Kamis, 26 Mei 2011

Mutagen and DNA mutation

  •  Chemical Mutagen

©2000 written by Gary Roberts, edited by Timothy Paustian, University of Wisconins-Madison

III B. CHEMICAL MUTAGENS

Chemical mutagens are defined as those compounds that increase the frequency of some types of mutations. They vary in their potency since this term reflects their ability to enter the cell, their reactivity with DNA, their general toxicity, and the likelihood that the type of chemical change they introduce into the DNA will be corrected by a repair system (section IIIC). The concerns in the use of mutagens are discussed in sections IIIF and G. Most of the following mutagens are used in vivo treatments, but some of them can also be used in vitro.
While the section below provides models for the molecular basis of many of these mutagens, it is exceedingly difficult to examine the actual mode of mutagenesis in vivo, because you are necessarily examining very rare events. Even if you can verify that a particular modified base can be formed in vitro by reaction with a mutagen, and that the modified base can give rise to a stable mutation in vivo, it cannot be assumed that this is the pathway for mutagenesis for the majority of the observed in vivo events.

III B1. BASE ANALOG MUTAGENS

Base analog mutagens are chemicals that look like normal bases and as such fool the DNA replication system. Their essential property is that they base-pair with two different bases thus making mutations because of their lack of consistency in base-pairing. To be mutagens they must be incorporated into the DNA and therefore they need be present during active DNA synthesis. An example is 5-bromo-deoxyuridine (5BU), which can exist in two tautomeric forms: typically it exists in a keto form (T mimic) that pairs with A, but it can also exist in an enol form (C mimic) that pairs with G.
Each of these chemicals will continue to mutagenize with time because of their constant likelihood of mispairing. By the same argument, it requires subsequent rounds of replication for any mutation to be generated since this requires "mispairing" during replication. Further, it takes another round of replication before the mutation is stabilized, that is, before both strands of DNA have the "mutant information". Until that occurs, the mismatch repair system can still recognize and remove the inappropriate base. This is termed "mutation fixation" and explains why these mutagens must be present during active DNA replication.

III B2. ALKYLATORS

These chemicals react directly with certain bases and thus do not require active DNA synthesis in order to act but still do require DNA synthesis in order to be "fixed". They are very commonly used because they are powerful mutagens in nearly every biological system. Examples of alkylators include ethyl methane sulfonate (EMS), methyl methane sulfonate (MMS), diethylsulfate (DES), and nitrosoguanidine (NTG, NG, MNNG) as shown in figure 8. These mutagens tend to prefer G-rich regions, reacting to form a variety of modified G residues, the result often being depurination. Some of these modified G residues have the property of inducing error-prone repair (see sec. III C) although mispairing of the altered base might also be possible. This stimulation of error-prone repair allows all sorts of mutation types to occur as a result of these mutagens, though base substitutions are by far the most frequent. It also appears that alkylated bases can mispair during replication. The relative contribution of all of these mechanisms to actual mutagenesis is unclear.

III B3. OTHER CHEMICAL MUTAGENS

Nitrous acid is another chemical mutagen that causes oxidative deamination of particular bases. It converts adenine to hypoxanthine (which now pairs with C), cytosine to uracil (which now pairs with A) and finally guanine to xanthine (which still continues to pair with C). Unlike the above mutagens, nitrous acid alters a base directly to a "miscoding" form and thus does not require subsequent DNA synthesis for its effect.
Yet another class of chemical mutagens, the so-called "ICR" compounds, induce frameshift mutations and these will be treated in the section on frameshift mutations. Some are depicted in figure 9 and these require DNA synthesis in order to cause mutations. They apparently mutagenize by "intercalating" between adjacent bases, perhaps making synthesis/repair systems think there is another base at that position.

III B4. UV MUTAGENESIS

Exposure of bacterial cells to UV light generates primarily cyclobutane dimers and py(6-4)pyo photo products at adjacent pyrimidine bases. While the former seem necessary for induction of SOS repair (see below), the latter seem to be the actual sites at which the mutations eventually occur.

for the full article and source click here


  • DNA mutation Video in Youtube
Here....the good animation of DNA mutation process


  • What are relationships between changes in DNA and potential appearance of new traits?

a. How do alterations during replication cause mutations?
Alterations in DNA cause a difference in the nucleotide chain which can cause a difference in the sequence of nucleotides in mRNA. Therefore, these changes can cause different amino acids to be brought to the ribosome which can create different proteins in the cell.
b. How do insertions cause mutations?
Insertions cause too many nucleotides in a sequence to be read because there's an incorrect amount of nucleotides. Because the nucleotides are incorrectly grouped, a frameshift mutation occurs and the incorrect instructions for the assembly of a protein are created.
c. How do deletions cause mutaions?
Deletions cause too little nucleotides in a sequence to be read because there's an incorrect amount of nucleotides. Because the nucleotides are incorrectly grouped, a frameshift mutation occurs and the incorrect instructions for the assembly of a protein are created.
d. How do substitutions cause mutations?
During a substitution a nucleotide is swapped with another nucleotide causing a change in the sequence of the nucleotide chain. These changes can code for the wrong amino acid which can cause a change in the proteins. For example, in sickle-cell anemia thymine is swapped with adenine causing valine to be created instead of glutamic acid. This change causes the shape of red blood cells to be distorted, causing anemia and circulatory problems.
e. How do mutagenic factors that can alter DNA cause mutations?
Many types of rays can ionize molecules causing a change in the structure of some the nucleotides nitrogen containing bases with their different kinds of energy charged particles. This will lead to a misread of genetic informatoin during transcription which can effect the outcome of a protein. Also, other agents such as chemicals can react directly with DNA changing its structure.
f. How does high energy radiation (x-rays and ultraviolet) cause mutations?
High energy radiation comes in the form of ionizing radiation. This means that energetic particles or waves have the potential to alter a molecule through radioctive interactions. The energy contained in the photons of such is mutagenic to the point if it is absorbed in large doses, becuase of the amount of energy being recieved.
g. How do chemicals cause mutations?
Some chemicals act as base analogs and get inserted into the DNA strand during replication in place of the substrates causing a great change in a nucleotide sequence. Also, some chemicals work indirectly by causing the cells to synthesize chemicals that have the direct mutagenic effect on the DNA of an organism. When this occurs the chemicals react with DNA to change the structure of a molecule when it is being replicated.


For further information:
http://en.wikipedia.org/wiki/Ionizing_radiation
http://en.wikipedia.org/wiki/Mutagens



Senin, 16 Mei 2011

A Table for the Solubility of Salts in Water

Brief Introductory Discussion


These rules are general and qualitative in nature. Each rule has exceptions and the important ones are noted.
The most common definition for solubility is this:
1) Soluble substances can form a 0.10-molar solution at 25 °C.
2) Insoluble substances cannot form a 0.10-molar solution at 25 °C.
This definition means there are only two categories: soluble and insoluble.
However, there are other definitions of solubility since a third term called "slightly soluble" is one that some in chemistry prefer to use. Indeed, I found one website with four terms.
This website has definitions for soluble, insoluble and slightly soluble plus a good set of rules for solubility at the end of the file. The most important slightly soluble substance is calcium hydroxide, Ca(OH)2.
The Solubility Table
RuleImportant Exceptions
1. All nitrate (NO3¯), nitrite (NO2¯), chlorate (ClO3¯) and perchlorate (ClO4¯) salts are soluble. Silver nitrite and potassium perchlorate are considered slightly soluble.
2. Essentially, all alkali metal (Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+) and ammonium (NH4+) salts are soluble. Some Li+ are insoluble.
3. Most halogen (Cl¯, Br¯, I¯) salts are soluble. Ag+, Pb2+, Hg22+, Cu+, Tl+ (Pb2+ halogens are soluble in hot water.) HgBr2 is slightly soluble.
4. Most acetate (C2H3O2¯) salts are soluble. Ag+, Hg22+
5. Most sulfate (SO42¯) salts are soluble. Ca2+, Sr2+, Ba2+, Ra2+, Pb2+, Ag+, Hg2+ (Some sources consider calcium sulfate and silver sulfate to be slightly soluble.)
6. Many sulfides (S2¯) are insoluble. All alkali metal and alkaline earth (Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Ra2+) sulfides are soluble. Ammonium sulfide is soluble. (Some sources consider MgS, CaS and BaS to be slightly soluble.)
7. Most borates (BO32¯), carbonates (CO32¯), chromates (CrO42¯), phosphates (PO43¯), and sulfites (SO32¯) are slightly soluble. MgCrO4 is soluble, MgSO3 is slightly soluble.
7. Most hydroxide (OH¯) salts are insoluble Alkali metal hydroxides are soluble.
Ba2+, Sr2+, Ca2+, Tl+ are considered slightly soluble.
Note concerning #7 just above: Some older sources might include ammonium hydroxide (NH4OH) as a soluble hydroxide. This substance does not exist; it cannot be isolated as a pure substance. When ammonia gas (NH3) is bubbled through water, it dissolves and a small number of ammonia molecules react with the water to produce NH4+ and OH¯ ions. However, most of the NH3 molecules remain as NH3. There is no such thing as NH4OH as a separate substance which can be isolated in pure form.
Links to Other Solubility Tables: One Two Three
Keep in mind that there will be slight variations from table to table. In the final analysis, the table your teacher wants you to use is the most correct one for you to use.

source: click here

DASAR TEORI TITIK ISOSBESTIK

Spektrofotometri suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan  sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombang dan dialirkan oleh suatu perekam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda. Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan spektrofotometri (Saputra, 2009).
Spektrofotometri UV-Vis adalah anggota teknik analisis spektroskopik yang memakai sumber radiasi elektromagnetik UV dekat (190-380 nm) dan sinar tampak (380-780 nm) dengan memakai instrumen spektrofotometer. Radiasi UV jauh (100-190 nm) tidak dipakai, sebab pada daerah radiasi tersebut diabsorpsi oleh udara. Adakalanya spektrofotometer UV-Vis yang beredar memberikan rentang pengukuran panjang gelombang 190-1100 nm. Spektrofotometri UV-Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, sehingga spektrofotometri UV-Vis lebih banyak dipakai untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif  ( Widjaja dkk, 2008).
Spektrofotometri UV Vis termasuk salah satu metode analisis instrumental yang frekuensi penggunaanya paling banyak dalam laboratorium analisis. Demikian juga spektrofotometer UV Vis merupakan instrument yang paling banyak ditemukan dalam laboratorium kimia analisis ( Widjaja dkk, 2008 ).

Absorbsi sinar oleh larutan mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu :
    
A= log ( Io / It ) =  a b c

Keterangan  :
Io = Intensitas sinar datang      
It = Intensitas sinar yang diteruskan
a = Absorptivitas
b = Panjang sel/kuvet
c = konsentrasi (g/L)

Faktor-faktor yang mempengaruhi spektrum serapan :
  1. Jenis pelarut (polar, non polar).
  2. pH larutan.
  3. Kadar larutan,
Jika konsentrasi tinggi akan terjadi polimerisasi yang menyebabkan λ maksimum berubah sama sekali atau harga Io < Ia.
  1. Tebal larutan,
Jika digunakan kuvet dengan tebal berbeda akan memberikan spektrum serapan yang berbeda.
  1. Lebar celah.
Makin lebar celah (slit width) maka makin lebar pula serapan (band width), cahaya makin polikromatis, resolusi dan puncak-puncak kurva tidak sempurna.

Penyerapan sinar UV-Vis dibatasi pada sejumlah gugus fungsional/gugus kromofor (gugus dengan ikatan tak jenuh) yang mengandung elektron valensi dengan tingkat eksitasi yang rendah. Dengan melibatkan tiga jenis elektron yaitu : sigma, phi, dan non bonding elektron. Kromofor-kromofor organik seperti karbonil, alken, azo, nitrat, dan karboksil mampu menyerap sinar ultraviolet dan sinar tampak. Panjang gelombang maksimalnya dapat berubah sesuai dengan pelarut yang digunakan. Auksokrom adalah gugus fungsional yang mempunyai elektron bebas, seperti hidroksil, metoksi, dan amina (Aisyah, 2008).
Kromofor merupakan suatu gugus kovalen tidak jenuh yang bertanggung jawab untuk serapan elektronik dan auksokrom adalah suatu gugus jenuh dengan elektron tidak terikat dimana bila menempel pada suatu kromofor merubah baik panjang gelombang dan intensitas dari serapan. Bila suatu kromofor susunan elektronnya berubah maka tingkat energi elektroniknya berubah dengan demikian interaksinya dengan radiasi elektromagnetik terjadi pada frekuensi yang lain (perubahan panjang gelombang). Bila interaksinya terjadi pada tingkat energi lebih kecil atau panjang gelombang yang lebih besar maka dikatakan terjadi pergeseran merah (bathokromik). Sebaliknya bila interaksinya terjadi pada panjang gelombang lebih kecil maka dikatakan pergeseran biru (hipsokromik). (Gandjar dkk., 2007)
Pergeseran batokromik merupakan pergeseran dari serapan ke panjang gelombang yang lebih panjang karena sisipan atau pengaruh pelarut (geseran merah). Geseran batokromik disertai sisipan alkil dihasilkan dari konyugasi berlebihan dengan gugus alkil yang cukup mudah bergerak untuk berinteraksi dengan gugus kromoforik. Menempelnya suatu heteroatom yang mengandung suatu pasangan elektron yang tidak terikat kepada untaian etilinik menyebabkan geseran  batokromik (Gandjar dkk, 2007).
Pergeseran hipsokromik adalah pergeseran dari serapan ke kepanjang gelombang yang lebih pendek karena sisipan atau pengaruh pelarut (geseran biru). Hal ini dapat disebabkan oleh perubaha pelarut atau adanya konjugasi yang dihilangkan sebagai contoh, konjugasi dari elektron pasangan bebas pada atom nitrogen anillina dengan sitem ikatan phi cincin benzana dihilangkan dengan adanya protonasi. Anillina menyerap pada 230 nm (ε 8600) tatapi dalam larutan asam puncak utamanya hampir sama dengan benzena yaitu 203nm (ε 7500), terjadi pergeseran biru (Gandjar dkk, 2007).
Pergeseran bathokromik dan hipsokromik berhubungan dengan transisi elektron n ® p*, dan transisi p  ® p*  . Pergeseran tersebut dipengaruhi oleh pelarut, yaitu berkaitan dengan kemampuan pelarut untuk mensolvasi antara keadaan dasar dengan keadaan tereksitasi. (Gandjar dkk, 2007)
Pada transisi p  ® p*  , molekul dalam keadaan dasar relatif nonpolar, dan keadaan tereksitasinya lebih polar dibandingkan keadaan dasar. Jika pelarut polar digunakan pada molekul yang mengalami transisi ini, maka akan menyebabkan pelarut polar berinteraksi (stabilisasi) lebih kuat dengan keadaan tereksitasi dibandingkan dengan keadaan dasar, sehingga perbedaan energi transisi ini pada pelarut polar ini lebih kecil. Akibat dari peristiwa ini maka transisi digeser ke panjang gelombang yang lebih besar (pergeseran bhatokromik) dibanding panjang gelombang semula (Gandjar dkk, 2007).
Pada transisi elektron n ® p*, keadaan dasar lebih polar dibandingkan dengan keadaan tereksitasi. Secara khusus, pelarut-pelarut yang berikatan hidrogen akan berinteraksi secara lebih kuat dengan pasangan elektron yang tidak berpasangan pada molekul dalam keadaan dasar dibanding molekul dalam keadaan tereksitasi. Sebagai akibatnya transisi ini akan memiliki energi yang lebih besar sehingga panjang gelombang transisi ini akan digeser ke panjang gelombang yang lebih pendek dibanding panjang gelombang semula yang disebabkan oleh kemampuan untuk membentuk ikatan hidrogen (Polaritas) pelarut meningkat (Gandjar dkk., 2007).
Faktor-faktor yang mempengaruhi energi dari transisi adalah :
1.    Konjugasi dan delokalisasi
        Adanya konjugasi akan memperluas delokalisasi suatu senyawa. Serapan maksimum bergeser ke panjang gelombang yang lebih tinggi dengan meningkatnya delokalisasi. Panjang gelombang berbanding terbalik dengan frekuensi sehingga serapan maksimum bergeser ke frekuensi yang lebih pendek dengan meningkatnya delokalisasi. Dengan kata lain, serapan memerlukan energi yang lebih kecil dengan meningkatnya delokalisasi. Karena itu perbedaan energi antara orbital ikatan dan orbital anti-ikatan makin berkurang dengan meningkatnya delokalisasi. untuk senyawa-senyawa dengan delokalisasi yang sangat besar, panjang gelombang yang terserap akan cukup tinggi dalam daerah spektrum sinar tampak, dan senyawa akan terlihat berwarna. Contoh yang baik adalah pigmen tanaman yang berwarna orange, beta-karoten – yang ada pada wortel (Clarck, 2007).
2.    Polaritas
            Penambah suatu pelarut yang memiliki polaritas yang sama dengan polaritas jenis ikatan akan menstabilkan ikatan sehingga terjadi pergeseran panjang gelombang ke arah yang lebih besar (batokromik) atau menuju panjang gelombang yang lebih pendek (hipokromik) (Clarck, 2007).
3.    pH
        Proses ionisasi untuk menghasilkan asam dan basa dalam air akan merubah struktur molekul dari senyawa sehingga terdapat perubahan-perubahan ikatan kimia. Bertambahnya atau berkurangnya jumlah ikatan phi akan mempengaruhi kemampuan delokalisasi (Clarck, 2007).

Fenolftalein
Fenolftalein adalah indikator titrasi yang lain yang sering digunakan, dan fenolftalein ini merupakan bentuk asam lemah yang lain.
Pada kasus ini, asam lemah tidak berwarna dan ion-nya berwarna merah muda terang. Penambahan ion hidrogen berlebih menggeser posisi kesetimbangan ke arah kiri, dan mengubah indikator menjadi tak berwarna. Penambahan ion hidroksida menghilangkan ion hidrogen dari kesetimbangan yang mengarah ke kanan untuk menggantikannya – mengubah indikator menjadi merah muda (Clark, 2007). Struktur dari dua molekul yang berbeda warna adalah:
Keduanya menyerap sinar ultraviolet, selain itu struktur di sebelah kanan juga menyerap sinar tampak dengan puncak 553 nm. Molekul dalam larutan asam tak berwarna karena mata kita tidak dapat mendeteksi fakta adanya penyerapan beberapa sinar ultra-violet. Akan tetapi, mata kita mampu mendeteksi penyerapan pada 553 nm yang dihasilkan oleh pembentukan molekul dalam larutan basa. Panjang gelombang 553 nm merupakan daerah hijau pada spektrum sinar tampak. Hijau dan merah muda (magenta) adalah warna komplementer, di mana apabila keduanya digabungkan akan menghasilkan sinar putih. Warna dapat dilihat oleh mata adalah komplementer dari hijau. Perubahan warna tersebut terjadi berkaitan dengan perubahan struktur dari fenolftalein. Adanya perubahan struktur pada molekul fenolftalein menyebabkan terjadinya pergeseran serapan ke panjang gelombang yang lebih tinggi pada larutan basa. Dimana pergeseran ke panjang gelombang yang lebih tinggi terkait dengan derajat delokalisasi yang lebih besar (Clark, 2007).
Berikut adalah struktrur pada larutan asam yang telah dimodifikasi – bentuk tak berwarna. Jangkauan delokalisasi ditunjukan dengan warna merah.
Perlu diketahui bahwa delokalisasi terjadi pada ketiga cincin melebar hingga ikatan rangkap dua karbon-oksigen, dan ke atom-atom oksigen karena adanya pasangan elektron bebas. Tetapi delokalisasi tidak meluas ke seluruh molekul. Atom karbon di tengah dengan empat ikatan tunggal menghalangi tiap daerah delokalisasi berhubungan satu sama lain (Clark, 2007).  Dibandingkan dengan bentuk yang berwarna merah muda:
Penataan-ulang menyebabkan delokalisasi melebar ke seluruh ion. Delokalisasi yang lebih besar ini menurunkan beda energi antara orbital molekul berpasangan yang tertinggi dan orbital pi anti-ikatan tak berpasangan yang paling rendah. Energi yang dibutuhkan untuk melompat lebih rendah dan panjang gelombang sinar yang diserap lebih panjang (Clark, 2007).

source:
blog kimia bagus

Jumat, 13 Mei 2011

THE REVERSE OSMOSIS MEMBRANE



 How the R.O. Membrane Works:
When the reverse osmosis system is operating, feed water flows into one end of the membrane housing element as shown above. It flows across the wound membrane. Because there is pressure on the water, reverse osmosis takes place. Water flows through the membrane to the core, while the dissolved minerals remain on the feed side. The water that flows through the membrane is called "permeate". The permeate, or product water from the membrane, is now safe to drink. The rate of production is relatively slow. Normally a storage tank is used hold the finished water until it is needed. When the tank is full, the system will automatically stop making R.O. water.
Not all of the water flows through the membrane. Only 25-50% of the water becomes permeate. The remainder stays on the feed side of the membrane and flushes away the dissolved minerals. this water is called the "concentrate". The concentrate plays an important role in the operation of the membrane. As the permeate flows through the membrane, the concentrate retains almost all of the minerals that were in the original feed water. The TDS (total dissolved solids) of the concentrate rises. As it flows past the membrane, it carries away the minerals, in effect washing the surface of the membrane. It is eventually piped out to the drain. If the concentrate did not carry away the minerals, the membrane would foul or plug-up, acting like a filter which fills with particles and must be changed. Proper concentrate flow across the membrane will generally mean many years of high quality water from the membrane.

How Reverse Osmosis Works



Contaminants flushed to drain 

Comparison of the sizes of materials rejected by reverse osmosis membrane.

APPROXIMATE REJECTION RATES OF VARIOUS IMPURITIES:
DISSOLVED SOLIDS
Removal   %
DISSOLVED SOLIDS
Removal   %
Aluminum 99 Magnesium 99
Bacteria 99 Manganese 99
Barium 92 Mercury 97
Bicarbonate 98 Nitrate 93
Bromide 96 Organic Pesticides 99
Cadmium 98 Phosphate 99
Calcium 98 Polyphosphate 99
Chloride 98 Potassium 96
Copper 99 Radium 80
Cyanide 95 Silica 90
Detergents 99 Silicate 96
Fluoride 98 Sodium 96
Iron 99 Sulfate 99
Lead 90 Zinc 99

source: Copyright © 1999, 2000, 2001 www.softenerparts.com, Andrew Cross

 

Sabtu, 07 Mei 2011

Analisa Kimia Sampel Air Sungai : Penentuan Zat Padat Tersuspensi (TSS) dan Zat Padat Terlarut (TDS)


a.       Zat Padat Tersuspensi (TSS)
Padatan tersuspensi adalah padatan yang menyebabkan kekeruhan air, tidak terlarut dan tidak dapat langsung mengendap, terdiri dari partikel-partikel yang ukuran maupun beratnya lebih kecil dari sedimen, misalnya tanah liat, bahan-bahan organik tertentu, sel-sel mikroorganisme, dan sebagainya (Nasution,M.I, 2008) .
Zat padat tersuspensi merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi kimia yang heterogen, dan berfungsi sebagai bahan pembentuk endapan yang paling awal dan dapat menghalangi kemampuan produksi zat organik di suatu perairan (Tarigan dan Edward, 2003).
TSS berhubungan erat dengan erosi tanah dan erosi dari saluran sungai. TSS sangat bervariasi, mulai kurang dari 5 mg L-1 yang yang paling ekstrem 30.000 mg L-1 di beberapa sungai. TSS tidak hanya menjadi ukuran penting erosi di alur sungai, juga berhubungan erat dengan transportasi melalui sistem sungai nutrisi (terutama fosfor), logam, dan berbagai bahan kimia industri dan pertanian (Anonymous, 2002).
b.      Zat Padat Terlarut (TDS)
Total padatan terlarut merupakan konsentrasi jumlah ion kation (bermuatan positif) dan anion (bermuatan negatif) di dalam air. Oleh karena itu, analisa total padatan terlarut menyediakan pengukuran kualitatif dari jumlah ion terlarut, tetapi tidak menjelaskan pada sifat atau hubungan ion. Selain itu, pengujian tidak memberikan wawasan dalam masalah kualitas air yang spesifik. Oleh karena itu, analisa total padatan terlarut digunakan sebagai uji indikator untuk menentukan kualitas umum dari air. Sumber padatan terlarut total dapat mencakup semua kation dan anion terlarut, tapi tabel berikut dapat digunakan sebagai generalisasi dari hubungan TDS untuk masalah kualitas air (Oram, B.,2010).
Sumber utama untuk TDS dalam perairan adalah limpahan dari pertanian, limbah rumah tangga, dan industri. Unsur kimia yang paling umum adalah kalsium, fosfat, nitrat, natrium, kalium dan klorida. Bahan kimia dapat berupa kation, anion, molekul atau aglomerasi dari ribuan molekul. Kandungan TDS yang berbahaya adalah pestisida yang timbul dari aliran permukaan. Beberapa padatan total terlarut alami berasal dari pelapukan dan pelarutan batu dan tanah. Standar kualitas air minum yang telah ditentukan oleh Amerika Serikat sebesar 500 mg / l (Anonymous2, 2010).

Alat dan Bahan Analisa Zat Padat Tersuspensi (TSS) dan Zat Padat Terlarut (TDS)
a.       Alat
Alat-alat yang digunakan dalam analisa zat padat tersuspensi ini diantaranya adalah botol sampel, cawan porselen, oven, desikator, timbangan analitis, penjepit cawan, erlenmeyer, corong gelas, spatula, kertas saring dan gelas ukur 100 mL.
b.      Bahan
Adapun bahan yang digunakan yaitu akuades dan sampel air.
Metode Analisa Zat Padat Tersuspensi (TSS) dan Zat Padat Terlarut (TDS)
a.       Metode Analisa Zat Padat Tersuspensi (TSS)
1.      Pengambilan dan pengawetan sampel
Sampel harus representatif dengan cara pengambilannya yang benar. Botol sampel yang digunakan sebelumnya harus dicuci hingga bersih dari sisa-sisa sampel kemudian dibilas dengan air suling. Sampel dapat diawetkan beberapa hari tanpa mempengaruhi hasil analisa, dan sebaiknya sampel tersebut disimpan dalam kulkas pada suhu sekitar 2-4oC. Perlu diperhatikan bahwa setelah beberapa hari zat padat organis dapat terlarut sedangkan zat padat koloidal dapat membentuk partikel-partikel yang lebih besar. Oleh karena itu sampel air yang telah disimpan harus dianalisis sebelum 7 hari setelah pengambilan sampel dilakukan. Sebelum dianalisa, sampel dikocok terlebih dahulu sehingga zat-zat yang terkandung di dalamnya tersebar merata dan homogen.
2.      Persiapan Kertas Saring
Kertas saring dipanaskan di dalam oven pada suhu ± 105C selama 1 jam. Kemudian didinginkan dalam desikator selama 15 menit dan ditimbang segera dengan neraca analitik hingga didapatkan berat konstan (kehilangan berat sesudah pemenasan ulang kurang dari 0,5 mg.
3.      Penentuan Zat Padat Tersuspensi
Sampel dikocok hingga homogen dan dipipet sebanyak 100 mL dan dilakukan penyaringan menggunakan corong gelas dan kertas saring. Kemudian kertas saring di ambil dengan hati-hati dan diletakkan di atas cawan untuk dipanaskan di dalam oven dengan suhu 105C selama 1 jam. Selanjutnya didinginkan dalam desikator dan ditimbang segera dengan neraca analitik hingga diperoleh berat konstan.
b.      Metode Analisa Zat Padat Terlarut (TDS)
1.      Pengambilan dan pengawetan sampel
Sampel harus representatif dengan cara pengambilannya yang benar. Botol sampel yang digunakan sebelumnya harus dicuci hingga bersih dari sisa-sisa sampel kemudian dibilas dengan air suling. Sampel dapat diawetkan beberapa hari tanpa mempengaruhi hasil analisa, dan sebaiknya sampel tersebut disimpan dalam kulkas pada suhu sekitar 2-4oC. Perlu diperhatikan bahwa setelah beberapa hari zat padat organis dapat terlarut sedangkan zat padat koloidal dapat membentuk partikel-partikel yang lebih besar. Oleh karena itu sampel air yang telah disimpan harus dianalisis sebelum 7 hari setelah pengambilan sampel dilakukan. Sebelum dianalisa, sampel dikocok terlebih dahulu sehingga zat-zat yang terkandung di dalamnya tersebar merata dan homogen.
2.      Persiapan Cawan
Cawan penguapan dibersihkan kemudian dipanaskan dalam tanur pada suhu 550oC selama 1 jam. Kemudian dipindahkan ke dalam oven dengan suhu 105oC menggunakan penjepit cawan. Selanjutnya didinginkan di dalam desikator dan timbang segera pada saat akan digunakan.
3.      Penentuan Zat Padat Terlarut
Sampel dikocok hingga homogen dan dipipet sebanyak 100 mL dan dilakukan penyaringan menggunakan corong gelas. Sampel yang lolos dari kertas saring dituangkan ke dalam gelas kimia. Selanjutnya, cawan yang berisi sampel tersebut diuapkan dan dikeringkan dalam oven pada suhu 105oC sampai semua air menguap. Setelah itu cawan dikeluarkan dari oven menggunakan penjepit cawan untuk didinginkan dalam desikator dan ditimbang segera dengan neraca analitik hingga diperoleh berat konstan.
Data Hasil Percobaan dan Perhitungan
a.       Hasil Percobaan TSS dan Perhitungan


dimana:
a adalah berat kertas saring dan residu setelah pemanasan 105C (gram).
b adalah berat kertas saring setelah pemansan 105C (gram).
ü  Kota

m
b.      Hasil Percobaan TDS dan Perhitungan

Lokasi
Massa Sampel + Cawan (gram)
Massa Cawan (gram)
I.       Kota
A.  Tepi
B.  Tengah
C.  Dalam


43,598
43,577
43,593
43,578
43,596
43,579

dimana:
a = berat cawan dan residu sesudah pemanasan  105oC (gram)
b = berat cawan kosong (gram)
c = volume sampel (mL)

Kota
 
 
Pembahasan
Prinsip Analisa
Prinsip analisa ini adalah menentukan kadar padatan tersuspensi di dalam sampel air dengan menggunakan metode gravimetri. Metode ini dilakukan dengan menyaring sampel air menggunakan kertas saring kemudian padatan yang tersaring beserta kertas saringnya dikeringkan pada 105C sehingga dapat diperoleh kadar zat padat tersuspensi (dalam ppm) dengan selisih antara berat kertas saring dan residu setelah pemanasan dengan berat kertas saring setelah pemanasan dibagi dengan volume total sampel air yang digunakan.
Sedangkan untuk penentuan padatan terlarut dilakukan dengan menggunakan metode yang sama, yaitu gravimetri. Filtrat hasil penyaringan digunakan untuk analisa padatan terlarut dengan menguapkan filtrat tersebut di dalam oven dengan suhu 105C dengan menggunakan cawan porselin hingga filtrate kering dan di dapatkan padatan. Dari padatan tersebut didapatkan kadar zat padat terlarut (dalam ppm) dengan selisih antara cawan porselin dan residu setelah penguapan dengan berat cawan porselin yang telah didapatkan berat konstan dibagi dengan volume total sampel air yang digunakan.
Analisa Hasil
Pada penentuan kadar padatan tersuspensi di dalam sampel air ini digunakan metode gravimetri dengan cara mengendapkan padatan tersuspensi yang terkandung di dalam sampel air yang dianalisa. Pengendapan dilakukan dengan cara menyaring sampel air sehingga keduanya menjadi terpisah, dimana padatan tersuspensi memiliki ukuran molekul yang lebih besar dari pada padatan terlarut sehingga padatan tersuspensi ini akan tertinggal pada kertas saring saat penyaringan dilakukan. Sebelum disaring, sampel air terlebih dahulu dikocok agar zat-zat yang terkandung di dalamnya tersebar merata dan homogen. Endapan yang tertinggal pada kertas saring yang telah diketahui beratnya sebagai padatan tersuspensi ini kemudian diletakkan pada wadah berupa cawan porselen. Pemanasan ini dilakukan di dalam oven dengan suhu 105C selama 1 jam bertujuan untuk menghilangkan kadar air yang terdapat pada kertas saring maupun endapan sehingga akan diperoleh berat padatan tersuspensi yang akurat. Setelah dilakukan pemanasan maka kertas saring beserta wadahnya didinginkan di dalam desikator selanjutnya ditimbang hingga diperoleh berat yang konstan.
            Adapun untuk padatan terlarut juga dilakukan prosedur yang sama seperti pada penentuan kadar padatan tersuspensi. Sampel air sungai dikocok hingga homogen kemudian disaring. Filtrat yang dihasilkan dari penyaringan ini yang kemudian digunakan untuk menentukan kadar padatan terlarut. Filtrat ini dipindahkan ke dalam cawan porselen untuk kemudian dilakukan penguapan di dalam oven dengan suhu 105C hingga dalam cawan hanya tersisa padatan kering (tidak ada sisa-sisa air) selanjutnya didinginkan dalam desikator dan dilakukan penimbangan hingga diperoleh berat yang konstan.
            Dari hasil penelitian dapat diketahui kadar padatan tersuspensi di lokasi hulu rata-rata sebesar 340 ppm. Kadar padatan tersuspensi pada bagian tepi hulu sebesar 474 ppm, tengah sebesar 120 ppm, dan bagian dalam sebesar 426 ppm. Dari data tersebut dapat diketahui bahwa kadar padatan tersuspensi paling besar adalah pada bagian tepi hulu sungai. Hal ini disebabkan karena bagian tepi hulu dan pada bagian dalam sungai dekat dengan daratan dan dasar sungai sehingga partikel-partikel tersuspensi lebih banyak, pada bagian permukaan tengah sungai paling jauh dengan daratan maupun dasar sungai sehingga kadar padatan tersuspensinya paling sedikit. Selain itu juga dipengaruhi oleh aliran air sungai dimana pada bagian tengah permukaan alirannya lebih besar daripada bagian dalam karena aliran yang deras menyebabkan partikel suspensi yang terbawa pada saat sampling menjadi sedikit sebaliknya semakin tenang aliran, maka partikel tersuspensi yang terbawa pada saat sampling menjadi semakin banyak. Sedangkan untuk bagian tepi sungai dipengaruhi oleh tabrakan air sungai dengan daratan yang disebabkan oleh gelombang air sungai sehingga menambah jumlah partikel suspensi.
Sedangkan untuk kadar padatan terlarut di lokasi hulu sungai mencapai sekitar 313,33 ppm. Kadar padatan terlarut pada bagian tepi hulu sebesar 400 ppm, tengah sebesar 240 ppm, dan bagian dalam sebesar 300 ppm. Hal ini juga disebabkan oleh faktor titik sampling dan kecepatan aliran sungai seperti pada analisa kadar padatan tersuspensi.
Kadar padatan tersuspensi lebih besar daripada kadar padatan terlarut. Hal ini disebabkan karena ukuran partikel tersuspensi lebih besar daripada partikel terlarut. Ukuran ini disebabkan oleh kandungan dari padatan tersuspensi dan padatan terlarut tersebut dimana kandungan padatan tersuspensi terdiri dari semua zat padat (pasir, lumpur, dan tanah liat) atau partikel-partikel yang tersuspensi dalam air dan dapat berupa komponen hidup (biotik) seperti fitoplankton, zooplankton, bakteri, fungi, ataupun komponen mati (abiotik) seperti detritus dan partikel-partikel anorganik. Sedangkan kandungan padatan terlarut terdiri dari ion-ion terlarut seperti Merkuri (Hg), Timbal (Pb), Arsenik (As), Cadmium (Cd), Kromium (Cr), nikel (Ni), serta garam magnesium dan kalsium.
Nilai Ambang Batas (NAB) baku mutu air minum berdasarkan World Health Organization (WHO), kadar padatan terlarut sebesar 1000 ppm (Anonymous3, 1992). Air sungai dapat digunakan sebagai sumber air minum apabila kadar padatan terlarut kurang dari nilai ambang batas yang telah ditentukan. Pada daerah hulu ini masih baik digunakan sebagai sumber air minum karena kadarnya kurang dari nilai ambang batas yang telah ditentukan.

DAFTAR PUSTAKA
Anonymous1, 2002, Suspended Solids And Water Quality, http://www.gemswater.org/atlas-gwq/solids-e.html, diakses tanggal 22 Mei 2010
Anonymous2, 2010, Total Dissolved Solids, http://en.wikipedia.org/wiki/Total_dissolved_solids, diakses tanggal 22 Mei 2010
Anonymous3, 1994, Nilai Ambang Batas (NAB) Air Minum Sesuai Standard WHO, http://helmutinfo.com/?p=158, diakses tanggal 22 Mei 2010
Nasution, M.I., 2008, Penentuan Jumlah Amoniak dan Total Padatan Tersuspensi Pada Pengolahan Air Limbah PT. Bridgestone Sumatera Rubber Estate Dolok Merangkir, http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/14242/1/09E00091.pdf, diakses tanggal 22 Mei 2010
Oram, B., 2010, Total Dissolved Solids, http://www.water-research.net/totaldissolvedsolids.htm, diakses tanggal 21 Mei 2010
Tarigan, M.S, dan Edward, 2003, Kandungan Total Zat Padat Tersuspensi (Total Suspended Solid) di Perairan Raha, Sulawesi Tenggara, MAKARA, SAINS, VOL. 7, NO. 3