BAB I

PENDAHULUAN

Tembaga adalah unsur kimia yang diberi lambang Cu (Latin: Cuprum). Logam ini

merupakan penghantar listrik dan panas yang baik. Penggunaan tembaga dapat dilacak sampai

10,000 tahun yang lalu. Sebelum tembaga, diperkirakan hanya besi dan emas, logam yang

terlebih dahulu digunakan manusia.

Menurut data tahun 2005, Chili merupakan penghasil tembaga terbesar di dunia, disusul

oleh AS dan Indonesia. Tembaga dapat ditambang dengan metode tambang terbuka dan tambang

bawah tanah. Kandungan tembaga dinyatakan dalam % (persen). Jadi jika satu tambang 

berkadar 2,3%, berarti dari 100 kg bijih akan dihasilkan 2,3 kg tembaga.

Selain sebagai penghasil no.1, tambang tembaga terbesar juga dipunyai Chili. Tambang

itu terdapat di Chuquicamata, terletak sekitar 1.240 km sebelah utara ibukota Santiago. Sedang

tambang tembaga terbesar di Indonesia adalah yang diusahakan PT Freeport Indonesia di area

Grasberg, Papua. Freeport juga mengoperasikan beberapa tambang bawah tanah besar, meski

dengan kemampuan produksi yang masih berada di bawah Grasberg.

Saat ini Grasberg ditambang dengan metode tambang terbuka. Namun karena bukaan

yang semakin dalam, sekitar tahun 2015, cara penambangan akan diubah menjadi tambang

bawah tanah. Jika semua terwujud, tambang bawah tanah Grasberg akan menjadi salah satu yang

terbesar.

Tembaga dimanfaatkan untuk berbagai keperluan dari komponen listrik, koin, alat rumah

tangga, hingga komponen biomedik. Tembaga juga dapat dipadu dengan logam lain hingga

terbentuk logam paduan seperti perunggu atau monel.

Namun mesti pula berhati-hati akan sifat racun logam ini. Ini dapat terjadi ketika tembaga

menumpuk dalam tubuh akibat penggunaan alat masak tembaga. Unsur Cu yang berlebih dapat

merusak hati dan memacu sirosis. Toksisitas logam Cu pada manusia, khususnya anak-anak,

biasanya terjadi karena CuSO4. Beberapa gejala keracunan Cu adalah sakit kepala, keringat

dingin, nadi lemah, rasa manis dan bau logam pada mulut,sakit perut, mual, muntah, diare,

kejang-kejang dan koma dan beberapa kasus yang parah dapat menyebabkan gagal ginjal dan

kematian (Darmono, 1995).

Penyakit Wilson adalah penyakit genetik yang mana tubuh tak mampu mencegah

masuknya zat tembaga dalam jumlah lebih. Zat tembaga dibutuhkan tubuh untuk tetap sehat,

tetapi jika kadar terlalu banyak justru menjadi racun dalam tubuh. Pada penyakit ini, zat tembaga

mengumpul di hati, otak, mata, dan organ lain. Tembaga terkumpul dalam jaringan dan

menyebabakan kerusakan jaringan yang luas. Penyakit ini terjadi pada 1 diantara 30.000 orang.

Akan tetapi, selain menyebabkan masalah jika kelebihan tembaga , kekurangan tembaga

dalam tubuh juga cukup berbahaya. Kekurangan tembaga jarang terjadi pada orang sehat, paling

sering terjadi pada bayi-bayi prematur atau bayi-bayi yang sedang dalam masa penyembuhan

dari malnutrisi yang berat. Orang-orang yang menerima makanan secara intravena (parenteral)

dalam waktu lama juga memiliki resiko menderita kekurangan tembaga. Sindroma Menkes

adalah suatu penyakit keturunan yang menyebabkan kekurangan tembaga.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 PENGERTIAN

Tembaga adalah logam kemerahan, dengan kekonduksian elektrik dan kekonduksian

haba yang tinggi (antara semua logam-logam tulen dalam suhu bilik, hanya perak mempunyai

kekonduksian elektrik yang lebih tinggi daripadanya). Apabila dioksidakan, tembaga adalah bes

lemah. Tembaga memiliki ciri warnanya itu oleh sebab struktur jalurnya, yaitu memantulkan

cahaya merah dan jingga dan menyerap frekuensi-frekuensi lain dalam spektrum tampak.

Bandingkan ciri-ciri optik ini dengan ciri-ciri optik perak, emas dan aluminium.

Tembaga tidak larut dalam air (H2O) dan isopropanol, atau isopropil alcohol, berdasarkan

sudut pandang toksikologi, logam berat terbagi ke dalam dua jenis yaitu:

a. Logam berat esensial

dimana keberadaanya dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh setiap

organisme hidup, seperti antara lain, seng (Zn), tembaga (Cu), besi (Fe), kobalt (Co),

mangaan (Mn) dan lain-lain.

b. Logam berat tidak esensial atau beracun,

dimana keberadaan dalam tubuh organisme hidup hingga saat ini masih belum

diketahui manfaatnya bahkan justru dapat bersifat racun, seperti misalnya; merkuri (Hg),

kadmium (Cd), timbal (Pb), kromium (Cr) dan lain-lain. Logam berat esensial biasanya

tebentuk sebagai bagian integral dari sekurang-kurangnya dengan satu jenis enzim.

Walupun logam berat esensial dibutuhkan oleh setiap organisme hidup, namun dalam

jumlah yang berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Pada prinsipnya ilmu toksikologi

merupakan perwujudan dugaan terjadinya suatu perubahan yang disebabkan oleh

masuknya senyawa racun ke dalam lingkungan.

Tembaga di alam tidak begitu melimpah dan ditemukan dalam bentuk bebas maupun

dalam bentuk senyawaan. Bijih tembaga yang terpenting yaitu pirit atau chalcopyrite (CuFeS2),

copper glance atau chalcolite (Cu2S), cuprite (Cu2O), malaconite (CuO) dan malachite

(Cu2(OH)2CO3) sedangkan dalam unsur bebas ditemukan di Northern Michigan Amerika Serikat.

Dalam jumlah kecil tembaga ditemukan pada beberapa jenis tanaman, bulu-bulu burung

terutama yang berbulu terang dan dalam darah binatang-binatang laut seperti udang dan kerang.

Tembaga kadang-kadang ditemukan secara alami, seperti yang ditemukan dalam mineral-

mineral seperti cuprite, malachite, azurite, chalcopyrite, dan bornite. Deposit bijih tembaga yang

banyak ditemukan di AS, Chile, Zambia, Zaire, Peru, dan Kanada. Bijih-bijih tembaga yang

penting adalah sulfida, oxida-oxidanya, dan karbonat. Dari mereka, tembaga diambil dengan cara

smelting, leaching, dan elektrolisis

Biota perairan sangat peka terhadap kelebihan Cu dalam badan perairan tempat hidupnya.

Konsentrasi Cu terlarut yang mencapai 0.01 ppm, akan mengakibatkan kematian bagi

fitoplankton. Hal ini disebabkan daya racun Cu telah menghambat aktivitas enzim dalam

pembelahan sel fitoplankton.

Menurut Akbar Tahir, tembaga merupakan logam fungsional yang menyusun hampir

seluruh jenis sel biota laut. Pada gurita octopus vulgaris konsentrasi Cu dalam hatinya ditemukan

hanya 4.800 berat kering per gram, sedangkan pada hepatopankreas lobster Humorus gammarus

konsetrasinya dapat setinggi 2.000 berat kering per gram (UNHAS, 8 Maret 2011).

2.2 SIFAT FISIKA DAN KIMIA

2.2.1 SIFAT FISIKA

1) Tembaga merupakan logam yang berwarna kuning kemerahan seperti emas kuning

seperti pada gambar dan keras bila tidak murni.

2) Mudah ditempa (liat) dan bersifat mulur sehingga mudah dibentuk menjadi pipa,

lembaran tipis dan kawat.

3) Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak.

4) Titik leleh : 1.0830C, titik didih : 2.3010C

5) Berat jenis tembaga sekitar 8,92 gr/cm3

2.2.2 SIFAT KIMIA

1) Tembaga merupakan unsur yang relatif tidak reaktif sehingga tahan terhadap korosi.

Pada udara yang lembab permukaan tembaga ditutupi oleh suatu lapisan yang berwarna

hijau yang menarik dari tembaga karbonat basa, Cu(OH)2CO3.

2) Pada kondisi yang istimewa yakni pada suhu sekitar 300 °C tembaga dapat bereaksi

dengan oksigen membentuk CuO yang berwarna hitam. Sedangkan pada suhu yang lebih

tinggi, sekitar 1000 ºC, akan terbentuk tembaga(I) oksida (Cu2O) yang berwarna merah.

3) Tembaga tidak diserang oleh air atau uap air dan asam-asam nooksidator encer seperti

HCl encer dan H2SO4 encer. Tetapi asam klorida pekat dan mendidih menyerang logam

tembaga dan membebaskan gas hidrogen. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya ion

kompleks CuCl2¯(aq) yang mendorong reaksi kesetimbangan bergeser ke arah produk.

2Cu (s) + 2H+ (aq) a Cu+ (aq) + H2

2Cu+ (aq) + 4Cl- (aq) 2 CuCl2- (aq)

4) Asam nitrat encer dan pekat dapat menyerang tembaga.

Cu (s) + HNO3 (encer) 3Cu(NO3)2 (aq) + 4H2O (l) + 2NO (g)

Cu (s) +4HNO3 (pekat) Cu(NO3)2 (aq) + 2H2O (l) + 2NO2 (g)

5) Tembaga tidak bereaksi dengan alkali, tetapi larut dalam amonia oleh adanya udara

membentuk larutan yang berwarna biru dari kompleks Cu(NH3)4+.

6) Tembaga panas dapat bereaksi dengan uap belerang dan halogen. Bereaksi dengan

belerang membentuk tembaga(I) sulfida dan tembaga(II) sulfida dan untuk reaksi dengan

halogen membentuk tembaga(I) klorida, khusus klor yang menghasilkan tembaga(II)

klorida.

7) Pada umumnya lapisan Tembaga adalah lapisan dasar yang harus dilapisi lagi dengan

Nikel atau Khrom. Pada prinsipnya ini merupakan proses pengendapan logam secara

elektrokimia,digunakan listrik arus searah (DC). Jenis elektrolit yang digunakan adalah

tipe alkali dan tipe asam.

2.3 DAYA KERJA

Sebagai logam berat, Cu (tembaga) berbeda dengan logam-logam berat lainnya seperti

Hg, Cd, dan Cr. Logam berat Cu digolongkan ke dalam logam berat di pentingkan atau logam

berat esensial, artinya meskipun Cu merupakan logam berat beracun, unsur logam ini sangat

diperlukan tubuh meski dalam jumlah yang sedikit. Hampir setiap orang mengonsumsi 2-3 gram

tembaga, tetapi hanya setengahnya yang diabsorpsi untuk proses metabolisme. Toksisitas yang

dimiliki oleh Cu baru akan bekerja dan memperlihatkan pengaruhnya bila logam ini telah masuk

ke dalam tubuh organisme dalam jumlah besar atau melebihi nilai teloransi organisme terkait.

Rata-rata orang dewasa mempunyai total Cu 150 mg dalam tubuhnya, sebagian dari Cu tersebut

sekitar 10-20 mg terdapat dalam hati dan sisanya didistribusikan dalam jaringan.

Tembaga sangat berperan dalam proses produksi energi dalam sel, dia juga terlibat dalam

proses transmisi saraf, jaringan ikat, sistem kardiovaskuler dan sistem kekebalan. Logam ini juga

erat hubungannya dengan metabolism estrogen, dan diperlukan proses kesuburan pada wanita

dan berperan penting untuk pemeliharaan kehamilan. Cu juga berperan dalam stimulasi

neurotransmitter epinephrine, neropinephrine dan dopamine. Di samping itu berperan dalam

aktivitas kerja enzim monoamine oksidase, enzim yang berperan dalam produksi serotonin.

Bentuk tembaga yang paling beracun berupa debu-debu Cu yang dapat mengakibatkan

kematian pada dosis 3,5mg/kg. Pada manusia, efek keracunan utama ditimbulkan akibat terpapar

oleh debu atau uap logam Cu. Hal ini dapat mengakibatkan terjadinya gangguan pada jalur

pernafasan sebelah atas, juga kerusakan atropik pada selaput lendir yang berhubungan dengan

hidung. Kerusakan itu merupakan akibat dari gabungan sifat iritatif yang dimiliki oleh debu atau

uap Cu tersebut.

Sesuai dengan sifatnya sebagai logam berat beracun, Cu dapat mengakibatkan keracunan

akut dan kronis. Terjadinya keracunan akut dan kronis ini ditentukan oleh besarnya dosis yang

masuk dan kemampuan organisme untuk menetralisir dosis tersebut.

1. Keracunan Akut

Gejala-gejala yang dapat dideteksi sebagai akibat keracunan akut tersebut

diantaranya:

1. Adanya rasa logam pada pernafasan penderita

2. Adanya rasa terbakar pada epigastrum dan muntah yang terjadi secara

berulang-ulang.

2. Keracunan Kronis

Pada manusia, keracunan Cu secara kronis dapat dilihat dengan timbulnya

penyakit Wilson dan kinsky. Gejala dari penyakit Wilson ini terjadinya hepatic

cirrhosis, kerusakan pada otak dan demyelinasi, serta terjadinya penurunan kerja

ginjal dan pengendapan Cu dalam kornea mata. Penyakit kinsky dapat diketahui

dengan terbentuknya rambut yang kaku dan berwarna kemerahan pada penderita.

Sementara pada hewan seperti kerang, bila dalam tubuhnya telah terakumulasi dalam

jumlah tinggi, maka bagian otot tubuhnya akan memperlihatkan warna kehijauan. Hal

itu dapat menjadi petunjuk apakah kerang tersebut masih bisa dikonsumsi oleh

manusia.

2.4 EFEK

2.5.1 Bahaya Tembaga

Logam ini, apabila dalam keadaan serbuk menimbulkan bahaya api. Pada

kepekatan lebih daripada 1 mg/L, tembaga masih diperbolehkan mencemari pakaian dan

benda-benda yang dicuci dalam air.

2.5.2 Kekurangan Tembaga

Kekurangan tembaga jarang terjadi pada orang sehat. Paling sering terjadi pada

bayi-bayi prematur atau bayi-bayi yang sedang dalam masa penyembuhan dari malnutrisi

yang berat. Orang-orang yang menerima makanan secara intravena (parenteral) dalam

waktu lama juga memiliki resiko menderita kekurangan tembaga. Sindroma Menkes

adalah suatu penyakit keturunan yang menyebabkan kekurangan tembaga.

Gejalanya berupa:

- rambut yang sangat kusut

- keterbelakangan mental

- kadar tembaga yang rendah dalam darah

- kegagalan sintesa enzim yang memerlukan tembaga.

Kekurangan tembaga mengakibatkan kelelahan dan kadar tembaga yang rendah

dalam darah. Sering terjadi:

- Penurunan jumlah sel darah merah (anemia)

- Penurunan jumlah sel darah putih (leukopenia)

- Penurunan jumlah sel darah putih yang disebut neutrofil (neutropenia)

- Penurunan jumlah kalsium dalam tulang (osteoporosis).

Juga terjadi perdarahan berupa titik kecil di kulit dan aneurisma arterial.

2.5.3 Kelebihan Tembaga

Tembaga yang tidak berikatan dengan protein merupakan zat racun.

Mengkonsumsi sejumlah kecil tembaga yang tidak berikatan dengan protein dapat

menyebabkan mual dan muntah. Makanan atau minuman yang diasamkan, yang

bersentuhan dengan pembuluh, selang atau katup tembaga dalam waktu yang lama, dapat

tercemar oleh sejumlah kecil tembaga. Jika sejumlah besar garam tembaga, yang tidak

terikat dengan protein, secara tidak sengaja tertelan atau jika pembebatan larutan garam

tembaga digunakan untuk mengobati daerah kulit yang terbakar luas, sejumlah tembaga

bisa terserap dan merusak ginjal, menghambat pembentukan air kemih dan menyebabkan

anemia karena pecahnya sel-sel darah merah (hemolisis).

Penyakit Wilson adalah penyakit keturunan dimana sejumlah tembaga terkumpul

dalam jaringan dan menyebabakan kerusakan jaringan yang luas. Penyakit ini terjadi

pada 1 diantara 30.000 orang. Hati tidak dapat mengeluarkan tembaga ke dalam darah

atau ke dalam empedu. Sebagai akibatnya, kadar tembaga dalam darah rendah, tetapi

tembaga terkumpul dalam otak, mata dan hati, menyebabkan sirosis. Pengumpulan

tembaga dalam kornea mata menyebabkan terjadinya cincin emas atau emas-kehijauan.

2.5 GEJALA

1. Muntah biasanya antara 5 sampai dengan 10 menit.

2. Sakit pada mulut, tenggorokan,dan perut.

3. Diare dengan kolik perut (perut sakit).

4. Rasa manis dan logam pada mulut.

5. Sakit kepala(berat),keringat dingin, nadi lemah, dan tanda-tanda shock lainnya.

6. Kematian biasanya disebabkan kejang-kejang, paralysis (kelumpuhan) atau koma.

7. Kerusakan otak dengan gejala awal :

- tremor (gemetaran)

- sakit kepala

- sulit berbicara

- hilangnya koordinasi

- psikosa.

2.6 TERAPI

1. Kosongkan lambung dengan pembilasan menggunakan atau 1% larutan potassium

ferrocyanide.

2. Berikan putih telur dan pencahar lainnya.

3. Perhatikan keseimbangan elektrolit dan air dalam tubuh,bila perlu berikan infus.

4. Untuk mengurani rasa sakit berikan meperidin (demerol) atau morfin.

5. Bila ada gejala-gejala saraf sentral terutama kolap sirkulasi (kolap yang terjadi berulang-

ulang) atau gangguan otak,berikan suntikan B.A.L intramuskular (suntikan ke dalam

otot)sesuai dengan petunjuk menurut schedul pemberian B.A.L.

6. Pengobatan difokuskan pada gangguan toksisitas Cu, yaitu dengan pemberian obat

khelator penisilamin. Penisilamin juga baik untuk beberapa penyakit seperti Wilson’s

diseases dan beberapa penyakit lain termasuk radang sendi “rematoid artritis”.

2.7 ANALISA KADAR TEMBAGA

2.7.1 ANALISA KUANTITATIF

a. Parameter

Air yang terkontaminasi logam tembaga akan berwarna kemerah-merahan.

b. Senyawa kimia

Senyawaan biner tembaga misalnya Cu2O dan Cu2S dan komplek tembaga misalnya K2CuCl3.

c. Bentuk di Alam

Tembaga tersebar luas dialam sebagai logam, dalam bentuk sulfida, arsenida, klorida dan

karbonat. Mineral yang paling umum adalah Chalcopyrite(CuFeS2).

d. Metode Pemeriksaan

Metode yang digunakan untuk pemeriksaan kadar Cu dalam air adalah metode

Dietil Dithiokarbamat. Ion Cu dengan Dinatrium Diethil Dithiokarbonat membentuk

persenyawaan kompleks koloidal berwarna coklat kekuningan. Tetapi bila kadar Cu

tinggi koloid akan menjadi kekeruhan (warna yang terjadi dibaca dengan secara visual).

Pembacaan setelah 5 menit tetapi kurang dari satu jam, warna yang terjadi sama dalam

suasana sedikit asam, netral ataupun alkalis. Dalam tabung Nessler dapat terdeteksi

minimum 0,005 mg/l.

Reaksi : 2 Na (C2 H5)2 NCS2N + Cn2+ → 2 Na + {(C2H5)2 NCS2}2 Cn berbentuk kompleks.

1. CARA KERJA

Membuat standar Cu dengan berbagai konsentrasi (0; 0, 05; 0,1; 1; 1,5) dalam 100 ml

aquades.

2. Disiapkan 7 buah tabung Nessler masing-masing 5 buah untuk standar, 1 buah untuk

pemeriksaan dan 1 buah untuk blanko. Sampel Standar Blanko

Sampel 100 ml - -

Aquades 100 ml

Na Diethil Dithiokarbonat 5 ml 5 ml 5 ml

Standar Cu - 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 ml – NH 4OH5N 5 ml 5 ml 5 ml

3. Dicampur sampai homogen dan ditunggu 5 menit agar reaksi yang terjadi sempurna.

4. Bandingkan sampel dengan standar hingga derajad warnanya sama. Konsentrasi standar

yang derajat warnanya sama dengan sampel .

PERHITUNGAN

Kadar Cu x vol standar x konsentrasi standar x 1 mg/L

2.7.2 ANALISA DENGAN SPEKTROFOTOMETER

a. Peralatan

- Spektrofotometer DR 2000 atau DR 2010

- Beker glass 500 ml

- Batang pengaduk

- Pipet tensette

- Pipet volume 25 ml

- Kuvet

b. Bahan

- CuVer 1 dan CuVer 2 Copper Reagent powder pillows

- Sampel air

c. Prosedur Kerja

- Ditekan power pada Spektrofotometer DR 2000 atau DR 2010

- Ditekan nomor program 135 dan tekan enter, layar akan menunjukkan dial nm to 560

- Diputar pengatur panjang gelombang hingga layar menunjukkan 560 nm. Penentuan

tembaga total memerlukan pelunakan (digestion) terlebih dahulu (lihat prosedur

digestion)

- Ditekan enter, layar akan menunjukkan mg/L Cu BiCn.

- Diisi beaker glass dengan 500 ml air.

- Dipipet 25 ml sampel air dan dimasukkan ke dalam kuvet pertama (sebagai blanko)

- Dipipet 25 ml sampel air dan dimasukkan ke dalam kuvet kedua (sebagai sampel)

- Ditambahkan satu kandungan CuVer 1 Copper Reagent powder pillows ke dalam

kuvet kedua, tutup dan kocok hingga larut. Warna ungu akan terbentuk jika tembaga

ada di dalam sampel air. Akurasi tidak dipengaruhi oleh powder yang tidak larut.

- Ditekan SHIFT TIMER, 2 menit masa reaksi akan dimulai.

- Setelah waktu reaksi tercapai, letakkan blanko pada dudukan kuvet, tutup.

- Ditekan ZERO, pada layar akan menunjukkan 0,00 mg/L Cu BiCn.

- Diletakkan sampel pada dudukan kuvet, tutup.

- Ditekan read, catat hasil analisa Cu yang ditunjukkan pada layar.

- Dilakukan pengenceran juka hasil yang diperoleh melebihi batas pemeriksaan.

BAB III

KESIMPULAN

Tembaga adalah unsur kimia yang diberi lambang Cu (Latin: Cuprum). Logam

berat Cu digolongkan ke dalam logam berat di pentingkan atau logam berat esensial,

artinya meskipun Cu merupakan logam berat beracun, unsur logam ini sangat diperlukan

tubuh meski dalam jumlah yang sedikit.

Bentuk tembaga yang paling beracun berupa debu-debu Cu yang dapat

mengakibatkan kematian pada dosis 3,5mg/kg. Cu dapat mengakibatkan keracunan akut

dan kronis. Terjadinya keracunan akut dan kronis ini ditentukan oleh besarnya dosis yang

masuk dan kemampuan organisme untuk menetralisir dosis tersebut.

Pengobatan difokuskan pada gangguan toksisitas Cu, yaitu dengan pemberian

obat khelator penisilamin. Penisilamin juga baik untuk beberapa penyakit seperti

Wilson’s diseases dan beberapa penyakit lain termasuk radang sendi “rematoid artritis”.

Analisa kadar Cu pada sampel air dilakukan dengan analisa kuantitatif dan analisa

dengan spektrofotometer.

DAFTAR PUSTAKA

1. Syahronie.blogspot.com

2. Bilangapa.co.cc

3. Repository.usu.ac.id/bitstream/

4. Darmono.Farmasi Forensik dan Toksikologi.Jakarta:Penerbit Universitas Indonesia.2009