IV.             LANGKAH KERJA
Tanpa pemanasan (T=25,4)
Diukur konduktivitasnya
 

Aquadest 300 ml
                                           
                         
  
+ garam 0,1 gr (5 kali). Tiap penambahan 0,1 gram diukur konduktivitasnya
 

         





Diukur konduktivitasnya
Diencerkan dengan penambahan 50 ml air (5 kali)
                                                                                
      
                                                                               




B. Dengan pemanasan (T = 35,4 0C)
Aquadest 300 ml, T=35,40C
Diukur konduktivitasnya
 


                  

 


+garam 0,1 gr (5 kali). Pada setiap penambahan 0,1 gram diukur konduktivitasnya
 





+ 50 ml air (T=35,40C)
Diukur konduktivitasnya
                                                                               
                                                                 


V.                DATA PENGAMATAN

k Larutan KCl 0,1 N pada suhu 26 oC = 10,26 mS/cm
Tetapan Sel    =
                        =
                         = 0,616
Ø  Suhu Kamar = 26 oC
A.    Konsentrasi Naik
No.
Jumlah Garam
(gram)
Volume Aquades
(mL)
Konsentrasi Garam, NaCl
(M)
Konduktivitas, k
(mS/cm)
Portable
Nonportable
1.
0,2
300
0,667
0,962
0,999
2.
0,3
300
1,000
1,484
1,319
3.
0,4
300
1,333
1,983
1,712
4.
0,5
300
1,667
4,150
2,210
5.
0,6
300
2,000
4,830
2,610

B.     Konsentrasi Turun
No.
Jumlah Garam
(gram)
Volume Aquades
(mL)
Konsentrasi Garam, NaCl
(M)
Konduktivitas, k
(mS/cm)
Portable
Nonportable
1.
0,6
300
2,000
4,830
2,610
2.
0,6
350
1,714
3,920
2,100
3.
0,6
400
1,500
3,370
1,910
4.
0,6
450
1,333
2,940
1,636
5.
0,6
500
1,200
2,600
1,520


Ø  Suhu 40 oC
A.    Konsentrasi Naik
No.
Jumlah Garam
(gram)
Volume Aquades
(mL)
Konsentrasi Garam, NaCl
(M)
Konduktivitas, k
(mS/cm)
Portable
Nonportable
1.
0,2
300
0,667
1,121
0,829
2.
0,3
300
1,000
1,880
1,199
3.
0,4
300
1,333
1,900
1,599
4.
0,5
300
1,667
3,600
2,020
5.
0,6
300
2,000
4,440
2,460

B.     Konsentrasi Turun
No.
Jumlah Garam
(gram)
Volume Aquades
(mL)
Konsentrasi Garam, NaCl
(M)
Konduktivitas, k
(mS/cm)
Portable
Nonportable
1.
0,6
300
2,000
4,440
2,460
2.
0,6
350
1,714
3,620
2,150
3.
0,6
400
1,500
3,250
1,980
4.
0,6
450
1,333
2,840
1,850
5.
0,6
500
1,200
2,640
1,469


VI.             PENGOLAHAN DATA
A.    Konsentrasi Naik
Konsentrasi Garam
1.      M garam =
         =  M
2.      M garam =
               = M
3.      M garam =
         = 1,333 M
4.      M garam =
               = 1,667 M
5.      M garam =
         = 2 M

B.     Konsentrasi Turun
Konsentrasi garam
1.      2 M
2.     
3.     
4.     
5.     


Grafik Hubungan Konsentrasi Garam NaCl dengan Konduktivitas
Ø  Suhu Kamar 26 oC










Ø  Suhu 40 oC










Standar deviasi = Sy =
Hysteresis = selisih nilai konduktivitas pada pengukuran naik dan turun
Ø  Suhu 26 oC
Portable
No.
Pengukuran Naik
Pengukuran Turun
Hysteresis
Konsentrasi Garam
Konduktivitas
Konsentrasi Garam
Konduktivitas
1.
0,667
0,962
1,2
2,6
1,638
2.
1,000
1,484
1,333
2,94
1,456
3.
1,333
1,983
1,500
3,37
1,387
4.
1,667
4,150
1,714
3,92
0,23
5.
2,000
4,830
2,000
4,83
0
Standar Deviasi
1,706
-
0,878
-

Nonportable
No.
Pengukuran Naik
Pengukuran Turun
Hysteresis
Konsentrasi Garam
Konduktivitas
Konsentrasi Garam
Konduktivitas
1.
0,667
0,999
1,200
1,520
0,512
2.
1,000
1,319
1,333
1,636
0,317
3.
1,333
1,712
1,500
1,910
0,198
4.
1,667
2,210
1,714
2,100
0,11
5.
2,000
2,610
2,000
2,610
0
Standar Deviasi
0,652
-
0,431
-








Ø  Suhu 40 oC
Portable
No.
Pengukuran Naik
Pengukuran Turun
Hysteresis
Konsentrasi Garam
Konduktivitas
Konsentrasi Garam
Konduktivitas
1.
0,667
1,121
1,200
2,640
1,519
2.
1,000
1,880
1,333
2,840
0,960
3.
1,333
1,900
1,500
3,250
1,350
4.
1,667
3,600
1,714
3,620
0,020
5.
2,000
4,440
2,000
4,440
0
Standar Deviasi
1,377
-
0,713
-

Nonportable
No.
Pengukuran Naik
Pengukuran Turun
Hysteresis
Konsentrasi Garam
Konduktivitas
Konsentrasi Garam
Konduktivitas
1.
0,667
0,829
1,200
1,469
0,640
2.
1,000
1,199
1,333
1,850
0,651
3.
1,333
1,599
1,500
1,980
0,381
4.
1,667
2,020
1,714
2,150
0,130
5.
2,000
2,460
2,000
2,460
0
Standar Deviasi
0,646
-
0,367
-











VII.          PEMBAHASAN
Pada praktikum ini bertujuan untuk menentukan tetapan sel dari instrumen konduktometer. Menentukan linearitas dan histerisis antara konsentrasi NaCl dengan konduktivitas larutan, konsenrasi NaCl dengan pengukuran TDS. Menghitung standar deviasi dari pengukuran TDS dan konduktivitas dengan konsentrasi NaCl. Serta menghitung ketepatan dan ketelitian pengukuran konduktivitas dan TDS baik dari alat ukur portable dan nonportable.
TDS (Total Dissolve Solid) menyatakan banyaknya senyawa terlarut (padatan) dalam suatu larutan yang dinyatakan dengan dengan ppm (part per million). Sedangkan konduktivitas (Daya hantar listrik) adalah kemampuan dari larutan untuk menghantarkan arus listrik yang dinyatakan dalam mS. Kemampuan ini disebabkan oleh adanya senyawa terlarut terdisosiasi menjadi kation dan anion. Padatan yang digunakan adalah garam atau NaCl ( Na+ + Cl-), sedangkan pelarut yang digunakan adalah air murni (aquadest). Hal ini dilakukan karena NaCl merupakan larutan elektrolit, dimana larutan NaCl memiliki daya hantar. Dari data yang diperoleh bahwa temperature dan konsentrasi larutan sangat berpengaruh terhadap pengukuran. Selain itu, pengadukan pun menjadi faktor yang mempengaruhi nilai TDS dan DHL.
Pada praktikum pengukuran konsentrasi total dissolved solid dari larutan NaCl tidak dilakukan pengukuran secara langsung, melainkan dengan mengalikan nilai konduktivitas dari larutan dengan faktor konversi. Pengukuran konduktivitas dilakukan dengan dua alat, yaitu konduktometer yang telah di kalibrasi dan konduktometer portable.
Sebelum melakukan pengukuran konduktivitas dilakukan kalibrasi terlabih dahulu untuk mengetahui tetapan sel. Dari hasil perhitungan didapat nilai  tetapan selnya 0,616. Pengukuran konduktivitas dilakukan pada 2 kondisi, yaitu pada suhu kamar (suhu 26 oC) dan pada suhu 40 oC untuk mengetahui apakah suhu mempengaruhi nilai konduktivitas dari larutan.
Dari data pengukuran yang diperoleh dibuat grafik antara konsentrasi NaCl dengan konduktivitas dan grafik antara konsentrasi NaCl dengan TDS. Nilai TDS dari larutan diperoleh dengan mengalikan nilai konduktivitas larutan dengan faktor konversi:
 
 Dari grafik antara konsentrasi NaCl dengan konduktivitas, dapat diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi NaCl, maka semakin tinggi pula konduktivitasnya. Dari grafik tersebut diperoleh persamaan garis dan linearitas sebagai berikut:

T (oC)
Persamaan garis
Linieritas (R2)
PORTABEL
Pengukuran Naik
26 oC
y = 3,1214x - 1,4802
R² = 0,9289
40 oC
y = 2,508x - 0,7559
R² = 0,9217
Pengukuran Turun
26 oC
y = 2,766x - 0,7536
R² = 0,9971
40 oC
y = 2,2391x - 0,1113
R² = 0,9892
NON
PORTABEL
Pengukuran Naik
26 oC
y = 1,2341x + 0,1245
R² = 0,9949
40 oC
y = 1,225x - 0,0121
R² = 0,9989
Pengukuran Turun
26 oC
y = 1,3506x - 0,1375
R² = 0,9856
40 oC
y = 1,1232x + 0,2415
R² = 0,9427
Dari grafik antara konsentrasi NaCl dengan TDS, dapat diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi NaCl, maka semakin tinggi pula padatan terlarutnya. Hal ini disebabkan karena, jumlah NaCl dalam larutan semakin banyak. Dari grafik tersebut diperoleh persamaan garis dan linearitas sebagai berikut:


T (oC)
Persamaan garis
Linieritas (R2)
PORTABEL
Pengukuran Naik
26 oC
y = 1E+06x - 679420
R² = 0,9289
40 oC
y = 2E+06x - 457821
R² = 0,9217
Pengukuran Turun
26 oC
y = 1E+06x - 345909
R² = 0,9971
40 oC
y = 1E+06x - 67415
R² = 0,9892
NON
PORTABEL
Pengukuran Naik
26 oC
y = 566436x + 57145
R² = 0,9949
40 oC
y = 741930x - 7303,6
R² = 0,9989
Pengukuran Turun
26 oC
y = 619937x - 63094
R² = 0,9856
40 oC
y = 741930x - 7303,6
R² = 0,9427
Sedangkan untuk mengetahui nilai histerisis, maka dilakukan perhitungan selisih dari pengukuran naik dan turun pada setiap waktu pengukuran. Berdasarkan hasil perhitungan, didapat nilai hysteresis 1,638 pada pengukuran konduktivitas dan 919968,3. Berdasarkan hasil pengukuran naik dan turun, didapatkan hasil pengukuran yang berbeda antara pengukuran naik dan turun.


VIII.       KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengukuran dan perhitungan, didapatkan data sebagai berikut:
1.      Tetapan sel adalah sebesar 0,616
2.      Linieritas grafik
Konsentrasi NaCl dengan konduktivitas larutan pada pengukuran naik sebesar 0.9289 dan pengukuran turun sebesar 0,9971 dengan menggunakan konduktometer portable, sedangkan dengan menggunakan konduktometer nonportable pada pengukuran naik  pada suhu 40 oC didapatkan nilai kelinieran pada pengukuan naik kelinearan sebesar 0.9949 dan pengukuran turun sebesar 0,9855.
3.      Hysteresis
·         Konsentrasi NaCl dengan konduktivitas larutan pada suhu kamar dengan konduktometer portable sebesar 1,638 dan nonportable sebesar 0,519
·         Konsentrasi NaCl dengan konduktivitas larutan pada suhu 40 oC dengan konduktometer portable sebesar 1,519 dan nonportable sebesar 0,651
4.      Standar deviasi
·         Pada suhu kamar
Pengukuran naik sebesar 1,706
Pengukuran turun sebesar 0,878
·         Pada suhu 40 oC
Pengukuran naik sebesar 0,646
Pengukuran turun sebesar 0,431


DAFTAR PUSTAKA

Chamidy, Harita dkk. 2007. Jobsheet Instrumentasi dan Pengukuran. Bandung : Pusat Pengembangan Pendidikan Politeknik.
Widiastuti, Endang dkk. 1996. Petunjuk Praktikum Kimia Analitik Instrumen.
Bandung : Pusat Pengembangan Pendidikan Politeknik 

1 komentar: