PEMERIKSAAN OKSIGEN ( O2 ) DAN KEBUTUHAN BIOLOGI AKAN OKSIGEN ( BOD ) / BIOLOGYCAL OXIGEN DEMAND.

I.                   PENDAHULUAN.

Masuknya atau melarutnya udara  kedalam air dapat terjadi setiap saat. Dengan demikian gas-gas yang terlarut dalam air identik dengan komposisi udara diatas permukaan air.  Oksigen merupakan gas terlarut yang sangat dibutuhkan oleh  makhluk didup dalam air, khususnya organisme aerob.

Penelitian menunjukkan bahwa pada tekanan 1 atm, kelarutan oksigen  (O₂) dari udara kedalam air tawar mencapai 14,6 mg / l  pada 0 ^oC dan 7,1 mg / l pada suhu 35 ^oC.  kadar  oksigen dapat menurun dan dapat mencapai kadar pada tinggkat yang sangat rendah  (mendekati nol). Hal ini disebabkan oleh adanya kegiatan oksidasi dan atau konsumsi oksigen oleh organisme aerob dalam air.

Oleh karena itu dapat dipastikan bahwa kuantitas organisme (aerob) dapat digambarkan dan berbanding terbalik dengan kadar oksigen terlarut dan berbanding lurus dengan kadar BOD.  Pada dan tekanan yang sama, pernyataan ini dapat dituliskan sebagai berikut :

Kadar DO >>, Micro Organisme Aerob << atau sebaliknya. : dan kadar BOD >>  Micro Organisme Aerob >>.

II.                PERUBAHAN KADAR OKSIGEN DALAM AIR.

Pada kondisi normal (persediaan oksigen bebas cukup banyak), bakteri aerob akan hidup dan akan menguraikan bahan-bahan organik dalam air pada proses ini bahan-bahan organic akan teroksidasi membentuk amoniak, CO₂ dan H2O. pada proses oksidasi lebih lanjut akan menghasilkan nitrit (NO₂)  lalu kemudian menjadi nitrat (NO₃) sebagaimana diperlihatkan dalam reaksi dibawah.

Pada kondisi kadar oksigen mencapai nol  maka nitrat akan direduksi menjadi nitrit dan amonia  oleh bakteri anaerob.  Keadaan lebih stabil apabila sebagian besar zat-zat orgnik ( senyawa N ) telah dioksidasi menjadi nitrat. Pada  keadaan ini kemungkinan masih terdapat kadar oksigen dalam jumlah yang kecil, tetapi masih tetap akan menurun dan bahkan sampai habis .  proses itu dapat ditunjukkan sebagai berikut :

CHON    +    O₂                             C O₂     +    H2O     +      NH3  +  ……….

NH3        +    O₂                             HN O₂    +  H₂O.

NO2        +    O₂                             NO3.

Untuk kegiatan anaerob terjadi sebaliknya dan membentuk NH₃ (amonia).  Apabila oksigen yang dibutuhkan dalam proses oksidasi seperti diatas lebih besar atau sama dengan proses pelarutan dari udara melalui permukaan, maka kadar oksigen dalam air relatif kecil  ( 0 ) dengan demikian dalam menentukan BODnya  harus diencerkan, dengan akuades  pengencer yang telah diaerasi.

III.             PEMERIKSAAN.

III.1. Oksigen.

   Kadar  oksigen terlarut ( DO ) sebagai O₂ dala air dapat ditentukan dengan

   beberapa cara  antara lain yaitu :

1.      Dengan mempergunakan  DO meter, yakni kadar oksigen dapat diketahui atau dibaca pada display / layar alat setelah elektroda khusus oksigen  dicelupkan  kedalam air.

2.      Dengan colimetri ( komparator ) yaitu kadar oksigen dapat diketahui

         melalui komparator setelah sejumlah sampel ditambahkan reagen

         tertentu sehingga menghasilkan suatu warna denga kepekatan yang

         sebanding dengan kadar oksigenya.

3.      Dengan cara titrimetri, (metoda winkler Iodometri ).

   Metoda ini adalah metoda  sederhana yang banyak dipergunakan di

   Laboratorium  oleh karena  cukup akurat dengan biaya yang relatif

   murah. Oleh karena itu methode ini tetap dipertahankan sebagai

   alternatif utama dalam pemeriksaan oksigen terlarut dalam air, yang

   kebutuhan dan cara kerjanya dapat dilihat sebagai berikut :

a.          Peralatan. 

         *   Botol BOD / botol iodine  ( 200 – 300 ml )

                                    *   Gelas ukur.

      *   Buret.

      *   Labu ukur.

      *   Labu erlemeyer.

      *   Pipet ukur.

b.         Reagensia.

      *   Larutan mangan sulfat (MnSO₄).

     Larutkan 480 gr Mangan sulfat tetra hydrate (MnSO₄.4H₂O)

     atau 400 gr Mangan sulfat dihydrate  (MnSO₄.2 H₂O) atau

     364 gr Mangan sulfat monohydrate (MnSO₄. H₂O) dalam air

     suling, saring, lalu encerkan dengan air suling sampai 1 liter.

                                     *  Laurtan alkali iodida azida.

                                         Larutan ini dua macam, yaitu untuk contoh yang jenuh atau

                                         kurang  jenuh  dan  untuk contoh yang sangat jenuh.

     -   Untuk contoh yang kurang jenuh atau jenuh :

    Larutka 500 gram Natrium Hidroksida (NaOH) atau 700

    gram  Kalium Hidroksida (KOH), dan 135 gram Natrium

    Iodida ( NaI ) atau 150 gram Kalium iodida ( KI ) dalam air

    suling dan encerkan sampai 1 liter,  tambahkan 10 gram

    Natrium Azida  ( NaN3 ) yang telah dilarutkan dalam 40 ml

    air suling.

      -  Untuk contoh yang sangatjenuh.

    Larutkan 10 gram Natrium Azida (NaN₃)  dalam 500 ml air

    suling, tambahkan 480 gram Natrium hidroksida ( NaOH )

    atau 750 gram  Natrium Iodida (NaI), aduk sampai larut

    Akan timbul kekeruhan warna putih yang disebabkan

    natrium carbonat ( Na2CO₃ ) tetap tidak mengganggu.

    ( peringatan  Jangan diasamkan larutan ini karena akan

    menghasilkan uap beracun asam hidrozoat ).

Cari kembali dalam literatur jika mau di print ………. Ini dari puslabkes.

             *  Asam sulfat pekat ( H₂SO₄ ).

         1 ml setara dengan 3 ml larutan alkali iodida azida.

        *.    Larutan indikator amilum.

               Larutkan 2 gram amilum dan 0,2 gram asam salisilat (pengawet)

               dalam air suling dingin secukupnya, sehingga membentuk

               suspensi, tambah air suling 100 ml dan aduk.

         *.   Larutan baku natrium tiosulfat  ( Na₂S₂O₃.5H₂O ) 0,025 M,

1.      Larutkan  6,205 gram Natrium tiosulfat dalam air suling ,

      tambahkan 1,5 ml  NaOH 6 N atau 0,4 gram NaOH kristal

      dan  encerkan dengan air suling sampai 1000 ml.

2.   Bakukan dengan larutan baku kalium biiodate.

          *.  Larutan baku Kaliumbiiodat  [KH(IO3)₂] 0,025 N

1.      Larutkan 3,249 gram  Kalium Biiodat dalam air suling dan

      encerkan   sampai 1000 ml.

2.   Pembakuan larutan baku Natrium tiosulfat 0,025 M.

         -.  Larutkan  2 gram KI (bebas iodat) dalam labu erlemeyer

              dengan 100 – 150 ml air suling, tambahkan 1 ml larutan

             H₂SO₄ 6N atau   beberapa tetes H₂SO₄ pekat dan 20 ml

              larutan baku biodat.

         -.  Encerkan sampai 200 ml dan titrasi iodin yang dibebaskan

              dengan larutan baku Natrium tiosulfat. Tambahkan larutan

              indikator amilum setelah berwarna kuning muda, sebagai

              indikator.

       V1N1  =  V2N2.

            *.   Larutan Kalium Fluorida.

            Larutkan  40 gram KF.2H₂O dalam aquadest sampai 100 ml.

c.       Prinsip kerja metode.

            Pada dasarnya tidak ada perbedaan antara pemeriksaan oksigen dengan

            pemeriksaan BOD, oleh karena kedua pemeriksaan ini dilaksanakan atas dasar

            kadar oksigen dalam analit (contoh).  Dengan penambahan Mangan II (MnSO₄)

            dalam suasana alkalis maka oksigen ( O₂ ) dalam contoh akan mengoksidasi

                Mangan II tadi menjadi mangan yang bervalensi lebih tinggi  ( Mn IV )

                sehingga mengendapkan MnO₂ yang berwarna coklat.  Akan tetapi tanpa

                oksigen dalam suasana yang sama   akan mengendapkan Mn (OH)₂ yang

                berwarna putih.

                 Reaksi tersebut dapat dituliskan sebagai berikut.

                 ½ O₂  +   MnSO₄   +  2KOH                        MnO₂   +  K₂SO₄   +   H₂O

 

       

                                                                                              Coklat  (ada O₂ ).

                                  MnSO4  +  2KOH                        Mn(OH)2   +   K₂SO₄

                                                                                               Putih    ( tidak ada O₂ ).

                 Setelah reaksi yang mengandung KI diatas terjadi, kondisi diubah menjadi asam,

                dengan penambahan asam sulfat, sehingga  endapan Mangan  IV direduksi

                kembali menjadi Mangan II yang larut dan membebaskan Iodium  ( I₂ ) yang

                dapat ditentukan dengan larutan Tio,  sedangkan Mn (OH)₂ yang berwarna putih,

                larut kembali menjadi Mn II  tanpa membebaskan Iodium ( I₂ ) karena tidak ada

                reaksi redduksi dan oksidasi.

                 Reaksi tersebut dapat dituliskn sebagai berikut :

                 MnO2   +   H₂SO₄   +   KI                      Mn SO₄    +   K₂ SO₄     +   2H₂O   +   I₂

                I₂   +   Na₂S₂O₃                                     2NaI   +   Na₂S₄O₆.

            Pengukuran BOD dilakukan dengan cara mengukur selisih oksigen terlarut dalam

            contoh pada keadaan sebelum dan sesudah di inkubasi pada suhu 20 ^oC selama

5        hari, sehingga prinsip pengukuran ini dapat dituliskan dengan reaksi :

                                       20 ^oC,    5  hari

( CHON )    +    O₂                                     CO₂   +   H   +   …………

                                                   Microorganisme

            Pada reaksi diatas terlihat bahwa  banyaknya bahan organik yang diuraikan oleh

            Micro organisme selama 5 hari pada 20 ^oC sebanding dengan banyaknya oksigen

            yang dibutuhkan, yang dapat dilihat dari selisih kadar oksigen sebelum dan

            sesudah inkubasi selama 5 hari.

Cara Kerja

·         Tera capasitas botol oksigen yang telah berisi dengan batu didih / gelas pengaduk

·         Isi botol oksigen dengan sample sampai penuh

·         Tambahkan 1 ml reagen MnSO4

·         Tambahkan 1 ml reagen Oksigen (alkali Iodida Azida)

·         Tutup botol dengan baik, dan bolak balik botol sampai homogen

·         Biarkan mengendap sampi permukaan endapan pada ½ botol

·         Tambahkan 1 ml larutan H2SO4  pekat

·         Botol ditutup kembali kemudian dibolak baliksampai endapan larut kembali.

·         Pindahkan kedalm labu Erlenmeyer yang lebih besar

·         Tambahkan beberapa tetes indicator amilum ( kanji)

·         Titrasi dengan larutan Tio 0,1 N sampai warna biru hilang.

·         Catat volume larutan Tio yang dipergunakan (a ml)

·         Hitung kadar oksigen

Hasil Praktikum:

·         Kapasitas  botol oksigen yang berisi batu didih (v )  = …………………ml

·         Volume titrasi (a) = ……………………… ml

·         Normalitet Tio  (N) = ……………………

·         Bst Oksigen = 8

Kadar Oksigen

Kadar O2  (mg/l)  = 1000 / (v-3)  x  a   x    n    x      8