BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1
Kajian Tentang Air
2.1.1 Sifat kimia dan fisika air Nama Sistematis
: air
Nama Alternatif
: aqua, dihidrogenmonoksida, Hidrogen hidroksida
Rumus Molekul
: H2 O
Massa Molar
: 18,0153 g/mol
Densitas dan Fase
: 0,998 g/cm³ (cair pada 20 °C) ; 0,92 g/cm³ (padat)
Titik Lebur
: 0 oC
Titik Didih
: 100 oC
Kalor Jenis
: 4184 J/kg.K (cair pada 20 oC)
Air adalah senyawa kimia dengan rumus kimia H 2O, artinya satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air mempunyai sifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan suhu 273,15 K (0 oC). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting karena mampu melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan senyawa
organik
(Scientist
N.,
2010).
Atom oksigen
memiliki
nilai
keelektronegatifan yang sangat besar, sedangkan atom hidrogen memiliki nilai 6
7
keelektronegatifan paling kecil diantara unsur-unsur bukan logam. Hal ini selain menyebabkan sifat kepolaran air yang besar juga menyebabkan adanya ikatan hidrogen antar molekul air. Ikatan hidrogen terjadi karena atom oksigen yang terikat dalam satu molekul air masih mampu mengadakan ikatan dengan atom hidrogen yang terikat dalam molekul air yang lain. Ikatan hidrogen inilah yang menyebabkan air memiliki sifat-sifat yang khas. Sifat-sifat khas air sangat menguntungkan bagi kehidupan makhluk di bumi (Achmad, 2004). Hal sama dikemukakan oleh Dugan (1972), Hutchinson (1975) dan Miller (1992) yang menyatakan bahwa air memiliki beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh senyawa kimia lain. Diantara sifat-sifat tersebut adalah : Air memiliki titik beku 0 o
C dan titik didih 100 oC (jauh lebih tinggi dari yang diperkirakan secara teoritis),
sehingga pada suhu sekitar 0 oC sampai 100 oC yang merupakan suhu yang sesuai untuk kehidupan, air berwujud cair. Hal ini sangat menguntungkan bagi makhluk hidup, karena tanpa sifat ini, air yang terdapat pada jaringan tubuh makhluk hidup maupun yang terdapat di laut, sungai, danau dan badan perairan yang lain mungkin ada dalam bentuk gas ataupun padat. Sedangkan yang diperlukan dalam kehidupan adalah air dalam bentuk cair. Air memiliki perubahan suhu yang lambat. Sifat ini merupakan penyebab air sebagai penyimpan panas yang baik, sehingga makhluk hidup terhindar dari ketegangan akibat perubahan suhu yang mendadak. Suhu lingkungan akan terjaga tetap sesuai dengan kondisi yang dibutuhkan untuk kehidupan. Air mampu melarutkan berbagai jenis senyawa kimia, sehingga disebut sebagai pelarut universal. Sifat ini memungkinkan terjadinya pengangkutan nutrien yang larut ke
8
seluruh jaringan makhluk hidup dan pengeluaran bahan-bahan toksik yang masuk ke dalam jaringan tubuh makhluk hidup. Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi. Sifat ini mengakibatkan air dapat membasahi suatu bahan secara baik. Hal ini juga dapat mendukung terjadinya sistem kapiler, yaitu kemampuan untuk bergerak dalam pipa kapiler. Keuntungan dari adanya sistem kapiler dan sifat sebagai pelarut yang baik menyebabkan air dapat membawa nutrien dari dalam tanah ke dalam jaringan tumbuhan (akar, batang dan daun). Air merupakan satusatunya senyawa yang mengembang ketika membeku. Hal ini mengakibatkan densitas es lebih rendah daripada air, sehingga es akan mengapung di atas air. Keuntungan yang diperoleh dari sifat ini adalah kehidupan organisme akuatik pada daerah beriklim dingin tetap berlangsung, karena air yang membeku hanya ada di permukaan perairan saja. 2.1.2 Sumber air Air yang ada di permukaan bumi berasal dari beberapa sumber. Berdasarkan letak sumbernya air dibagi menjadi tiga, yaitu air hujan, air permukaan dan air tanah. Air hujan merupakan sumber utama dari air di bumi. Air ini pada saat pengendapan dapat dianggap sebagai air yang paling bersih, tetapi pada saat di atmosfer cenderung mengalami pencemaran oleh beberapa partikel debu, mikroorganisme dan gas (misal : karbon dioksida, nitrogen dan amonia). Air permukaan meliputi badan-badan air semacam sungai, danau, telaga, waduk, rawa dan sumur permukaan. Sebagian besar air permukaan ini berasal dari air hujan dan mengalami pencemaran baik oleh tanah, sampah dan lainnya. Air tanah berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan bumi, kemudian mengalami
9
penyerapan ke dalam tanah dan penyaringan secara alami. Proses-proses ini menyebabkan air tanah menjadi lebih baik dibandingkan air permukaan (Chandra,B., 2007). 2.1.3 Manfaat air Air merupakan zat yang paling penting dalam kehidupan setelah udara. Sekitar tiga perempat bagian dari tubuh manusia terdiri dari air. Air digunakan untuk mendukung hampir seluruh kegiatan manusia. Sebagai contoh, air digunakan untuk minum, memasak, mandi, mencuci dan membersihkan lingkungan rumah. Air juga dimanfaatkan untuk keperluan industri, pertanian, pemadam kebakaran, tempat rekreasi dan transportasi. Air dibutuhkan organ tubuh untuk membantu terjadinya proses metabolisme, sistem asimilasi, keseimbangan cairan tubuh, proses pencernaan, pelarutan dan pengeluaran racun dari ginjal, sehingga kerja ginjal menjadi ringan (Chandra, B., 2007). 2.1.4 Penggolongan air Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 20 Tahun 1990 tentang pengendalian pencemaran air, Bab III pasal 7 menyebutkan bahwa ada empat golongan air menurut peruntukannya, yaitu : Air golongan A, adalah air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung tanpa pengolahan lebih dulu; Air golongan B, adalah air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum; Air golongan C, adalah air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan; dan Air golongan D, adalah air yang dapat digunakan untuk keperluan
10
pertanian dan dapat dimanfaatkan untuk keperluan usaha perkotaan, industri dan pembangkit listrik tenaga air. 2.1.5 Karakteristik air 2.1.5.1 Karakteristik fisika air Karakteristik fisika air meliputi: kekeruhan, suhu, warna, zat padat terlarut, bau dan rasa. Penyebab terjadinya kekeruhan dapat berupa bahan organik maupun anorganik, seperti lumpur dan limbah industri. Suhu air mempengaruhi jumlah oksigen terlarut. Makin tinggi suhu air, jumlah oksigen terlarut makin rendah. Warna air dapat dipengaruhi oleh adanya organisme, bahan berwarna yang tersuspensi dan senyawa-senyawa organik. Bau dan rasa dapat disebabkan oleh adanya organisme dalam air seperti alga, juga oleh adanya gas H2S hasil peruraian senyawa organik yang berlangsung secara anaerobik (Hanum, F., 2002). 2.1.5.2 Karakteristik kimia air Karakteristik kimia air meliputi: pH, DO (dissolved oxygent), BOD (biological oxygent demand), COD (chemical oxygent demand), kesadahan dan senyawa kimia beracun. Nilai pH air dapat mempengaruhi rasa dan sifat korosi. Beberapa senyawa beracun lebih toksik dalam bentuk molekul daripada dalam bentuk ion, yang bentuk tersebut dipengaruhi oleh pH. Dissolved Oxygen menunjukkan jumlah oksigen yang terlarut dalam air. Oksigen terlarut berasal dari hasil fotosintesa selain dari absorbsi atmosfer. Makin tinggi jumlah oksigen terlarut mutu air makin baik.
11
Biology Oxygen Demand (BOD) menunjukkan jumlah oksigen yang diperlukan oleh mikroorganisme untuk menguraikan bahan organik dalam air secara biologi. Makin tinggi nilai BOD menunjukkan tingginya jumlah bahan organik dan mutu air makin rendah. Chemical Oxygen Demand (COD) menunjukkan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk menguraikan bahan organik dalam air secara kimia. Makin tinggi nilai COD menunjukkan tingginya jumlah bahan organik dan mutu air makin rendah. Kesadahan air mempengaruhi efisiensi pemakaian sabun. Kesadahan air disebabkan oleh adanya garam-garam kalsium dan magnesium yang terdapat dalam air. Adanya senyawa arsen meskipun dalam jumlah yang kecil dapat merupakan racun bagi manusia (Hanum, F., 2002). 2.1.6 Air bersih Air yang dikonsumsi manusia harus berasal dari sumber yang bersih dan aman. Yang dimaksud bersih dan aman adalah memenuhi beberapa kriteria berikut. Air harus bebas dari kontaminasi kuman atau bibit penyakit. Air tidak boleh mengandung bahan kimia yang berbahaya maupun beracun. Air tidak berasa dan tidak juga berbau. Jumlah air cukup untuk memenuhi kebutuhan domestik dan rumah tangga. Air memenuhi standar yang ditentukan oleh Badan Kesehatan Dunia (WHO) atau Departemen Kesehatan Republik Indonesia (Chandra, B., 2007).
12
2.1.7 Air minum Pengertian air minum adalah air yang diperlukan untuk keperluan hidup rumah tangga, meliputi air untuk minum, memasak, mandi, mencuci dan membersihkan rumah. Agar air minum tidak mengganggu kesehatan manusia harus memenuhi persyaratan fisika, kimia dan bakteriologis yang ditentukan oleh Dinas Kesehatan. Persyaratan fisika adalah persyaratan air yang dapat dilihat, dirasa maupun dibau. Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 416/MENKES/PER/IX/1990 tentang persyaratan air bersih dan air minum mencantumkan bahwa air minum harus tidak berbau, jernih, tidak berwarna, tidak berasa dan perbedaan suhu air dengan suhu ruang tidak boleh lebih dari 3 oC. Persyaratan kimia meliputi kadar atau kandungan zat kimia dalam air. Air minum tidak boleh mengandung zat kimia yang mengganggu kesehatan manusia dan zat yang bersifat korosif karena dapat merusak pipa air minum. Persyaratan bakteriologis meliputi kandungan mikroorganisme atau jasad renik yang terdapat dalam air minum. Persyaratan tersebut antara lain, jumlah kuman yang terdapat dalam air minum tidak boleh lebih dari 100 kuman per satu mili liter air, air minum tidak boleh mengandung bakteri coli begitu pula bakteribakteri patogen yang dapat menyebabkan penyakit cholera, tipus, disentri dan gastroenteritis. 2.1.8 Pencemaran air Pencemaran air disebabkan oleh masuknya bahan pencemar yang dapat berupa gas, bahan-bahan terlarut dan partikulat. Bahan-bahan tersebut masuk ke
13
dalam badan air melalui atmosfer maupun tanah. Sumber pencemar dapat tersebar atau pada lokasi tertentu. Limbah dari daerah pertanian yang mengandung pestisida dan pupuk, limbah dari daerah pemukiman dan limbah dari daerah perkotaan adalah contoh sumber pencemar yang tersebar. Knalpot mobil, cerobong asap mobil dan saluran limbah industri merupakan contoh sumber pencemar pada lokasi tertentu (Davis, M.L. and Cornwell, D.A., 1991). 2.1.9 Pengolahan air bersih Air yang dikonsumsi oleh masyarakat harus memenuhi syarat kesehatan karena air merupakan media paling baik untuk berkembangnya mikroorganisme. Pengolahan air untuk memperoleh air yang memenuhi persyaratan perlu dilakukan. Tahapan-tahapan dalam proses pengolahan air adalah penyimpanan, penyaringan dan klorinasi (Chandra, B., 2007). Air baku yang berupa air sungai, air hujan atau air tanah dialirkan ke dalam bak penampung dan disimpan. Air yang disimpan mengalami proses pemurnian secara alami yang meliputi proses fisika, kimia dan biologis. Secara fisika partikel terlarut dengan ukuran cukup besar akan mengendap dan terpisah dari air. Oksigen bebas dalam air digunakan oleh bakteri aerobik untuk mengoksidasi bahan-bahan organik dan organisme patogen berangsur-angsur mati (Chandra, B., 2007). Penyaringan dilakukan untuk memisahkan partikel-partikel yang tidak terendapkan selama penyimpanan. Proses penyaringan ini melibatkan proses koagulasi, flokulasi dan sedimentasi. Koagulasi dilakukan dengan penambahan
14
koagulan, misal alum [Al2(SO4)3]. Tujuan flokulasi adalah untuk memperbesar ukuran gumpalan yang terbentuk dengan cara memutar secara pelan. Sedangkan dalam proses sedimentasi terjadi pengendapan gumpalan yang juga mengikat bakteri. Penyaringan dilakukan untuk mengambil sisa-sisa partikel yang masih ikut dalam air (Chandra, B., 2007). Proses pembunuhan kuman atau disinfeksi disebut klorinasi karena yang dilakukan selama ini adalah penambahan senyawa klor, baik berupa gas klor, senyawa hipoklorit, klor dioksida, bromine klorida ataupun kloramin. Senyawa klor yang sering digunakan adalah kalsium hipoklorit (Chandra, B., 2007). 2.2
Kajian Tentang Disinfektan
2.2.1 Pengertian disinfektan Disinfektan adalah perlakuan fisika atau senyawa kimia yang digunakan untuk membunuh mikroorganisme. Disinfeksi adalah proses yang dilakukan dengan tujuan membunuh kuman. Disinfeksi terhadap air perlu dilakukan, karena mikroorganisme sangat cepat berkembang di dalam air (Pelczar, M.J., dan Chan, E.C.S., 2009). Selanjutnya dalam penelitian ini yang dimaksud disinfektan adalah senyawa kimia yang digunakan untuk membunuh mikroorganisme. 2.2.2 Penggolongan disinfektan Disinfektan dibagi dalam beberapa golongan, antara lain: fenol dan senyawa fenolik, bisfenol, golongan biguanida, golongan halogen, golongan alkohol, logam berat dan campurannya, surfaktan, quat, bahan pengawet, golongan aldehid, gas kemosterilisator dan golongan peroksigen (Radji, 2011).
15
Fenol pertama kali digunakan oleh Listen untuk mencegah terjadinya infeksi di ruang operasi. Senyawa ini kadang digunakan sebagai antiseptik lokal untuk pelega tenggorokan. Senyawa ini dapat menyebabkan iritasi kulit dan memiliki bau yang tidak disukai sehingga jarang digunakan. Efek antibakteri yang signifikan ditunjukkan oleh fenol pada konsentrasi satu persen. Senyawa fenolik adalah senyawa fenol yang telah mengalami modifikasi secara kimiawi. Tujuan modifikasi adalah untuk menurunkan efek iritasi atau menaikkan efek antibakterinya. Salah satu senyawa fenolik yang sering digunakan adalah kresol. Cara kerja disinfektan golongan ini adalah merusak membran plasma yang mengandung lipid, sehingga sel mengalami lisis dan akibatnya isi sel keluar. Golongan bisfenol adalah derivat fenol yang mengandung dua fenolik, contohnya heksaklorofen. Heksaklorofen ini sering digunakan di rumah sakit untuk mengatasi kontaminasi di ruang operasi. Contoh bisfenol lain adalah triklosan, senyawa ini terkandung dalam sabun antiseptik dan pasta gigi. Salah satu disinfektan golongan biguanida yang sering digunakan adalah klorheksidin. Klorheksidin digunakan untuk mengontrol mikroba pada kulit atau membran mukosa. Klorheksidin yang dikombinasi dengan alkohol atau deterjen digunakan sebagai bahan pencuci tangan sebelum dan sesudah operasi. Senyawa ini membunuh bakteri dengan cara merusak membran sel bakteri. Golongan halogen yang sering digunakan adalah iodin dan klorin. Iodin efektif untuk semua jenis bakteri, endospora, berbagai jenis jamur dan virus. Yang sering dijumpai adalah iodin dalam bentuk tinctur atau iodoform. Iodin
16
mempunyai sifat mengiritasi. Klorin sering digunakan baik dalam bentuk gas maupun kombinasi dengan senyawa kimia lain. Senyawa lain dari golongan ini adalah kloramin yang terdiri dari klor dan amonia. Alkohol merupakan disinfektan yang sangat efektif membunuh jamur dan bakteri, tetapi tidak efektif untuk endospora dan virus. Disinfektan ini mendenaturasi protein dan mengganggu membran serta melarutkan lipid sel mikroba dalam mekanisme kerjanya. Etanol dan isopropanol adalah dua jenis alkohol yang sering digunakan. Perak, seng, merkuri dan perunggu adalah contoh logam dan campurannya yang
bersifat
sebagai
disinfektan.
Dalam
menghambat
pertumbuhan
mikroorganisme, logam berikatan dengan gugus sulfhidril pada protein sehingga terjadi denaturasi protein. Kemampuan logam berat untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme dikenal dengan daya oligodinamik. Sabun dan deterjen adalah contoh surfaktan. Fungsi surfaktan adalah menurunkan tegangan permukaan antarmolekul pada cairan. Fungsi penting dari senyawa golongan ini adalah untuk membuang mikroorganisme secara mekanis melalui pencucian. Kulit normal mengandung sel-sel mati, debu, keringat, mikroorganisme dan minyak. Melalui proses emulsifikasi, materi-materi tersebut diangkat dan dibawa oleh surfaktan pada saat pembilasan dengan air. Nama lain senyawa quat adalah amonium kuartener. Quat bersifat bakterisida kuat terhadap bakteri gram positif, juga merupakan fungisida, amebisida dan virusida. Mekanisme kerja sebagai desinfektan dengan cara
17
mempengaruhi
membran
plasma
mikroorganisme
melalui
perubahan
permeabilitas sel dan menyebabkan beberapa senyawa dan komponen penting sitoplasma hilang. Bahan pengawet kimia sering ditambahkan ke dalam sediaan farmasi maupun makanan dan minuman untuk memperlambat
kerusakan oleh
mikroorganisme. Sebagai contoh, sulfur dioksida yang sering digunakan pengawet pada minuman anggur. Sedangkan natrium benzoat, asam sorbat dan kalium propionat sering digunakan sebagai pengawet pada makanan. Formaldehid dan glutaraldehid adalah contoh desinfektan golongan aldehid yang sering digunakan. Cara kerja senyawa golongan ini sebagai disinfektan adalah melalui pembentukan ikatan kovalen silang dengan beberapa gugus organik fungsional dalam protein sel mikroorganisme. Penggunaan gas kemosterilisator adalah untuk mensterilkan ruang tertutup. Etilen oksida sering digunakan untuk metode ini. Etilen oksida membunuh semua mikroba dan endosperma, tetapi memerlukan waktu yang lama. Gas ini beracun dan mudah meledak, maka dalam penggunaannya sering dicampur dengan gas karbon dioksida dan nitrogen. Ozon, hidrogen peroksida dan asam parasetat adalah contoh disinfektan golongan peroksigen yang sering digunakan. Cara kerja disinfektan golongan ini adalah melalui oksidasi komponen sel mikroorganisme. Bahan peroksigen lain yang sering digunakan untuk mengobati luka dan bisul yang terinfeksi bakteri anaerob adalah benzoil peroksida.
18
2.3
Kajian Tentang Kaporit
2.3.1 Sifat kimia dan fisika kaporit Nama Sistematis
: Kalsium hipoklorit
Nama Dagang
: Kaporit
Rumus Molekul
: Ca(OCl)2
Massa Molar
: 142,985 g/mol
Densitas
: 2,35 g/cm3 (20 °C)
Titik Lebur
: 100 °C
Titik Didih
: 175 °C, terurai
Kelarutan dalam air
: 21 g/100 mL, bereaksi
Kaporit merupakan bahan kimia yang telah digunakan secara luas dalam pengolahan air dan sebagai pemutih. Bahan kimia ini merupakan padatan putih kekuningan, memiliki bau yang menyengat, sangat sukar larut dalam air. Kaporit ada dalam dua bentuk, yaitu bentuk kering dan bentuk terhidrat. Bentuk terhidrat lebih aman dalam penangannya (Patnaik, P., 2002). 2.3.2 Mekanisme kerja kaporit sebagai disinfektan Kaporit ketika dilarutkan dalam air akan membentuk asam hipoklorit (HOCl) yang memiliki sifat desinfektan. HOCl akan terurai menghasilkan ion OCl- yang dapat menyebabkan terjadinya hidrolisis dan deaminasi pada berbagai komponen kimia bakteri seperti peptidoglikan, lipid dan protein sehingga terjadi kerusakan fisiologis dan mempengaruhi mekanisme seluler (EPA, 1999). 2.3.3 Dampak klorinasi air Klorinasi pada air yang mengandung bahan-bahan organik dapat menyebabkan terbentuknya senyawa halogen organik yang mudah menguap (volatile halogenated organics) yang sering disingkat VHO. Senyawa VHO yang
19
paling banyak ditemukan adalah jenis trihalometan sering disingkat THM. Trihalometan (THM) dapat memicu terbentuknya sel kanker (Chandra, B., 2007).
2.4
Kajian Tentang Hidrogen Peroksida
2.4.1 Sifat kimia dan fisika hidrogen peroksida Nama Sistematis
: Dihidrogen Dioksida
Nama Trivial
: Hidrogen Peroksida
Nama Dagang
: Perhidrol
Rumus Molekul
: H2O2
Massa Rumus
: 34,0147 g/mol
Densitas
: 1,463 g/cm3
Titik Lebur
: - 0,43 °C
Titik Didih
: 150,2 °C
Kelarutan dalam air
: Sangat mudah larut
Hidrogen peroksida dengan rumus kimia H2O2 ditemukan oleh Louis Jacques Thenard di tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki sifat oksidator kuat. Bahan baku pembuatan hidrogen peroksida adalah gas hidrogen (H2) dan gas oksigen (O2). Teknologi yang banyak digunakan di dalam industri hidrogen peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone (Patnaik, P., 2002). Hidrogen peroksida tidak berwarna, berbau menyengat , dan larut dalam air. Dalam suhu dan tekanan ruang hidrogen peroksida sangat stabil dengan laju dekomposisi
kurang dari 1% per tahun. Mayoritas penggunaan hidrogen
peroksida adalah dengan memanfaatkan dan merekayasa reaksi dekomposisinya, yang intinya menghasilkan oksigen. Pada tahap produksi hidrogen peroksida,
20
bahan stabilizer kimia biasanya ditambahkan dengan maksud untuk menghambat laju dekomposisinya, termasuk dekomposisi yang terjadi selama dalam penyimpanan. Selain menghasilkan oksigen, reaksi dekomposisi hidrogen peroksida juga menghasilkan air dan panas. Reaksi dekomposisi eksotermis yang terjadi adalah sebagai berikut (Pelczar, M.J., dan Chan, E.C.S., 2009): H2O2
H2O + 1/2O2 + 23.45 kkal/mol
Hidrogen peroksida merupakan pengoksidasi yang kuat dengan potensial reduksi (Eo red) = + 1,78 volt. Persamaan setengah sel dapat ditulis sebagai berikut (Dickson,G., 2000) : H2O2 + 2H+ + 2e2.4.2
2H2O
Eº = +1.78 volt
Mekanisme kerja hidrogen peroksida sebagai disinfektan Hidrogen peroksida (H2O2) mudah terurai membentuk air (H2O) dan
oksigen (O2). Adanya ion-ion logam dalam sitoplasma sel mikroorganisme dapat menyebabkan terbentuknya radikal superoksida ( .O2) yang akan bereaksi dengan gugus bermuatan negatif dalam protein dan menginaktifkan sistem enzim (Pelczar, M.J., dan Chan, E.C.S., 2009). 2.4.3 Pereaksi Fenton Pemakaian hidrogen peroksida (H2O2) sebagai pengoksidasi dalam pengolahan air sering ditambahkan FeSO4 sebagai katalis. Larutan ini disebut pereaksi fenton. Dalam larutan ini terjadi reaksi antara ion Fe 2+ dengan hidrogen peroksida (H2O2) membentuk ion Fe3+ dan radikal hidroksil (.OH). Ion Fe3+ bereaksi dengan H2O2 membentuk ion Fe2+ , radikal superoksida (.O-O-) dan ion
21
hidrogen (H+). Radikal superoksida (.O-O-) bereaksi dengan ion besi(III) (Fe3+) membentuk ion besi(II) (Fe2+) dan gas oksigen (O2-). Radikal hidroksil (.OH) memiliki sebuah elektron tidak berpasangan yang membuatnya sangat reaktif, meskipun konsentrasi radikal hidroksil ( .OH) dalam pereaksi Fenton sangat rendah yaitu 10-16 sampai 10-14 M. Dalam reaksi ini penambahan ion besi(II) (Fe2+) dan hidrogen peroksida (H2O2) harus pada tempat dan waktu yang sama. Reaksi-reaksi tersebut dapat ditulis sebagai berikut (Huling et al., 1998; 2000; 2001) :
2.5
H2O2 + Fe2+
Fe3+ + ·OH + OH-
(1)
H2O2 + Fe3+
Fe2++ ·O2- + 2 H+
(2)
·O2- + Fe3+
Fe2+ + O2(g) + 2 H+
(3)
·OH + kontaminan
hasil samping
(4)
·OH + H2O2
·HO2 + H2O
(5)
Evaluasi Disinfektan Evaluasi laboratoris terhadap bahan kimia perlu dilakukan untuk
mengetahui kemampuan desinfeksi suatu bahan kimia tersebut. Suatu prosedur uji yang telah dibakukan adalah metode koefisien fenol. Langkah-langkah yang dilakukan adalah dengan membuat beberapa tingkat pengenceran larutan bahan kimia uji dan larutan fenol baku dalam tabung reaksi steril. Organisme uji yang diketahui jumlahnya dimasukkan ke dalam masing-masing tabung. Pada interval waktu tertentu dilakukan pemindahan dari tabung reaksi ke dalam tabung-tabung yang berisi media steril dan diinkubasikan. Pengamatan dilakukan untuk mengetahui ada atau tidaknya pertumbuhan organisme uji. Koefisien fenol yang
22
diperoleh dinyatakan dalam bentuk bilangan. Koefisien fenol ditentukan melalui perbandingan aktivitas larutan zat kimia dengan pengenceran tertentu yang sedang diuji terhadap aktivitas larutan fenol dengan pengenceran baku. Secara khusus, tingkat pengenceran yang diambil adalah yang tidak mematikan organisme uji dalam waktu lima menit tetapi mematikan semua sel dalam waktu sepuluh menit. Suatu contoh, untuk bahan kimia yang tidak mematikan organisme uji dalam waktu lima menit tetapi mematikan semua sel dalam waktu sepuluh menit pada pengenceran satu per seratus delapan puluh, sedangkan untuk larutan fenol baku pada pengenceran satu per sembilan puluh, maka koefisien fenol bahan disinfektan tersebut adalah seratus delapan puluh dibagi sembilan puluh atau sama dengan dua (Pelczar, M.J., dan Chan, E.C.S., 2009).
