Analisa Chemical Oxygen Demand (COD)

@E02-Elvi, @ProyekA07

Disusun Oleh Elvi Khairina

COD atau kebutuhan oksigen kimia adalah jumlah oksigen yang diperlukan agar limbah organik yang ada di dalam air dapat teroksidasi melalui reaksi kimia. Limbah organik akan teroksidasi oleh kalium bichromat (K2Cr2O4) sebagai sumber oksigen menjadi gas CO2 dan H2O serta sejumlah ion Chrom. Nilai COD merupakan ukuran bagi tingkat pencemaran oleh bahan organik. Kadar COD dalam limbah berkurang seiring dengan berkurangnya konsentrasi bahan organik yang terdapat dalam air limbah, konsentrasi bahan organik yang rendah tidak selalu dapat direduksi dengan metode pengolahan yang konversional (Siahaan,2017).

Menurut Siahaan(2017), Metode standar untuk pengukuran konsentrasi COD yang cocok untuk berbagai jenis contoh uji air limbah yaitu refluks terbuka namun refluks terbuka kurang ekonomis, jika dibandingkan dengan metode lain seperti refluks tertutup karena dibutuhkan pereaksi yang lebih banyak. Prinsip dasar metode ini adalah mekanisme reaksi oksidasi senyawa larutan K₂Cr₂O₇ berlebih dalam suasana asam dan panas (150^oC).

Menurut APHA, Metoda standar penentuan kebutuhan oksigen kimiawi atau Chemical Oxygen Demand (COD) yang digunakan saat ini adalah metoda yang melibatkan penggunaan oksidator kuat kalium bikromat, asam sulfat pekat, dan perak sulfat sebagai katalis.

Kadar COD dipengaruhi oleh reaksi oksidasi yang terjadi di dalam lingkungan. reaksi oksidasi adalah reaksi penambahan/pengikatan oksigen oleh suatu unsur atau senyawa. Arti lain reaksi oksidasi dijelaskan sebagai perubahan bilangan oksidasi (keadaan oksidasi) atom-atom dalam sebuah reaksi kimia. Proses oksidasi dilakukan oleh oksidator. Oksidator atau pengoksidasi adalah zat yang mengoksidasi zat lain dalam suatu reaksi redoks.

Menurut Nurdin (2009) Perkembangan metoda-metoda penentuan COD dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori :

1.      Metoda yang didasarkan pada prinsip oksidasi kimia secara konvensional dan sederhana dalam proses analisisnya.

2.      Metoda yang berdasarkan pada oksidasi elektrokatalitik pada bahan organik dan disertai pengukuran secara elektrokimia

Alasan pendekatan secara elektrokimia mengundang perhatian:

1.      lebih sederhana

2.      cepat

3.      mudah diotomatisasi.

Instrumen analisis COD secara elektrokimia biasanya menggunakan elektroda kerja :

1.      PbO2

2.      CuO atau komposit Ag2O dan CuO

Telah sukses diimplementasikan pada sistem monitoring on-line secara otomatis. Akan tetapi hasil pengukurannya selalu memberikan nilai COD yang lebih kecil jika dibandingkan dengan metode standar, karena hanya fraksi kecil zat organik yangdapat dimineralisasi oleh sistem oksidasi secara elektrokimia.

Kemampuan oksidasi dari sistem fotokatalisis lebih menjanjikan bila dibandingkan dengan metode degradasi elektrokatalitik, khususnya yang melibatkan nanopartikel semi konduktor TiO2. Kim et al.melaporkan sistem pengukuran COD yang melibatkan oksidasi fotokatalitik dan pengukuran deplesi konsentrasi oksigen di dekat permukaan fotokatalis digunakan untuk menghitung nilai COD . Namun, pendekatan tersebut masih mempunyai kendala yaitu :

1.      Masih belum sempurnanya fraksi analit yang terdegradasi, yang akan mengakibatkan rendahnya akurasi hasil pengukuran,

2.      Kurangnya sensitifitas dan daerah kerja linier yang disebabkan oleh karena rentang perubahan yang kecil pada konsentrasi oksigen selama degradasi dan rendahnya kelarutan oksigen dalam air

3.      Kerumitan mengontrol suhu eksperimen selama pengukuran oksigen oleh elektroda oksigen yang sangat tergantung pada temperatur.

Semua kendala tadi berakibat kepada hasil pengukuran yang tidak sensitive dan tidak reprodusibel.

            Sementara itu, Zhao et al. telah melaporkan metode baru sebagai metoda alternatif pengukuran COD. Metoda yang diusulkan ini berbasis gabungan fotokatalisis dan elektrokimia, dengan pendekatan yang sama sekali baru. Mereka menggunakan film TiO₂ yang dilapiskan pada substrat gelas berlapis ITO (Indium Tin Oxide), yang difungsikan sebagai anoda pada sistem fotoelektrokimia. Arus cahaya yang timbul saat sistem fotoelektrokimia dijalankan telah dievaluasi dan digunakan sebagai besaran yang dapat dikorelasikan dengan nilai COD. Namun daerah kerja metoda tersebut masih sempit yakni pada rentang nilai COD sampai 60mg/L O2. Disamping itu desain elektroda dimana arah datangnya foton untuk mengaktifkan fotoelektrokatalis dari arah yang harus melewati badan contoh air mengundang kerawanan akan gangguan serapan yang tinggi oleh matrik contoh air (UV-kromofor, partikel tersuspensi, dan padatan yang melayang).

           

Salah satu hal penting yang harus diperbaiki dari sistem fotoelektrokimia untuk penentuan COD (Photo Electrocatalytic Chemical Oxygen Demand, PECOD) yang dikembangkan oleh Zhao et al :

1.      Aspek kinerja fotokatalis TiO2 dalam kemampuannya mendegradasi berbagai jenis zat organik

2.      kapasitas permukaan TiO2 mengadsorbsi zat organik. Fotokatalis dengan kinerja yang efektif akan menyebabkan sistim oksidasi ini mampu memineralisasi dengan sempurna semua jenis polutan organik yang mendekat ke permukaannya. Sementara itu kapasitas adsorpsi yang tinggi dari fotokatalis akan menghasilkandaerah linieritas pengukuran COD yang lebih luas.

DAFTAR PUSTAKA

APHA, Standard Methods for the Examination of Water & Wastewater, 18th Ed., Washington, 1992,4.18-4.31

H. Zhao, D. Jiang, S. Zhang, K. Catterall, R. John, Anal. Chem. 76 (2004) 155-160.

Nurdin,M, W. Wibowo, Supriyono, M. B. Febrian, H. Surahman,Y.K. Krisnandi2, dan J.Gunlazuardi.2009. PENGEMBANGAN METODE BARU PENENTUAN CHEMICAL OXYGEN DEMAND (COD) BERBASIS SEL FOTOELEKTROKIMIA: KARAKTERISASI ELEKTRODA KERJA LAPIS TIPIS TiO2/ITO. Makara Journal of Science (MAKARA, SAINS, VOL. 13, NO. 1, APRIL 2009: 1-8). Dalam http://journal.ui.ac.id/index.php/science/article/viewArticle/345. (Diakses tanggal 14 November 2017)

Siahaan, Claudia. 2017. PENENTUAN KONSENTRASI KEBUTUHAN OKSIGEN KIMIA (KOK) PADA AIR SUNGAI CISADANE DAN CIHIDENG//DETERMINING THE CONCENTRATION OF CIAPUS AND CIHIDENG RIVER CHEMICAL OXYGEN DEMAND. Academia Education on Google Cendekia. Dalam https://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/53373589/lap._5_PTLT2_Claudia_F44140076_Selasa_Siang.pdf?AWSAccessKeyId=AKIAIWOWYYGZ2Y53UL3A&Expires=1510611518&Signature=devOPJKDCyXfGfpwFninDM%2BUvq0%3D&response-content-disposition=inline%3B%20filename%3DPENENTUAN_KONSENTRASI_KEBUTUHAN_OKSIGEN.pdf (Diakses tanggal 14 November 2017)

Y.C. Kim, S. Sasaki, K. Yano, K. Ikebukuro, K.Hashimoto, I. Karube, Analyst 125 (2000) 1915-

1918.