Hasil Praktikum Pengukuran keasaman (pH) tanah dan air

I.                   Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui tingkat keasaman tanah dan air maka siswa diajak untuk melakukan praktikum Pengukuran PH tanah dan air ini ditujukan untuk mengetahui keasaman tanah pada lahan pertanian dan keasaman PH air untuk kebutuhan konsumsi dan budidaya.

II.                Landasan Teori

A.     Definisi pH

pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Ia didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion hidrogen (H⁺) yang terlarut. Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoretis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan berdasarkan persetujuan internasional.

Konsep pH pertama kali diperkenalkan oleh kimiawan Denmark Søren Peder Lauritz Sørensen pada tahun 1909. Tidaklah diketahui dengan pasti makna singkatan "p" pada "pH". Beberapa rujukan mengisyaratkan bahwa p berasal dari singkatan untuk powerp (pangkat), yang lainnya merujuk kata bahasa Jerman Potenz (yang juga berarti pangkat), dan ada pula yang merujuk pada kata potential. Jens Norby mempublikasikan sebuah karya ilmiah pada tahun 2000 yang berargumen bahwa p adalah sebuah tetapan yang berarti "logaritma negatif",

Air murni bersifat netral, dengan pH-nya pada suhu 25 °C ditetapkan sebagai 7,0. Larutan dengan pH kurang daripada tujuh disebut bersifat asam, dan larutan dengan pH lebih daripada tujuh dikatakan bersifat basa atau alkali. Pengukuran pH sangatlah penting dalam bidang yang terkait dengan kehidupan atau industri pengolahan kimia seperti kimia, biologi, kedokteran, pertanian, ilmu pangan, rekayasa (keteknikan), dan oseanografi. Tentu saja bidang-bidang sains dan teknologi lainnya juga memakai meskipun dalam frekuensi yang lebih rendah.

Tinggi atau rendahnya nilai pH air tergantung pada beberapa faktor yaitu:
a) Konsentrasi gas-gas dalam air seperti CO2
b) Konsentrasi garam-garam karbonat dan bikarbonat
c) Proses dekomposisi bahan organik di dasar perairan.

Secara alamiah, pH perairan dipengaruhi oleh konsentrasi karbondioksida (CO2) dan senyawa bersifat asam. Perairan umum dengan aktivitas fotosintesis dan respirasi organisme yang hidup didalamnya akan membentuk reaksi berantai karbonat – karbonat sebagai berikut:

Semakin banyak CO2 yang dihasilkan dari hasil respirasi, reaksi bergerak ke kanan dan secara bertahap melepaskan ion H+ yang menyebabkan pH air turun. Reaksi sebaliknya terjadi pada peristiwa fotosintesis yang membutuhkan banyak ion CO2, sehingga menyebabkan pH air naik. Pada peristiwa fotosintesis, fitoplankton dan tanaman air lainnya akan mengambil CO2 dari air selama proses fotosintesis sehingga mengakibatkan pH air meningkat pada siang hari dan menurun pada waktu malam hari.

Konsentrasi ion H dalam air mempunyai pengaruh terhadap organisme baik secara langsung maupun tidak langsung. Ada dua hal penting mengenai pH air terhadap kehidupan organisme dalam air yaitu:
1. Merupakan faktor pembatas karena organisme tertentu dapat hidup dengan baik pada pH rendah, sedang organisme yang lain hidup pada pH tinggi atau pH netral (pH 7).
2. pH sangat erat kaitannya atau merupakan petunjuk terhadap faktor kimia lain-nya seperti alkalinitas dan kesadahan.

Nilai pH pada banyak perairan alami berkisar antara 4 – 9, kehadiran CO2 dan sifat basa yang kuat dari ion natrium, kalium dan kalsium dalam air laut cenderung mengubah keadaan ini, sehingga air laut sedikit lebih basa berkisar antara 7,5 – 8,4. sistem karbondioksida – asam karbonat – bikarbonat berfungsi sebagai buffer yang dapat mempertahankan pH air laut dalam suatu kisaran yang sempit.

B.     Keasaman Tanah

Tanah bersifat asam karena berkurangnya kation kalsium, ,magnesium, kalium dan natrium. Unsur-unsur tersebut terbawa oleh aliran air kelapisan tanah yang lebih bawah (pencucian) atau hilang diserap tanaman, karena ion-ion positif yang melekat pada koloid tanah berkurang, Kation membentuk asam seperti hidrogen  dan aluminium akan menggantikannya. Terlalu banyak pupuk nitrogen seperti ZA juga menyebabkan peningkatan konsentrasi ion H⁺ (Novizan, 2002).     

Ada tiga alasan utama nilai pH tanah sangat penting untuk diketahui :

Menentukan rendah tidaknya ion-ion unsur hara diserap oleh tanaman, umumnya unsur hara mudah diserap oleh akar tanaman pada pH tanah  netral 6-7 karena pada pH tersebut sebagian besar unsur hara mudah larut di dalam air. Bagian yang melebar pada jalur setiap unsur hara menunjukan ketersediaan unsur hara yang semakin besar dan  bagian yang menyempit menunjukan ketersediaan unsur hara yang semakin kecil. Unsur-unsur makro seperti N, P, K, Mg, Ca dan S lebih banyak tersedia di dalam larutan tanah ber pH 6 sampai 7,5. Pada pH lebih rendah atau lebih tinggi ketersediaan unsur-unsur makro tersebut cenderung menurun. Sementara itu jumlah unsur mikro yang tersedia pada pH netral cenderung lebih kecil dibandingkan dengan pH rendah atau tinggi tetapi jumlah tersebut telah mencukupi kebutuhan tanaman.

Derajad  keasaman atau pH tanah juga menunjukan keberadaan unsur-unsur yang bersifat racun bagi tanaman. Pada tanah asam banyak ditemukan unsur aluminium yang bersifat racun juga mengikat phosphor  sehingga tidak dapat diserap oleh  tanaman. Pada tanah asam unsur-unsur mikro menjadi mudah larut sehingga mudah ditemukan unsur-unsur mikro seperti Fe, Zn, Mn dan Cu, dalam jumlah yang besar. Akibatnya juga menjadi racun bagi tanaman, pada tanah alkali ditemukan juga unsur yang dapat meracuni tanaman yakni natrium (Na) dan molibdenum (Mo).

Derajad keasaman atau pH tanah sangat mempengaruhi perkembangan mikroorganisme di dalam tanah. Pada pH 5-5,7 bakteri dan jamur pengurai bahan organik dapat berkembang dengan baik (Novizan, 2002).

Tiga sisi negatif dari tanah yang bersifat asam yaitu unsur hara makro  tidak tersedia dalam jumlah cukup tetapi sebaliknya unsur hara makro yang bersifat racun bagi tanaman justru tersedia dalam jumlah yang banyak. Selain tanah yang terlalu asam dapat menghambat perkembangan mikroorganisme di dalam tanah (Novizan, 2002).

Kim H. Tan (1991) menjelaskan bahwa reaksi tanah dan ketersediaan fosfat anorganik merupakan Fosfat hidroksi Al dan Fe bersifat stabil dalam kondisi masam, sedang fosfat-Ca banyak dijumpai pada kondisi alkalin. Pada pH 3 dan pH 4 kelarutan fosfat hidroksi Al dan Fe dianggap sangat rendah. Akan tetapi dengan  meningkatnya pH kelarutan senyawa-senyawa fosfat ini meningkat dan mencapai maksimum pada pH sekitar 6,5. Atas tingkat pH ini kelarutan senyawa-senyawa hidroksi Al dan Fe menurun kembali. Pada kisaran yang ekstrim alkalin  misalnya pH 8.0 fosfat dan Ca berada dalam bentuk larut. Dengan menurunkan pH senyawa ini juga menjadi sedikit dapat larut dan kelarutan maksimumnya  tercapai pada pH 6.5. Dengan demikian tampak bahwa pada pH  6,5 tanah dapat mengandung jumlah fosfat  maksimum yang dapat dilarutkan dari seluruh bentuk-bentuk fosfat anorganik yang tidak ada dalam tanah.

Jerapan dan pertukaran kation memegang peranan praktis yang sangat penting dalam penyerapan hara oleh tanaman, kesuburan tanah, retensi hara dan pemupukan. Kation yang terjerap umumnya tersedia bagi tanaman melalui pertukaran dengan ion H⁺ yang dihasilkan oleh respirasi akar tanaman. Hara yang ditambahkan ke dalam tanah berbentuk pupuk akan ditahan oleh permukaan koloid dan untuk sementara waktu terhindar dari pencucian . kation-kation yang dapat mencemari air tanah dapat tersaring oleh kegiatan jerapan koloid tanah. Oleh karena itu, komplek jerapan dianggap sebagai gudang kation dan memberi kapasitas penyanggaan kation dalam tanah (Kim H. Tan, 1991).

C.      Keasaman Air

Nilai pH air yang normal adalah sekitar netral, yaitu antara pH 6-8. Sedangkan pH air yang terpolusi berbeda-beda, tergantung dari jenis buangannya. Contohnya air buangan pabrik pengalengan memiliki pH 6,2 - 7,6 air buangan pabrik susu memiliki pH 5,5 - 7,4. Perubahan keasamam pada air buangan, baik kearah alkali (pH naik) maupun ke asam (pH turun). Air buangan dengan pH rendah bersifat sangat korosif, terhadap baja dan sering menyebabkan pengkaratan pada pipa-pipa besi. Harga pH merupakan ukuran untuk konsentrasi ion hidrogen dalam larutan akuatik. Harga pH menentukan apakah larutan bersifat basa, netral atau basa. Jika pH 0 sangat asam, pH  7 netral, pH 14 sangat basa. Harga pH dapat ditentukan dengan elektrometrik atau dengan indikator warna.

Dengan elektormetrik didasarkan pada pengukuran tegangan listrik antara 2 elektrode (elektrode acuan dan ukur) yang berada dalam larutan yang mengandung ion-ion hidrogen. Sedangkan dengan indikator warna, pH dapat dengan indikator yang dilarutkan atau disebarkan pada kertas indikatornya. Perubahan warna indikator tergantung konsentrasi ion hidrogen dalam larutan yang diukur. Nilai pH ditentukan dengan membandingakan warna tersebut dengan warna larutan-larutan standar atau skala warna. Cara ini tidak cocok untuk larutan warna yang sangat keruh (Alam Ikan 3).Derajat keasamannya mendekati basa dengan nilai 8. terlarut di sungai. Hal ini membuktikan bahwa air sungai cukup bagus untuk kelangsungan hidup organisme.

Contoh pH air yang sering ada atau kita pakai dan pegang setiap hari, pH air air minum mineral yang sesuai standar DEPKES (6,5 - 8,5), pH air minum demineral / murni / reverse Osmosis (6,0 - 7,5) sedangkan pH air yang ideal adalah (7 atau netral), pH air hujan tergantung lokasi (3 - 6) sedangkan air laut (>7,5)

III.             Alat Dan Bahan

A.  Alat

1. Gelas Plastik

2. pH Meter

B. Bahan

1. Tanah sawah

2. Tanah  pekarangan

3. Tanah Perkebunan Karet

4. Tanah tercemar

5. Air Sumur Galian

6. Air Sumur Bor

7. Air Sungai

IV.              Cara Kerja

1.      Siapkan alat dan bahan

2.      memisahkan sampel tanah dan air kedalam gelas plastik

3.      masukan pH meter ke setiap sampel bergantian

4.      catat setiap hasil yang didapat

V.                 Hasil Pengamatan

1.     Hasil Pengamatan pH Air

NO	Bahan	pH
1	Air Sumur Bor	5,7
2	Air sumur Galian	4,9
3	Air Sungai	5,1

2.      Hasil Pengamatan pH Tanah

NO	Bahan	pH	Kelembaban
1	Tanah sawah	6,4	2,9
2	Tanah perkebunan karet	6,4	2,8
3	Tanah tercemar	5,9	3,8
4	Tanah pekarangan	6,5	2,1

VI.              Analisis dan Pembahasan

1.     Keasaman Air

Air sungai yang diambil adalah sungai tadah hujan yang akan meluap saat hujan dan mongering dimusim kemarau sehingga dapat di uraikan jika air hujan jatuh ketanah dan mengalir melalui selokan sambil membawa mikro organisme dan melarut mineral dalam tanah dan batuan serta pasir sehingga memiliki pH lebih baik dibanding sumur galian. air sumur bor merupakan air yang berasal dari mata air dalam tanah dengan kedalaman diatas 40 meter sehingga bebas dari model pencucian sehingga mineral yang terkandung didalamnya tinggi hal ini membuat pH keasamannya paling baik dari sampel lainnya, air sumur galian yang mengandalakan resapan air hujan dalam tana sebagai sumber airnya.

teori diatas diperkuat dengahasil pratikum yang menunjuk bahwa air sungai memiliki ph 5,1, air sumurbor 5,7 dan air sumur galian 4,9. hal ini menunjukan bahwa pengaruh jumlah mineral dan biotic yang terkandung dalam air sangat mempengaruhi tingkat keasaman air.

2.     Keasaman dan kelembaban Tanah

dari hasil pengujian terhadap empat sample tanah yang diambil didapat hasil pengujian sebagai berikut: tanah sawah memiliki Ph 6,4 dan tanah perkebunan karet) memiliki pH 6,4. kedua sample memliki alasan serupa dalam tingkat keasaman karena merupakan lahan area budidaya sehingga perlakuan pemupukan akan membantu dalam proses perbaikan unsure hara makro dalam tanah.

sedangkan pada tanah pekarangan yang secara jelas telah diketahui sebagai tanah dengan kandungan mikroorganisme yang cukup seimbang karena adanya sampah organic komplek dari sisa kebutuhan hidup manusia sehingga relative memiliki Ph yang stabil dan mendekati normal. pada sampel tanah yang tercemari oleh plastic didapat hasil sebagai sampel dengan tingkat ph yang rendah yaitu 5,9 hal ini kemungkinan dikarenakan adanya pelepasan materi plastic karena pelapukan yang terserap tanah.

dari segi kelembaban tanah pekarangan lebih rendah karena materialnya yang terdiri dari busukan daun sehingga mudah kering jika terkena cahaya matahari memiliki kembaban 2,1 kemudian tanah kebun dan sawah cenderung lebih lembab pada nilai 2, 28 dan 2,9 dan tanah tercemar  memiliki tingkat kelembaban paling tingggi yaitu 3,8. dengan demikian dapat kita ketahui semakin tinggi Ph tanah justru semakin rendah tingkat kelembabanya.

VII.           Kesimpulan

Tinggi atau rendahnya nilai pH air dan tanah  tergantung pada beberapa faktor yaitu:
a) Konsentrasi gas-gas dalam air seperti CO2
b) Konsentrasi garam-garam karbonat dan bikarbonat
c) Proses dekomposisi bahan organik di dasar perairan.

semakin tinggi Ph tanah justru semakin rendah tingkat kelembabanya, kelembaban tanah juga dipengaruhi lokasi dan intensitas cahaya matahari.

VIII.        Daftar Pustaka

Effendie. 2003. Telaah kualitas air bagi pengelolaan sumberdaya dan lingkungan perairan.

Kanisius. Jogjakarta

M. Ghufra H. 2007. Pengelolaan Kualitas Air Dalam Budidaya Perairan, Bhnineka Cipta.

Modul Praktikum Fisika Mekanika Tanah, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Padjadjaran.

Moetangad K., Ade. 2006. Fisika – Mekanika Tanah ; Keteknikan dan Teknologi   Pertanian. FTIP. Unpad.

Sumberdaya Lahan Pertanian, Bogor. Hariwidjaja, O. 1980. Pengantar Fisika Tanah. Departemen Ilmu Tanah Institut Pertanian Bogor.

ttps://www.tneutron.net/blog/faktor-yang-menentukan-nilai-ph-air.