BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Tujuan
Adapun tujuan praktikum alkalinity adalah :
a.
Menentukan sifat keasaman dan kebasahan senyawa-senyawa karbonat,
bikarbonat dan hidroksida.
b.
Mengetahui jenis-jenis indikator dan penggunaan indikator.
c.
Mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi alkalinity.
d.
Mampu menganalisa alkalinity dengan metode asidimetri.
1.2.
Landasan Teori
1.2.1.
Pembuatan Aquadm (Aquademineralized)
Dari Air AC (Air
Conditioner) Menggunakan Resin Kation Dan Anion
Conditioner) Menggunakan Resin Kation Dan Anion
Pendahuluan
Air
AC (Air Conditioner) merupakan suatu modifikasi pengembangan teknologi
mesin pendingin yang dimanfaatkan untuk berbagai tujuan terutama yang bertempat
tinggal di wilayah subtropis. AC membantu memberikan udara yang sejuk dan
menyediakan uap air yang dibutuhkan bagi tubuh.
Dalam
prosesnya, AC menghasilkan air yang merupakan hasil kondensasi atau pengembunan
udara dari lingkungan sekitar sehingga mengandung sedikit mineral dan memiliki
suhu rendah. Pada penelitian terdahulu air bebas mineral digunakan sebagai
pemasok air pendingin primer Reaktor Serba Guna G. A. Siwabessy atau RSG-GAS
(Lestari, 2007), dan karakteristik air murni dapat diketahui dengan pengukuran
konduktivitas (Boulanger, 1997). Suatu air dapat dikatakan air bebas mineral
apabila batas maksimal konduktivitasnya 5 μS (Lestari, 2007). Berdasarkan hal
tersebut, maka dilakukan percobaan dengan menggunakan resin penukar ion untuk
menurunkan nilai konduktivitas, TDS, pH serta kadar logam yang terdapat dalam
air AC yang diambil dari pabrik Cocacola Ungaran, studio foto Walet Setiabudi dan
Fine Jati Raya Banyumanik sehingga didapatkan air yang bebas mineral.
Pertukaran
ion merupakan proses pertukaran kimia yaitu zat yang tidak dapat larut
memisahkan ion bermuatan positif atau negatif dari larutan elektrolit dan melepaskan ion bermuatan sejenis ke dalam
larutan yang secara kimiawi jumlahnya sama. Proses pertukaran ion ini tidak
menyebabkan perubahan struktur fisik dari resin penukar ion (Grinstead dan
Pallman, 1993).
Metode
Penelitian
Sampel
Sampel
yang digunakan adalah air buangan AC (Air Conditioner) yang di dapat di
Kecamatan Banyumanik, Kabupaten Semarang, Jawa Tengah meliputi air AC yang
berasal dari pabrik Cocacola di Ungaran (±50 meter dari jalan raya), studio
foto Walet di Setiabudi (±15 meter dari jalan raya), dan tempat air isi ulang
Fine di Jati Raya Banyumanik (±8 km dari jalan raya).
Alat
Alat-alat
yang digunakan yaitu: kolom penukar ion, buret, peralatan gelas laboratorium,
pipet tetes, pH meter Hach EC20, statif, konduktometer PL-600, neraca analitis
Mettler AT 200l, AAS PE 3110.
Bahan
Bahan-bahan
yang digunakan yaitu: resin zerolit 225 (bentuk-Na) sebagai penukar ion asam
kuat, resin zerolit FF (bentuk-Cl) sebagai penukar ion basa kuat, HCl 2 M, NaOH
1 M, aqua DM, Na2SO4 0,25 M, NaOH 0,1 M, HCl 0,1M.
Penanganan
Sampel
Pengukuran Uji daya
hantar, TDS, pH, dan Temperatur
Sebanyak
25 mL air AC (Air Conditioner) diukur daya hantar dan TDS (Total
Dissolve Solid) dengan konduktometer PL-600, suhu serta pH dengan
menggunakan pH meter Hach EC20 serta kadar Pb dengan AAS PE 3110.
Preparasi Resin Penukar
Ion Dalam Kolom
Sebanyak
30 gram resin dilarutkan dalam 100 mL aqua DM dan kocok selama beberapa menit.
Dekantasi cairan segera setelah partikel-partikel yang lebih kasar turun ke
bawah. Volume resin harus kirakira 25 mL. Cuci resin dengan aqua DM, biarkan
turun dan dekantasi cairan supernatan. Proses diulangi hingga diperoleh cairan
supernatan yang jernih. Pindahkan campuran resin ke dalam buret kemudian
ditambah air ke dalam sebuah buret yang terdapat glasswool dibagian bawahnya.
Pastikan tidak ada gelembung udara yang terbentuk di dalam resin. Cuci resin
dalam kolom 1 kali dengan aqua DM. Permukaan cairan jangan sampai turun dibawah
permukaan atas dari resin. Permukaan cairan sebaiknya kira-kira 1 cm di
atasnya.
Penukaran Kation Asam
Kuat
Resin
yang telah dimasukkan ke dalam kolom ditambah dengan HCl 2 M dengan volume 250
mL dan dialirkan melalui kolom selama 25 – 30 menit. Kelebihan asam dialirkan
keluar sampai diatas permukaan resin dan sisa asam yang tertinggal dibilas dengan
aqua DM dengan perbandingan volume kira-kira 6:1 terhadap volume lapisan resin.
Proses selesai jika 10 mL efluen terakhir memerlukan kurang dari 1 tetes NaOH
0,02 M. Resin kemudian dapat digunakan untuk menukarkan ion-ion hidrogennya
dengan kation-kation pada larutan sampel
Penukaran Anion Basa
Kuat
Resin
yang telah dimasukkan ke dalam kolom
ditambah dengan NaOH 1 M dengan volume 100 mL dan dialirkan melalui
kolom selama 10 – 15 menit. Resin kemudian dibilas agar bebas dari alkali
dengan aqua DM yang bebas CO2 sebanyak 2 liter untuk 100 gram resin
untuk mencegah resin berubah ke bentuk karbonat. Terjadi pertambahan volume
sebanyak 20 % pada proses pengubahan resin dari bentuk klorida ke bentuk
hidroksida.
Penentuan Kapasitas
Resin Penukar Kation
Resin
yang dihasilkan dari proses diatas, diletakkan dalam cawan penguapan dan
ditutup dengan kaca arloji yang ditopang dua batang kaca, selanjutnya disimpan
pada temperatur 25 – 35 oC selama 3 – 4 hari. Kapasitas resin yang
dihasilkan akan tetap konstan selama jangka waktu yang lama jika disimpan dalam
botol tertutup.
Sebagian
kolom kecil diisi dengan aqua DM dengan menjaga agar semua udara yang terjebak
dari bawah cakram kaca terdesak keluar. Ditimbang 0,5 gram resin kation kering
dan dipindahkan ke dalam kolom. Tambahkan aqua DM secukupnya sampai menutupi
resin. Gelembung udara yang terbentuk dikeluarkan dengan karet penghisap.
Permukaan pada pipa keluar diatur sehingga cairan dalam kolom turun kira-kira
sampai 1 cm di atas permukaan resin. Sebanyak Na2SO4 0,25
M ± 250 mL diteteskan dengan laju 2 mL/menit dan kumpulkan efluen dalam
erlenmeyer 250 mL. Kapasitas resin ditentukan dalam miliekuivalen per gram
dengan rumus av/W, a merupakan molaritas HCl, v merupakan
volume HCl yang digunakan dalam titrasi dalam satuan mL, dan W merupakan
bobot resin dalam satuan gram.
Penentuan Kapasitas
Resin Penukar Anion
Resin
dalam bentuk klorida diletakkan dalam cawan penguapan dan ditutup dengan kaca
arloji yang ditopang dua batang kaca sehingga melindungi dari debu sambil
memberi kesempatan udara beredar yang selanjutnya disimpan pada temperatur 25–35
oC selama 3–4 hari. Kapasitas resin yang dihasilkan akan tetap
konstan selama jangka waktu yang lama jika disimpan dalam botol tertutup.
Sebagian dari sebuah kolom kecil diisi dengan aqua DM dengan menjaga agar semua
udara yang terjebak dari bawah cakram kaca terdesak keluar.
Ditimbang
1 gram resin anion kering dan dipindahkan ke dalam kolom. Tambahkan aqua DM
secukupnya sampai menutupi resin. Gelembung udara yang terbentuk dikeluarkan
dengan karet penghisap. Permukaan pada pipa keluar diatur sehingga cairan dalam
kolom turun kira-kira sampai 1 cm di atas permukaan resin. Sebanyak Na2SO4
0,25 M ± 250 mL diteteskan dengan laju 2 mL/menit dan kumpulkan efluen dalam
erlenmeyer 250 mL. Kapasitas resin ditentukan dalam miliekuivalen per gram
dengan rumus bv/W, b merupakan molaritas NaOH, v merupakan
volume NaOH yang digunakan dalam titrasi dalam satuan mL, dan W merupakan
bobot resin dalam satuan gram.
Pertukaran Kation-Anion
Sampel dengan Resin
Resin
dalam kolom dipastikan siap digunakan. Dialirkan 50 mL sampel melalui kolom
dengan laju 2 mL/menit dan buang efluen. Selanjutnya 100 mL sampel dialirkan
melalui kolom dengan laju sama dan tampung efluen yang terbentuk.
Konduktivitas, pH, dan TDS efluen diukur dan dibandingkan hasilnya dengan
konduktivitas, pH, dan TDS akuades, aquabides, dan aqua DM. Sebaiknya efluen
dalam kolom penukar kation dialirkan terlebih dahulu baru kemudian dialirkan ke
dalam kolom penukar anion
Hasil
dan Pembahasan
Preparasi Penukaran
Resin Kation dan Anion
Pertukaran
resin anion dan kation dengan menggunakan kolom dengan panjang 50 cm dan
diameter 2 cm yang berisi 30 gram resin. Resin yang digunakan yaitu resin
kation dan anion yang memiliki diameter manik resin 0,61 ± 0,05 mn dan diatur
pada kecepatan alir konstan 2 mL/menit. Volume yang digunakan sebanyak 300 mL
akuades. Setelah resin kation dialiri HCl yang terdapat dalam kolom, resin
kation mengalami perubahan warna yang semula berwarna coklat menjadi coklat
tua. Perubahan warna yang terjadi ini disebabkan oleh HCl, HCl sendiri
merupakan asam kuat. Diharapkan agar efluen yang keluar dari kolom harus sangat
asam terhadap indikator jingga metil, sehingga resin dapat digunakan untuk
menukarkan ion-ion hidrogen dengan kation-kation yang ada dalam larutan
tersebut.
Pada
kolom yang berbeda, resin anion dialiri NaOH yang bersifat sebagai basa kuat.
Kemudian resin dibilas dengan air yang terdeionisasi yang bebas dari karbon
dioksida untuk mencegah resin berubah ke bentuk karbonat. Kemudian terjadi
penambahan volume resin sebanyak 2 % pada pengubahan resin dari bentuk klorida
ke bentuk hidroksida.
Penentuan Kapasitas
Resin Penukar Kation dan Anion
Kapasitas
resin penukar ion adalah bilangan yang menyatakan jumlah banyaknya ion yang
dapat dipertukarkan untuk setiap 1 (satu) gram resin atau tiap mililiter.
Dengan berjalannya waktu penggunaan resin penukar ion, kemampuan tukar resin
penukar ion semakin berkurang dan lama kelamaan tidak mampu lagi mempertukarkan
ion-ion pengotor didalam air dengan H+ maupun OH- dari
resin penukar ion. Sehingga dilakukan regenerasi, dimana regenerasi berlangsung
menurut reaksi sebagai berikut :
Na- resin + HCl
→
H-resin + NaCl
(resin penukar kation)
Cl- resin + NaOH
→ OH-resin + NaCl
(resin penukar anion)
Resin
kering yang didapat pada resin kation berbeda dengan resin anion. Resin kering
kation terbentuk selama 3 hari sedangkan resin kering anion terbentuk selama 4
hari. Ini mengalami perbedaan masa pengeringan diakibatkan karena volume air
yang berada pada gelas beker pada resin tersebut berbeda, sehingga lama
pengeringan juga berbeda. Pada penentuan kapasitas resin kation dengan mengalirkan
Na2SO4 250 ml dan dititrasi dengan NaOH dihentikan pada
saat volume 25 mL karena menunjukkan perubahan warna menjadi merah muda.
Sehingga diperoleh nilai kapasitas resin kation sebesar 1,5 miliekuivalen/gram.
Ini menunjukkan bahwa kapasitas resin kation semakin asam.
Resin
anion kering dimasukkan ke dalam kolom dan dialiri dengan Na2SO4,
resin yang berada di atas permukaan berubah warna sebagian menjadi warna hijau,
dan diperoleh nilai kapasitas resin kation sebesar 5 miliekuivalen/gram. Ini
menunjukkan bahwa kapasitas resin anion semakin basa. Kapasitas pertukaran ion
total dari suatu resin bergantung pada jumlah total gugus-gugus aktif ion per
satuan bobot bahan itu dan semakin banyak jumlah ionion itu, semakin besar
kapasitasnya (Vogel, 1994).
Pertukaran Kation-Anion
Sampel dengan Resin
Aplikasi
teknik kolom yang digunakan pada pertukaran kation dan anion terhadap sampel
air AC dengan menggunakan kolom dengan panjang 50 cm dan diameter 2 cm yang
berisi 30 gram resin. Volume yang digunakan sebanyak 300 ml sampel air AC
dengan kecepatan alir konstan 2 mL/menit yang dialirkan keluar kolom sehingga
diperoleh efluen-efluen yang ditampung dalam botol film. Kemudian dapat
ditentukan nilai konduktivitasnya, pH, dan TDS. Air AC keluaran dari kolom
dilakukan uji dengan konduktometer untuk mengetahui keberhasilan regenerasi
tersebut.
Pengukuran
konduktivitas suatu larutan bertujuan untuk mengetahui seberapa besar kemampuan
larutan untuk mengalirkan arus listrik. Kemampuan ini tergantung pada kehadiran
ion-ion, konsentrasi total ion, mobilitas, dan valensi, serta temperatur pada
saat pengukuran. Penghantaran arus listrik terjadi karena perpindahan ion-ion
bermuatan. Oleh karena itu, dengan mengetahui besaran konduktivitas akan
diperoleh gambaran atau perkiraan kadar ion-ion yang terlarut dalam air.
Konduktivitas air keluaran kolom resin penukar anion harus memiliki harga <5
μS/cm. Jika harga konduktivitas air
keluaran kolom resin penukar ion <5 μS/cm, menunjukan indikasi keberhasilan
regenerasi resin penukar ion dan air ini dapat dikatakan air yang bebas mineral,
yang artinya air AC memiliki daya hantar listrik yang rendah. Jika nilai
konduktivitas lebih besar dari 5 μS/cm, ini menunjukkan bahwa air AC tersebut
tidak dapat digunakan sebagai air yang bebas mineral karena memiliki kemampuan
mengantarkan daya listrik yang besar. Dalam hal ini resin penukar ion telah
aktif kembali dan mampu mempertukarkan ion pengotor yang ada di dalam air AC.
Sampel
yang digunakan adalah sampel yang berbeda untuk membandingkan seberapa besar
pengaruh letak pengambilan air AC dari jalan raya serta nilai konduktivitas
pada air AC tersebut yaitu sampel air AC yang berasal dari pabrik Cocacola di
Ungaran (±50 meter dari jalan raya), studio foto Walet di Setiabudi (±15 meter
dari jalan raya), dan tempat air isi ulang Fine di Jati Raya Banyumanik (±8 km
dari jalan raya).
Hasil
data yang diperoleh dari penelitian pada sampel studio foto Walet di Setiabudi,
air AC sebelum melewati resin diukur nilai konduktivitasnya memiliki nilai 74,5
μS dan nilai “total dissolved solid” atau TDS 37,1 ppm dengan pH 5,20.
Terlihat bahwa air AC memiliki nilai konduktivitas yang cukup tinggi dan
setelah sampel air AC melewati resin, baik resin kation maupun resin anion
sampel air AC mengalami penurunan nilai konduktivitas 4,1 μS, TDS 2,3 ppm dan
pH menjadi 7,42. Nilai “total dissolved solid” berjalan mengikuti
konduktivitas, apabila konduktivitas tinggi maka padatan terlarut akan tinggi.
Hasil pengukuran konduktivitas, TDS dan pH pada sampel studio foto Walet di Setiabudi
ditampilkan pada gambar 1.1 dan 1.2.
Gambar.
1.1 Grafik hubungan konduktivitas dengan volume pengambilan pada sampel air AC
di Walet Setiabudi (kecepatan alir 2mL/menit dengan sampel awal = 74,5 μS)
Gambar.
1.2 Grafik hubungan TDS dengan volume pengambilan pada sampel air AC di Walet
Setiabudi (kecepatan alir 2mL/menit dengan sampel awal = 37,1 ppm).
Dari
grafik yang diperoleh terlihat bahwa air AC yang telah melewati resin kation
kemudian diteruskan ke resin anion memiliki hasil yang baik dibandingkan
apabila hanya melewati resin kation maupun anion saja.
Nilai
konduktivitas yang rendah menunjukkan bahwa air AC merupakan air yang bebas
kandungan ion sehingga tidak mengantarkan arus listrik dan air AC ini dapat
dikatakan air murni atau air bebas mineral. Sampel yang diambil dari pabrik
Cocacola di Ungaran menunjukkan hasil yang cukup baik, dimana air AC sebelum
dilewati resin memiliki nilai konduktivitas 78,16 μS, padatan terlarut atau TDS
39,1 ppm dan pH 5,80 dimana pH menunjukkan sifat larutan air AC asam. Setelah
melewati resin anion dan kation nilai konduktivitas turun menjadi 3,1 μS, TDS
1,7 ppm dan pH 7,09. Pada saat pengambilan pertama efluen air AC bersifat basa,
ini terjadi karena air AC mendapatkan ion hidroksida dari NaOH yang terdapat
pada resin anion, ion hidroksida yang terikat pada resin menempel pada air AC
sehingga efluen air AC menjadi basa dan kemudian setelah mencapai titik
kesetimbangan air AC memilki pH ± 7. Hasil pengukuran konduktivitas, TDS dan pH
pada sampel pabrik Cocacola di Ungaran ditampilkan pada gambar 1.3 dan 1.4.
Gambar.
1.3 Grafik hubungan konduktivitas dengan volume pengambilan pada sampel air AC
di CocaCola Ungaran (kecepatan alir 2mL/menit dengan sampel awal = 78,16 μS).
Gambar.
1.4 Grafik hubungan TDS dengan volume pengambilan pada sampel air AC di
CocaCola Ungaran (kecepatan alir 2mL/menit dengan sampel awal = 39,1 ppm).
Sampel
yang diperoleh dari air minum isi ulang Fine Jati Raya Banyumanik menunjukkan
hasil konduktivitas 9,8 μS, 19,7 ppm dan pH 6,74. Setelah dilewati resin baik
resin anion maupun kation menghasilkan konduktivitas 5,87 μS, 2,88 ppm dan pH
7,71. Hasil pengukuran konduktivitas, TDS dan pH pada sampel Fine Jati Raya
Banyumanik ditampilkan pada gambar 1.5 dan 1.6.
Gambar.
1.5 Grafik hubungan konduktivitas dengan volume pengambilan pada sampel air AC
di air isi ulang Fine Banyumanik (kecepatan alir 2mL/menit dengan sampel awal =
19,7 μS)
Gambar.
1.6 Grafik hubungan TDS dengan volume pengambilan pada sampel air AC di air isi
ulang Fine Banyumanik (kecepatan alir 2mL/menit dengan sampel awal = 9,8 ppm).
Dari
ketiga sampel air AC menunjukkan bahwa harga konduktivitas air keluaran kolom
penukar kation maupun anion cenderung tinggi tetapi selang beberapa waktu akan
mengalami penurunan hingga didapatkan suatu harga yang stabil. Hal ini
disebabkan belum terpenuhinya waktu kontak antra resin dengan air
sehingga reaksi
pertukaran ion antara kation dan anion dari air dengan kation dan anion resin
penukar ion belum terjadi. Setelah selang beberapa waktu air keluaran dari
kolom penukar ion cenderung stabil. Sebagai indikasi regenerasi resin penukar
ion pada air AC adalah harga konduktivitas keluaran kolom resin penukar anion.
Dari
data yang didapat pH air keluaran kolom penukar kation mengalami penurunan (air
bersifat asam). Hal ini disebabkan karena setelah air melalui kolom resin
penukar kation, semua pengotor kation air akan dipertukarkan dengan H+ dari
resin penukar kation, sehingga terjadi pelepasan H+ dari resin
penukar kation dan air keluaran kolom resin penukar kation bersifat asam. Pada
pH air keluaran kolom resin penukar anion mengalami kenaikan. Hal ini
disebabkan pada saat air melalui kolom resin penukar anion, anion pengotor air
akan dipertukarkan dengan OH- dari resin penukar anion, sehingga
terjadi pelepasan OH- dari resin penukar anion. Oleh karena itu air
setelah melewati kolom resin penukar anion mempunyai pH mendekati pH netral
atau sedikit basa. Konduktivitas air keluaran kolom penukar kation mengalami
kenaikan. Hal ini disebabkan karena air pada saat melewati kolom resin penukar
kation terjadi pertukaran kation pengotor air dengan H+ dari resin
penukar kation, sehingga terjadi pelepasan ion H+ dari resin penukar
kation yang mempunyai daya hantar lebih kecil daripada kation pengotor air.
Oleh karena itu konduktivitas air keluaran kolom resin penukar kation mengalami
kenaikan.
Konduktivitas
air setelah melewati kolom resin penukar anion mengalami penurunan. Hal ini
disebabkan karena pada saat air melewati kolom resin penukar anion terjadi
pertukaran kation pengotor air dengan ion OH- dari resin penukar
anion. Hasil data yang diperoleh dari ketiga sampel menunjukkan perbedaan nilai
konduktivitas, TDS dan pH. Dari ketiga sampel yang digunakan, sampel air AC
dari pabrik Cocacola Ungaran memiliki nilai konduktivitas yang sangat rendah
dibandingkan sampel pada Walet Setiabudi dan Fina Banyumanik. Ini disebabkan karena
resin yang bekerja pada proses pertukaran anion dan kation berjalan dengan
optimal sehingga didapatkan air dengan konduktivitas yang rendah. Ketiga sampel
tersebut masih dapat dikatakan sebagai air yang bebas mineral karena memenuhi
syarat kualitas air demineralized.
Dari
gambar diatas terlihat bahwa sampel air AC di Cocacola Ungaran memiliki nilai
yang terbaik dengan nilai konduktivitas rendah serta pH 7,09, namun secara
keseluruhan aquabides lebih baik dibandingkan aquades dan aqua demineralized.
Sampel air AC yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan AAS untuk mengetahui
seberapa besar kandungan logam Pb yang terdapat pada sampel air AC, baik
sebelum melewati resin maupun setelah melewati resin. Analisis Pb dilakukan
karena dimungkinkan logam yang terdapat pada air AC adalah Pb, Pb ini berasal
dari polusi udara yang berasal dari kendaraan tempat sampel air AC tersebut
diambil. Hasil analisis kadar Pb menggunakan instumentasi AAS dapat dilihat
pada tabel 1.2.
Tabel
1.2. Hasil Analisis Kadar Pb dengan AAS
|
Sampel
|
Kadar Pb
|
|
|
Setelah melewati resin
|
Setelah melewati resin
|
|
|
Pabrik Cocacola di Unggaran
|
0,3
|
Negatif
|
|
Studio Foto wallet di Setiabudi
|
Negatif
|
Negatif
|
|
Tempat isi ulang air minum fine di Jati Raya Banyumanik
|
Negatif
|
Negatif
|
Dari
tabel 1.2 dapat dilihat, sampel air AC pada pabrik Cocacola di Ungaran sebelum
melewati resin terdapat Pb sebesar 0,03 ppm yang mengartikan bahwa dalam air AC
tersebut terdapat logam Pb dan setelah melewati resin kation dan anion sampel
air AC tersebut tidak terdapat logam Pb sehingga air tersebut merupakan air
yang bebas mineral. Sedangkan pada sampel air AC Walet Setiabudi dan Fine
Banyumanik sebelum melewati resin dan setelah melewati resin tidak terdapat
logam Pb, ini mengartikan bahwa di dalam air AC tersebut bebas dari logam sehingga
dapat dikatakan air bebas mineral atau air demineralized.
Kesimpulan
dan Saran
Kesimpulan
1. Sampel
air AC dari studio foto Walet di Setiabudi memiliki nilai konduktivitas 4,1 μS,
TDS 2,3 ppm dan pH menjadi 7,42. Sampel pabrik CocaCola di Ungaran 3,1 μS, TDS
1,7 ppm dan pH 7,09. Dan air minum isi ulang Fine Jati Raya Banyumanik
konduktivitas 5,87 μS, 2,88 ppm dan pH 7,71.
2. Kadar
Pb sebesar 0,03 ppm hanya terdapat pada sampel pabrik Cocacola Ungaran dan
dapat dihilangkan dengan resin sehingga menjadi 0 ppm.
3. Air
AC yang telah melalui pertukaran ion memiliki nilai konduktivitas dibawah 5 μS
dan tidak mengandung logam Pb sehingga dapat digunakan sebagai bahan dasar
pembuatan aqua DM (aquademineralized).
1.2.2. Limbah
Limbah
adalah sisa hasil proses produksi baik yang dapat digunakan lagi (yang dapat
didaur ulang) dan yang tidak dapat digunakan lagi (yang tidak dapat didaur
ulang) yang dapat mengganggu, merusak ekosistem apabila dibiarkan. Limbah
biasanya terdiri dalam wujud padat, cair dan gas.
1.2.2.1. Pengertian Limbah
Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari
suatu proses produksi baik industri
maupun domestik
(rumah tangga, yang lebih dikenal sebagai sampah),
yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan
karena tidak memiliki nilai ekonomis. Limbah adalah buangan
yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah
tangga).
Bila
ditinjau secara kimiawi, limbah ini terdiri dari bahan kimia organik
dan anorganik.
Dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu, kehadiran limbah dapat berdampak
negatif terhadap lingkungan terutama bagi kesehatan
manusia,
sehingga perlu dilakukan penanganan terhadap limbah. Tingkat bahaya keracunan
yang ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah. Limbah juga dapat disebut dengan sampah
yaitu limbah atau kotoran yang dihasilkan karena pembuangan sampah atau zat
kimia dari pabrik-pabrik. Limbah atau sampah juga merupakan suatu bahan yang
tidak berarti dan tidak berharga, tapi kita tidak mengetahui bahwa limbah juga
bisa menjadi sesuatu yang berguna dan bermanfaat jika diproses secara baik dan
benar.
1.2.2.2. Jenis – jenis Limbah
Berdasarkan karakteristiknya, limbah industri dapat digolongkan menjadi 4
bagian :
1. Limbah padat
Pengertian
limbah padat adalah termasuk limbah yang berwujud lumpur dan atau slurry. Contoh dari pembuangan limbah
padat adalah pembuangan atau penempatan material sisa usaha dan atau kegiatan
penambangan berupa limbah tambang ke dalam air dan atau sumber air. Limbah
padat berupa sampah anorganik. Jenis sampah ini tidak dapat diuraikan oleh
mikroorganisme (non-biodegradable), misalnya kan-tong
plastik, bekas kaleng minuman, bekas botol plastik air mineral, dan sebaginya.
Limbah padat berasal dari kegiatan industri dan domestik. Limbah domestik pada
umumnya berbentuk limbah padat rumah tangga, limbah padat kegiatan perdagangan,
perkantoran, peternakan, pertanian serta dari tempat-tempat umum. Jenis-jenis
limbah padat: kertas, kayu, kain, karet/kulit tiruan, plastik, metal,
gelas/kaca, organik, bakteri, kulit telur, dan lain-lain.
2. Limbah cair
Limbah cair adalah semua limbah yang
berbentuk cairan atau berada dalam fase cair. Limbah cair yang merupakan hasil pengolahan dalam suatu
proses produksi, misalnya sisa-sisa pengolahan industri pelapisan logam dan
industri kimia lainnya. Tembaga, timbal, perak, khrom, arsen dan boron adalah zat-zat yang dihasilkan dari proses
industri pelapisan logam. Pembuangan air limbah baik yang bersumber dari
kegiatan domestik (rumah tangga) maupun industri ke badan air dapat menyebabkan
pencemaran lingkungan apabila kualitas air limbah tidak memenuhi baku mutu
limbah. Limbah cair rumah tangga berupa; tinja, deterjen, oli bekas, cat, jika
meresap kedalam tanah akan merusak kandungan air tanah bahkan zat-zat kimia
yang terkandung di dalamnya dapat membunuh mikroorganisme di dalam tanah.
Pembuangan air limbah baik yang bersumber dari kegiatan domestik (rumah tangga)
maupun industri ke badan air dapat menyebabkan pencemaran lingkungan apabila
kualitas air limbah tidak memenuhi baku mutu limbah.
3.
Limbah
gas dan partikel
Limbah gas adalah semua limbah yang berbentuk gas
atau berada dalam fase gas, contoh : karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2),
nitrogen oksida (NOx), dan sulfur oksida (SOx). Sejenis gas yang dapat
membahayakan yang berasal atau dihasilkan oleh asap-asap baik dari asap
kendaraan bermotor maupun asap-asap sisa pembakaran dari pabrik-pabrik
tertentu. Jarang sekali kita temui keadaan dijalan yang bersih tanpa adanya
polusi dari asap kendaraan bermotor. Polusi juga dapat menimbulkan penyakit,
karena didalam polusi itu terkandung virus-virus.
Merupakan sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung
bahan berbahaya dan atau beracun yang karena sifat, konsentrasinya, dan jumlahnya secara langsung maupun
tidak langsung dapat mencemarkan, merusak, dan dapat membahayakan
lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan
hidup manusia serta makhluk
hidup lainnya. Pengelolaan Limbah B3 adalah
rangkaian kegiatan yang mencakup reduksi, penyimpanan, pengumpulan,
pengangkutan, pemanfaatan, pengolahan, dan penimbunan limbah B3. Pengelolaan
Limbah B3 ini bertujuan untuk mencegah, menanggulangi pencemaran dan kerusakan
lingkungan, memulihkan kualitas lingkungan tercemar, dan
meningkatan kemampuan dan fungsi kualitas lingkungan.
Jika didasarkan asalnya, limbah dikelompokkan menjadi 2 yaitu :
a. Limbah
Organik
Limbah ini terdiri
atas bahan-bahan yang besifat organik seperti dari kegiatan rumah tangga,
kegiatan industri. Limbah ini juga bisa dengan mudah diuraikan melalui proses
yang alami. Limbah pertanian berupa sisa tumpahan atau penyemprotan yang berlebihan,
misalnya dari pestisida dan herbisida, begitu pula dengan pemupukan yang
berlebihan. Limbah ini mempunyai sifat kimia yang setabil sehingga zat tersebut
akan mengendap kedalam tanah, dasar sungai, danau, serta laut dan selanjutnya
akan mempengaruhi organisme yang hidup didalamnya. Sedangkan limbah rumah
tangga dapat berupa padatan seperti kertas, plastik dan lain-lain, dan berupa
cairan seperti air cucian, minyak goreng bekasdan lain-lain. Limbah tersebut
ada yang mempunyai daya racun yang tinggi misalnya : sisa obat, baterai bekas,
dan air aki. Limbah tersebut tergolong (B3) yaitu bahan berbahaya dan beracun,
sedangkan limbah air cucian, limbah kamar mandi, dapat mengandung bibit-bibit
penyakit atau pencemar biologis seperti bakteri, jamur, virus dan sebagainya.
b. Limbah
Anorganik
Limbah ini terdiri
atas limbah industri atau limbah pertambangan. Limbah anorganik berasal dari
sumber daya alamyang tidak dapat di uraikan dan tidak dapat diperbaharui. Air
limbah industri dapat mengandung berbagai jenis bahan anorganik, zat-zat
tersebut adalah :
·
Garam
anorganik seperti magnesium sulfat, magnesium klorida yang berasal dari
kegiatan pertambangan dan industri.
·
Asam
anorganik seperti asam sulfat yang berasal dari industri pengolahan biji logam
dan bahan bakar fosil.
Adapula limbah
anorganik yang berasal dari kegiatan rumah tangga seperti botol plastik, botol
kaca, tas plastik, kaleng dan aluminium. Jika berdasarkan sumbernya limbah dikelompokkan menjadi 3 yaitu :
a)
Limbah
Pabrik
Limbah ini bisa
dikategorikan sebagai limbah yang berbahaya karena limbah ini mempunyai kadar
gasyang beracun, pada umumnya limbah ini dibuang di sungai-sungai disekitar
tempat tinggal masyarakat dan tidak jarang warga masyarakat mempergunakan
sungai untuk kegiatan sehari-hari, misalnya MCK (Mandi, Cuci, Kakus) dan secara
langsung gas yang dihasilkan oleh limbah pabrik tersebut dikonsumsi dan dipakai
oleh masyarakat.
b)
Limbah
Rumah Tangga
Limbah rumah tangga
adalah limbah yang dihasilkan oleh kegiatan rumah tangga limbah ini bisa berupa
sisa-sisa sayuran seperti wortel, kol, bayam, slada dan lain-lain bisa juga
berupa kertas, kardus atau karton. Limbah ini juga memiliki daya racun tinggi
jika berasal dari sisa obat dan aki.
c)
Limbah
Industri
Limbah ini
dihasilkan atau berasal dari hasil produksi oleh pabrik atau perusahaan
tertentu. Limbah ini mengandung zat yang berbahaya diantaranya asam anorganik
dan senyawa orgaik, zat-zat tersebut jika masuk ke perairan maka akan
menimbulkan pencemaran yang dapat membahayakan makluk hidup pengguna air
tersebut misalnya, ikan, bebek dan makluk hidup lainnya termasuk juga manusia.
1.2.3. Air
Air Keputusan Menteri Negara Kependudukan dan
Lingkungan Hidup Nomor: Kep-02/Menklh/I/1988 adalah semua air yang terdapat di dalam dan atau berasal
dari sumber air yang terdapat di atas
permukaan tanah, tidak termasuk air yang terdapat di laut.
Air juga banyak mendapat pencemaran. Berbagai jenis pencemaran air berasal dari
:
a. Sumber
domestik (rumah tangga), perkampungan, kota, pasar, jalan dan sebagainya.
b. Sumber
non domestik (pabrik, industri, pertanian, peternakan, perikanan, serta
sumber-sumber lainnya.
1.2.3.1.
Karakteristik Air
a. Karakter
fisik :
1. Temperatur/suhu, berpengaruh terhadap reaksi kimia,
reduksi kelarutan gas.
2. Rasa dan bau, diakibatkan oleh senyawa-senyawa lain dalam
air seperti gas H2S , NH3, senyawa fenol.
3. Warna : air yang murni tidak berwarna, bening dan jernih,
adanya warna pada air menunjukkan adanya senyawa lain yang masuk ke dalam air.
4. Turbiditas/kekeruhan, karena adanya bahan dalam bentuk
koloid dari partikel yang kecil, dan atau adanya pertumbuhan mikroorganisma.
5. Solid, disebabkan oleh senyawa organik maupun anorganik
dalm bentuk suspensi (larut). Jumlah total kandungan bahan terlarut = TDS (Total dissolve solid), sedangkan bahan yang tidak terlarut (terpisah
dengan filtrasi atau sentrifugasi) = Suspended Solid (SS).
b. Karakteristik
kimia :
1.
pH,
konsentrasi H+
2.
Potensial
oksidasi-reduksi
3.
Alkalinitas
4.
Asiditas
5.
Kesadahan
6.
Dissolved Oxygen(DO)
7.
Oxygen Demand (BOD)
8.
Nitrogen
(organik, anorganik)
9.
Pospat
10. Klorida
c. Karakteristik
Biologi
Organisme yang ditemukan dalam perairan: bakteri,
virus,algae, jamur, mikroinvertebrata
(protozoa, serangga, cacing). Karakteristik
biologi ditentukan dengan parameter yang disebut indeks biotik. Indeks
ini menunjukkan ada tidaknya organisme.
1.2.3.2.
Jenis
– Jenis Air
Air merupakan sumber kehidupan yang tidak
dapat tergantikan oleh apa pun juga. Tanpa air manusia, hewan dan tanaman tidak
akan dapat hidup. Air di bumi dapat digolongkan menjadi dua, yaitu :
a. Air
Tanah
Air
tanah adalah air yang berada di bawar permukaan tanah. Air tanah dapat kita
bagi lagi menjadi dua, yakni air tanah preatis dan air tanah artesis.
b. Air
Tanah Preatis
Air
tanah preatis adalah air tanah yang letaknya tidak jauh dari permukaan tanah
serta berada di atas lapisan kedap air / impermeable.
c.
Air Tanah Artesis
Air
tanah artesis letaknya sangat jauh di dalam tanah serta berada di antara dua
lapisan kedap air.
d. Air
Permukaan
Air
pemukaan adalah air yang berada di permukaan tanah dan dapat dengan mudah
dilihat oleh mata kita. Contoh air permukaan seperti laut, sungai, danau, kali,
rawa, empang, dan lain sebagainya. Air permukaan dapat dibedakan menjadi dua jenis
yaitu:
·
Perairan Darat
Perairan
darat adalah air permukaan yang berada di atas daratan misalnya seperti
rawa-rawa, danau, sungai, dan lain sebagainya.
·
Perairan Laut
Perairan
laut adalah air permukaan yang berada di lautan luas. Contohnya seperti air laut yang berada di laut.
1.2.4.
Alkalinity
1.2.4.1
Pengertian Alkalinity
Alkalinity adalah kapasitas air untuk menetralkan
tambahan asam tanpa penurunan nilai pH larutan. Sama halnya dengan larutan
bufer, alkalinity merupakan pertahanan air terhadap pengasaman. Alkalinity
adalah hasil reaksi-reaksi terpisah dalam larutan hingga merupakan sebuah
analisa “makro” yang menggabungkan beberapa reaksi. Alkalinity dalam air
disebabkan oleh ion-ion karbonat (CO32- ), bikarbonat
(HCO3- ), hidroksida (OH-) dan juga borat (BO33-),
fosfat (PO43-), silikat dan
sebagainya.
Dalam air alam alkaliniti sebagian besar disebabkan
oleh adanya bikarbonat, dan sisanya oleh karbonat dan hidroksida. Pada keadaan
tertentu (siang hari) adanya ganggang dan lumut dalam air menyebabkan turunnya
kadar karbon dioksida dan bikarbonat. Dalam keadaan seperti ini kadar karbonat
dan hidroksida naik, dan menyebabkan pH larutan naik.
Kalau kadar alkalinity terlalu tinggi (dibandingkan
dengan kadar Ca2+ dan Mg2+ yaitu kadar kesadahan) air
menjadi agresip dan menyebabkan karat pada pipa, sebaliknya alkalinity yang
rendah dan tidak seimbang dengan kesadahan dapat menyebabkan kerak CaCO3
pada dinding pipa yang dapat memperkecil penampang basah pipa. Kadar alkalinity
yang tinggi menunjukkan adanya senyawa garam dari asam lemah seperti asam
asetat, propionat, amoniak dan sulfit (SO32-). Alkalinity
juga merupakan parameter pengontrol untuk anaerobik
digester dan instalasi lumpur aktif.
Air yang sangat alkali atau bersifat basa sering
mempunyai pH tinggi dan umumnya mengandung padatan terlarut yang tinggi.
Sifat-sifat ini dapat menurunkan kegunaannya untuk keperluan dalam tangki uap,
prosesing makanan dan sistem saluran air dalam kota. Alkalinitas memegang
peranan penting dalam penentuan kemampuan air untuk mendukung pertumbuhan
ganggang dan kehidupan perairan lainnya. Pada umumnya, komponen utama yang memegang peran dalam
menentukan alkalinitas perairan adalah ion bikarbonat, ion karbonat dan ion
hidroksil, yang lainnya sedikit menyumbang alkalinitas adalah ammonia dan
konyugat basa-basa dari asam-asam fosfat, silikat, borat dan asam-asam organik.
Alkalinitas umumnya dinyatakan sebagai “alkalinitas fenolftalein”
yaitu proses situasi dengan asam untuk mencapai pH 8,3 dimana HCO3-
merupakan ion terbanyak, dan “alkalinitas total”, yang menyatakan
situasi dengan asam menuju titik akhir indicator metal jingga (pH 4,3), yang
ditunjukan oleh berubahnya kedua jenis ion karbonat dan bikarbonat menjadi CO2-
Kalau pH merupakan
faktor intensitas, alkalinitas merupakan faktor kapasitas, dimana kapasitas itu
merupakan kapasitas air tersebut untuk menetralkan asam. Oleh karena itu
kadang-kadang penambahan alkalinitas lebih banyak dibutuhkan untuk mencegah
supaya air itu tidak menjadi asam.
Dalam kebanyakan air alami alkalinitas disebabkan oleh adanya HCO3-
dan sedikit oleh adanya CO32- dan air dengan alkalinitas
tinggi mempunyai konsentrasi karbon organik yang tinggi.
Dalam media dengan
pH rendah, ion hydrogen dalam air
mengurangi alkalinitas. Alkalinitas secara umum menunjukkan konsentrasi basa
atau bahan yang mampu menetralisir kemasamaan dalam air. Secara khusus,
alkalinitas sering disebut sebagai besaran yang menunjukkan kapasitas pem-bufffer-an dari ion bikarbonat, dan
sampai tahap tertentu ion karbonat dan hidroksida dalam air. Ketiga ion
tersebut di dalam air akan bereaksi dengan ion hidrogen sehingga menurunkan
kemasaman dan menaikan pH. Alkalinitas biasanya dinyatakan dalam satuan
ppm (mg/l) kalsium karbonat (CaCO3). Air dengan kandungan
kalsium karbonat lebih dari 100 ppm disebut sebagai alkalin, sedangkan air
dengan kandungan kurang dari 100 ppm disebut sebagai lunak atau tingkat
alkalinitas sedang. Pada umumnya lingkungan yang baik bagi kehidupan ikan
adalah dengan nilai alkalinitas diatas 20 ppm.
1.2.4.2 Jenis - jenis Alkalinity
1. Alkalinity phenolphatalein adalah alkalinity karbonat.
Anality karbonat meliputi karbonat dan bikarbonat. Bikarbonat masih merupakan
ion penyusun alkalinity. Jadi sebenarnya konversi karbonat pada pH 8,3 ini
hanya berlangsung setengahnya sehingga perlu ditambahkan asam (titran) untuk
mengkonversi bikarbonat menjadi asam karbonat. Dengan kata lain, titrasi
dilanjutkan dengan bantuan indikator methyl orange.
2. Alkalinity
total
Perubahan warna
akan terjadi pada pH 4,4. Penjumlahan dari jumlah titran yang terpakai pada
penentuan nilai alkalinity phenolphatalein
dengan jumlah titran pada pembentukan asam karbonat merupakan alkalinity total.
1.2.5 Asidimetri
1.2.5.1
Pengertian
Asidimetri
Asidimetri
adalah pengukuran konsentrasi asam dengan menggunakan larutan baku basa,
sedangkan alkalimeteri adalah pengukuran konsentrasi basa dengan menggunakan
larutan baku asam.
1.2.5.2 Indikator dan Penggunaannya
Adapun
penggunaan indikator digunakan sebagai titrasi dalam asam basa dan untuk
mengetahui apakah suatu titrasi telah habis bereaksi atau belum.
Tabel.1 Jenis
Indikator dan Penggunaannya
|
NO
|
Nama
|
Rentang pH
|
Warna asam
|
Warna basa
|
|
1
|
Kuning metil
|
2 – 3
|
Merah
|
Kuning
|
|
2
|
Dinitrofenol
|
2,4 – 4,0
|
Tidak berwarna
|
Kuning
|
|
3
|
Jingga metil
|
3 – 4,5
|
Merah
|
Kuning
|
|
4
|
Merah metil
|
4,4 – 6,6
|
Merah
|
Kuning
|
|
5
|
Lakmus
|
6 – 8
|
Merah
|
Biru
|
|
6
|
Fenolftalein
|
8 – 10
|
Tidak berwarna
|
Merah
|
|
7
|
Timolftalein
|
10 – 12
|
Kuning
|
Ungu
|
|
8
|
Trinitrobenzena
|
12 -13
|
Tidak berwarna
|
Jingga
|
PENDAHULUAN
1.1. Tujuan
Adapun tujuan praktikum alkalinity adalah :
a.
Menentukan sifat keasaman dan kebasahan senyawa-senyawa karbonat,
bikarbonat dan hidroksida.
b.
Mengetahui jenis-jenis indikator dan penggunaan indikator.
c.
Mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi alkalinity.
d.
Mampu menganalisa alkalinity dengan metode asidimetri.
1.2.
Landasan Teori
1.2.1.
Pembuatan Aquadm (Aquademineralized)
Dari Air AC (Air
Conditioner) Menggunakan Resin Kation Dan Anion
Conditioner) Menggunakan Resin Kation Dan Anion
Pendahuluan
Air
AC (Air Conditioner) merupakan suatu modifikasi pengembangan teknologi
mesin pendingin yang dimanfaatkan untuk berbagai tujuan terutama yang bertempat
tinggal di wilayah subtropis. AC membantu memberikan udara yang sejuk dan
menyediakan uap air yang dibutuhkan bagi tubuh.
Dalam
prosesnya, AC menghasilkan air yang merupakan hasil kondensasi atau pengembunan
udara dari lingkungan sekitar sehingga mengandung sedikit mineral dan memiliki
suhu rendah. Pada penelitian terdahulu air bebas mineral digunakan sebagai
pemasok air pendingin primer Reaktor Serba Guna G. A. Siwabessy atau RSG-GAS
(Lestari, 2007), dan karakteristik air murni dapat diketahui dengan pengukuran
konduktivitas (Boulanger, 1997). Suatu air dapat dikatakan air bebas mineral
apabila batas maksimal konduktivitasnya 5 μS (Lestari, 2007). Berdasarkan hal
tersebut, maka dilakukan percobaan dengan menggunakan resin penukar ion untuk
menurunkan nilai konduktivitas, TDS, pH serta kadar logam yang terdapat dalam
air AC yang diambil dari pabrik Cocacola Ungaran, studio foto Walet Setiabudi dan
Fine Jati Raya Banyumanik sehingga didapatkan air yang bebas mineral.
Pertukaran
ion merupakan proses pertukaran kimia yaitu zat yang tidak dapat larut
memisahkan ion bermuatan positif atau negatif dari larutan elektrolit dan melepaskan ion bermuatan sejenis ke dalam
larutan yang secara kimiawi jumlahnya sama. Proses pertukaran ion ini tidak
menyebabkan perubahan struktur fisik dari resin penukar ion (Grinstead dan
Pallman, 1993).
Metode
Penelitian
Sampel
Sampel
yang digunakan adalah air buangan AC (Air Conditioner) yang di dapat di
Kecamatan Banyumanik, Kabupaten Semarang, Jawa Tengah meliputi air AC yang
berasal dari pabrik Cocacola di Ungaran (±50 meter dari jalan raya), studio
foto Walet di Setiabudi (±15 meter dari jalan raya), dan tempat air isi ulang
Fine di Jati Raya Banyumanik (±8 km dari jalan raya).
Alat
Alat-alat
yang digunakan yaitu: kolom penukar ion, buret, peralatan gelas laboratorium,
pipet tetes, pH meter Hach EC20, statif, konduktometer PL-600, neraca analitis
Mettler AT 200l, AAS PE 3110.
Bahan
Bahan-bahan
yang digunakan yaitu: resin zerolit 225 (bentuk-Na) sebagai penukar ion asam
kuat, resin zerolit FF (bentuk-Cl) sebagai penukar ion basa kuat, HCl 2 M, NaOH
1 M, aqua DM, Na2SO4 0,25 M, NaOH 0,1 M, HCl 0,1M.
Penanganan
Sampel
Pengukuran Uji daya
hantar, TDS, pH, dan Temperatur
Sebanyak
25 mL air AC (Air Conditioner) diukur daya hantar dan TDS (Total
Dissolve Solid) dengan konduktometer PL-600, suhu serta pH dengan
menggunakan pH meter Hach EC20 serta kadar Pb dengan AAS PE 3110.
Preparasi Resin Penukar
Ion Dalam Kolom
Sebanyak
30 gram resin dilarutkan dalam 100 mL aqua DM dan kocok selama beberapa menit.
Dekantasi cairan segera setelah partikel-partikel yang lebih kasar turun ke
bawah. Volume resin harus kirakira 25 mL. Cuci resin dengan aqua DM, biarkan
turun dan dekantasi cairan supernatan. Proses diulangi hingga diperoleh cairan
supernatan yang jernih. Pindahkan campuran resin ke dalam buret kemudian
ditambah air ke dalam sebuah buret yang terdapat glasswool dibagian bawahnya.
Pastikan tidak ada gelembung udara yang terbentuk di dalam resin. Cuci resin
dalam kolom 1 kali dengan aqua DM. Permukaan cairan jangan sampai turun dibawah
permukaan atas dari resin. Permukaan cairan sebaiknya kira-kira 1 cm di
atasnya.
Penukaran Kation Asam
Kuat
Resin
yang telah dimasukkan ke dalam kolom ditambah dengan HCl 2 M dengan volume 250
mL dan dialirkan melalui kolom selama 25 – 30 menit. Kelebihan asam dialirkan
keluar sampai diatas permukaan resin dan sisa asam yang tertinggal dibilas dengan
aqua DM dengan perbandingan volume kira-kira 6:1 terhadap volume lapisan resin.
Proses selesai jika 10 mL efluen terakhir memerlukan kurang dari 1 tetes NaOH
0,02 M. Resin kemudian dapat digunakan untuk menukarkan ion-ion hidrogennya
dengan kation-kation pada larutan sampel
Penukaran Anion Basa
Kuat
Resin
yang telah dimasukkan ke dalam kolom
ditambah dengan NaOH 1 M dengan volume 100 mL dan dialirkan melalui
kolom selama 10 – 15 menit. Resin kemudian dibilas agar bebas dari alkali
dengan aqua DM yang bebas CO2 sebanyak 2 liter untuk 100 gram resin
untuk mencegah resin berubah ke bentuk karbonat. Terjadi pertambahan volume
sebanyak 20 % pada proses pengubahan resin dari bentuk klorida ke bentuk
hidroksida.
Penentuan Kapasitas
Resin Penukar Kation
Resin
yang dihasilkan dari proses diatas, diletakkan dalam cawan penguapan dan
ditutup dengan kaca arloji yang ditopang dua batang kaca, selanjutnya disimpan
pada temperatur 25 – 35 oC selama 3 – 4 hari. Kapasitas resin yang
dihasilkan akan tetap konstan selama jangka waktu yang lama jika disimpan dalam
botol tertutup.
Sebagian
kolom kecil diisi dengan aqua DM dengan menjaga agar semua udara yang terjebak
dari bawah cakram kaca terdesak keluar. Ditimbang 0,5 gram resin kation kering
dan dipindahkan ke dalam kolom. Tambahkan aqua DM secukupnya sampai menutupi
resin. Gelembung udara yang terbentuk dikeluarkan dengan karet penghisap.
Permukaan pada pipa keluar diatur sehingga cairan dalam kolom turun kira-kira
sampai 1 cm di atas permukaan resin. Sebanyak Na2SO4 0,25
M ± 250 mL diteteskan dengan laju 2 mL/menit dan kumpulkan efluen dalam
erlenmeyer 250 mL. Kapasitas resin ditentukan dalam miliekuivalen per gram
dengan rumus av/W, a merupakan molaritas HCl, v merupakan
volume HCl yang digunakan dalam titrasi dalam satuan mL, dan W merupakan
bobot resin dalam satuan gram.
Penentuan Kapasitas
Resin Penukar Anion
Resin
dalam bentuk klorida diletakkan dalam cawan penguapan dan ditutup dengan kaca
arloji yang ditopang dua batang kaca sehingga melindungi dari debu sambil
memberi kesempatan udara beredar yang selanjutnya disimpan pada temperatur 25–35
oC selama 3–4 hari. Kapasitas resin yang dihasilkan akan tetap
konstan selama jangka waktu yang lama jika disimpan dalam botol tertutup.
Sebagian dari sebuah kolom kecil diisi dengan aqua DM dengan menjaga agar semua
udara yang terjebak dari bawah cakram kaca terdesak keluar.
Ditimbang
1 gram resin anion kering dan dipindahkan ke dalam kolom. Tambahkan aqua DM
secukupnya sampai menutupi resin. Gelembung udara yang terbentuk dikeluarkan
dengan karet penghisap. Permukaan pada pipa keluar diatur sehingga cairan dalam
kolom turun kira-kira sampai 1 cm di atas permukaan resin. Sebanyak Na2SO4
0,25 M ± 250 mL diteteskan dengan laju 2 mL/menit dan kumpulkan efluen dalam
erlenmeyer 250 mL. Kapasitas resin ditentukan dalam miliekuivalen per gram
dengan rumus bv/W, b merupakan molaritas NaOH, v merupakan
volume NaOH yang digunakan dalam titrasi dalam satuan mL, dan W merupakan
bobot resin dalam satuan gram.
Pertukaran Kation-Anion
Sampel dengan Resin
Resin
dalam kolom dipastikan siap digunakan. Dialirkan 50 mL sampel melalui kolom
dengan laju 2 mL/menit dan buang efluen. Selanjutnya 100 mL sampel dialirkan
melalui kolom dengan laju sama dan tampung efluen yang terbentuk.
Konduktivitas, pH, dan TDS efluen diukur dan dibandingkan hasilnya dengan
konduktivitas, pH, dan TDS akuades, aquabides, dan aqua DM. Sebaiknya efluen
dalam kolom penukar kation dialirkan terlebih dahulu baru kemudian dialirkan ke
dalam kolom penukar anion
Hasil
dan Pembahasan
Preparasi Penukaran
Resin Kation dan Anion
Pertukaran
resin anion dan kation dengan menggunakan kolom dengan panjang 50 cm dan
diameter 2 cm yang berisi 30 gram resin. Resin yang digunakan yaitu resin
kation dan anion yang memiliki diameter manik resin 0,61 ± 0,05 mn dan diatur
pada kecepatan alir konstan 2 mL/menit. Volume yang digunakan sebanyak 300 mL
akuades. Setelah resin kation dialiri HCl yang terdapat dalam kolom, resin
kation mengalami perubahan warna yang semula berwarna coklat menjadi coklat
tua. Perubahan warna yang terjadi ini disebabkan oleh HCl, HCl sendiri
merupakan asam kuat. Diharapkan agar efluen yang keluar dari kolom harus sangat
asam terhadap indikator jingga metil, sehingga resin dapat digunakan untuk
menukarkan ion-ion hidrogen dengan kation-kation yang ada dalam larutan
tersebut.
Pada
kolom yang berbeda, resin anion dialiri NaOH yang bersifat sebagai basa kuat.
Kemudian resin dibilas dengan air yang terdeionisasi yang bebas dari karbon
dioksida untuk mencegah resin berubah ke bentuk karbonat. Kemudian terjadi
penambahan volume resin sebanyak 2 % pada pengubahan resin dari bentuk klorida
ke bentuk hidroksida.
Penentuan Kapasitas
Resin Penukar Kation dan Anion
Kapasitas
resin penukar ion adalah bilangan yang menyatakan jumlah banyaknya ion yang
dapat dipertukarkan untuk setiap 1 (satu) gram resin atau tiap mililiter.
Dengan berjalannya waktu penggunaan resin penukar ion, kemampuan tukar resin
penukar ion semakin berkurang dan lama kelamaan tidak mampu lagi mempertukarkan
ion-ion pengotor didalam air dengan H+ maupun OH- dari
resin penukar ion. Sehingga dilakukan regenerasi, dimana regenerasi berlangsung
menurut reaksi sebagai berikut :
Na- resin + HCl
→
H-resin + NaCl
(resin penukar kation)
Cl- resin + NaOH
→ OH-resin + NaCl
(resin penukar anion)
Resin
kering yang didapat pada resin kation berbeda dengan resin anion. Resin kering
kation terbentuk selama 3 hari sedangkan resin kering anion terbentuk selama 4
hari. Ini mengalami perbedaan masa pengeringan diakibatkan karena volume air
yang berada pada gelas beker pada resin tersebut berbeda, sehingga lama
pengeringan juga berbeda. Pada penentuan kapasitas resin kation dengan mengalirkan
Na2SO4 250 ml dan dititrasi dengan NaOH dihentikan pada
saat volume 25 mL karena menunjukkan perubahan warna menjadi merah muda.
Sehingga diperoleh nilai kapasitas resin kation sebesar 1,5 miliekuivalen/gram.
Ini menunjukkan bahwa kapasitas resin kation semakin asam.
Resin
anion kering dimasukkan ke dalam kolom dan dialiri dengan Na2SO4,
resin yang berada di atas permukaan berubah warna sebagian menjadi warna hijau,
dan diperoleh nilai kapasitas resin kation sebesar 5 miliekuivalen/gram. Ini
menunjukkan bahwa kapasitas resin anion semakin basa. Kapasitas pertukaran ion
total dari suatu resin bergantung pada jumlah total gugus-gugus aktif ion per
satuan bobot bahan itu dan semakin banyak jumlah ionion itu, semakin besar
kapasitasnya (Vogel, 1994).
Pertukaran Kation-Anion
Sampel dengan Resin
Aplikasi
teknik kolom yang digunakan pada pertukaran kation dan anion terhadap sampel
air AC dengan menggunakan kolom dengan panjang 50 cm dan diameter 2 cm yang
berisi 30 gram resin. Volume yang digunakan sebanyak 300 ml sampel air AC
dengan kecepatan alir konstan 2 mL/menit yang dialirkan keluar kolom sehingga
diperoleh efluen-efluen yang ditampung dalam botol film. Kemudian dapat
ditentukan nilai konduktivitasnya, pH, dan TDS. Air AC keluaran dari kolom
dilakukan uji dengan konduktometer untuk mengetahui keberhasilan regenerasi
tersebut.
Pengukuran
konduktivitas suatu larutan bertujuan untuk mengetahui seberapa besar kemampuan
larutan untuk mengalirkan arus listrik. Kemampuan ini tergantung pada kehadiran
ion-ion, konsentrasi total ion, mobilitas, dan valensi, serta temperatur pada
saat pengukuran. Penghantaran arus listrik terjadi karena perpindahan ion-ion
bermuatan. Oleh karena itu, dengan mengetahui besaran konduktivitas akan
diperoleh gambaran atau perkiraan kadar ion-ion yang terlarut dalam air.
Konduktivitas air keluaran kolom resin penukar anion harus memiliki harga <5
μS/cm. Jika harga konduktivitas air
keluaran kolom resin penukar ion <5 μS/cm, menunjukan indikasi keberhasilan
regenerasi resin penukar ion dan air ini dapat dikatakan air yang bebas mineral,
yang artinya air AC memiliki daya hantar listrik yang rendah. Jika nilai
konduktivitas lebih besar dari 5 μS/cm, ini menunjukkan bahwa air AC tersebut
tidak dapat digunakan sebagai air yang bebas mineral karena memiliki kemampuan
mengantarkan daya listrik yang besar. Dalam hal ini resin penukar ion telah
aktif kembali dan mampu mempertukarkan ion pengotor yang ada di dalam air AC.
Sampel
yang digunakan adalah sampel yang berbeda untuk membandingkan seberapa besar
pengaruh letak pengambilan air AC dari jalan raya serta nilai konduktivitas
pada air AC tersebut yaitu sampel air AC yang berasal dari pabrik Cocacola di
Ungaran (±50 meter dari jalan raya), studio foto Walet di Setiabudi (±15 meter
dari jalan raya), dan tempat air isi ulang Fine di Jati Raya Banyumanik (±8 km
dari jalan raya).
Hasil
data yang diperoleh dari penelitian pada sampel studio foto Walet di Setiabudi,
air AC sebelum melewati resin diukur nilai konduktivitasnya memiliki nilai 74,5
μS dan nilai “total dissolved solid” atau TDS 37,1 ppm dengan pH 5,20.
Terlihat bahwa air AC memiliki nilai konduktivitas yang cukup tinggi dan
setelah sampel air AC melewati resin, baik resin kation maupun resin anion
sampel air AC mengalami penurunan nilai konduktivitas 4,1 μS, TDS 2,3 ppm dan
pH menjadi 7,42. Nilai “total dissolved solid” berjalan mengikuti
konduktivitas, apabila konduktivitas tinggi maka padatan terlarut akan tinggi.
Hasil pengukuran konduktivitas, TDS dan pH pada sampel studio foto Walet di Setiabudi
ditampilkan pada gambar 1.1 dan 1.2.
Gambar.
1.1 Grafik hubungan konduktivitas dengan volume pengambilan pada sampel air AC
di Walet Setiabudi (kecepatan alir 2mL/menit dengan sampel awal = 74,5 μS)
Gambar.
1.2 Grafik hubungan TDS dengan volume pengambilan pada sampel air AC di Walet
Setiabudi (kecepatan alir 2mL/menit dengan sampel awal = 37,1 ppm).
Dari
grafik yang diperoleh terlihat bahwa air AC yang telah melewati resin kation
kemudian diteruskan ke resin anion memiliki hasil yang baik dibandingkan
apabila hanya melewati resin kation maupun anion saja.
Nilai
konduktivitas yang rendah menunjukkan bahwa air AC merupakan air yang bebas
kandungan ion sehingga tidak mengantarkan arus listrik dan air AC ini dapat
dikatakan air murni atau air bebas mineral. Sampel yang diambil dari pabrik
Cocacola di Ungaran menunjukkan hasil yang cukup baik, dimana air AC sebelum
dilewati resin memiliki nilai konduktivitas 78,16 μS, padatan terlarut atau TDS
39,1 ppm dan pH 5,80 dimana pH menunjukkan sifat larutan air AC asam. Setelah
melewati resin anion dan kation nilai konduktivitas turun menjadi 3,1 μS, TDS
1,7 ppm dan pH 7,09. Pada saat pengambilan pertama efluen air AC bersifat basa,
ini terjadi karena air AC mendapatkan ion hidroksida dari NaOH yang terdapat
pada resin anion, ion hidroksida yang terikat pada resin menempel pada air AC
sehingga efluen air AC menjadi basa dan kemudian setelah mencapai titik
kesetimbangan air AC memilki pH ± 7. Hasil pengukuran konduktivitas, TDS dan pH
pada sampel pabrik Cocacola di Ungaran ditampilkan pada gambar 1.3 dan 1.4.
Gambar.
1.3 Grafik hubungan konduktivitas dengan volume pengambilan pada sampel air AC
di CocaCola Ungaran (kecepatan alir 2mL/menit dengan sampel awal = 78,16 μS).
Gambar.
1.4 Grafik hubungan TDS dengan volume pengambilan pada sampel air AC di
CocaCola Ungaran (kecepatan alir 2mL/menit dengan sampel awal = 39,1 ppm).
Sampel
yang diperoleh dari air minum isi ulang Fine Jati Raya Banyumanik menunjukkan
hasil konduktivitas 9,8 μS, 19,7 ppm dan pH 6,74. Setelah dilewati resin baik
resin anion maupun kation menghasilkan konduktivitas 5,87 μS, 2,88 ppm dan pH
7,71. Hasil pengukuran konduktivitas, TDS dan pH pada sampel Fine Jati Raya
Banyumanik ditampilkan pada gambar 1.5 dan 1.6.
Gambar.
1.5 Grafik hubungan konduktivitas dengan volume pengambilan pada sampel air AC
di air isi ulang Fine Banyumanik (kecepatan alir 2mL/menit dengan sampel awal =
19,7 μS)
Gambar.
1.6 Grafik hubungan TDS dengan volume pengambilan pada sampel air AC di air isi
ulang Fine Banyumanik (kecepatan alir 2mL/menit dengan sampel awal = 9,8 ppm).
Dari
ketiga sampel air AC menunjukkan bahwa harga konduktivitas air keluaran kolom
penukar kation maupun anion cenderung tinggi tetapi selang beberapa waktu akan
mengalami penurunan hingga didapatkan suatu harga yang stabil. Hal ini
disebabkan belum terpenuhinya waktu kontak antra resin dengan air
sehingga reaksi
pertukaran ion antara kation dan anion dari air dengan kation dan anion resin
penukar ion belum terjadi. Setelah selang beberapa waktu air keluaran dari
kolom penukar ion cenderung stabil. Sebagai indikasi regenerasi resin penukar
ion pada air AC adalah harga konduktivitas keluaran kolom resin penukar anion.
Dari
data yang didapat pH air keluaran kolom penukar kation mengalami penurunan (air
bersifat asam). Hal ini disebabkan karena setelah air melalui kolom resin
penukar kation, semua pengotor kation air akan dipertukarkan dengan H+ dari
resin penukar kation, sehingga terjadi pelepasan H+ dari resin
penukar kation dan air keluaran kolom resin penukar kation bersifat asam. Pada
pH air keluaran kolom resin penukar anion mengalami kenaikan. Hal ini
disebabkan pada saat air melalui kolom resin penukar anion, anion pengotor air
akan dipertukarkan dengan OH- dari resin penukar anion, sehingga
terjadi pelepasan OH- dari resin penukar anion. Oleh karena itu air
setelah melewati kolom resin penukar anion mempunyai pH mendekati pH netral
atau sedikit basa. Konduktivitas air keluaran kolom penukar kation mengalami
kenaikan. Hal ini disebabkan karena air pada saat melewati kolom resin penukar
kation terjadi pertukaran kation pengotor air dengan H+ dari resin
penukar kation, sehingga terjadi pelepasan ion H+ dari resin penukar
kation yang mempunyai daya hantar lebih kecil daripada kation pengotor air.
Oleh karena itu konduktivitas air keluaran kolom resin penukar kation mengalami
kenaikan.
Konduktivitas
air setelah melewati kolom resin penukar anion mengalami penurunan. Hal ini
disebabkan karena pada saat air melewati kolom resin penukar anion terjadi
pertukaran kation pengotor air dengan ion OH- dari resin penukar
anion. Hasil data yang diperoleh dari ketiga sampel menunjukkan perbedaan nilai
konduktivitas, TDS dan pH. Dari ketiga sampel yang digunakan, sampel air AC
dari pabrik Cocacola Ungaran memiliki nilai konduktivitas yang sangat rendah
dibandingkan sampel pada Walet Setiabudi dan Fina Banyumanik. Ini disebabkan karena
resin yang bekerja pada proses pertukaran anion dan kation berjalan dengan
optimal sehingga didapatkan air dengan konduktivitas yang rendah. Ketiga sampel
tersebut masih dapat dikatakan sebagai air yang bebas mineral karena memenuhi
syarat kualitas air demineralized.
Dari
gambar diatas terlihat bahwa sampel air AC di Cocacola Ungaran memiliki nilai
yang terbaik dengan nilai konduktivitas rendah serta pH 7,09, namun secara
keseluruhan aquabides lebih baik dibandingkan aquades dan aqua demineralized.
Sampel air AC yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan AAS untuk mengetahui
seberapa besar kandungan logam Pb yang terdapat pada sampel air AC, baik
sebelum melewati resin maupun setelah melewati resin. Analisis Pb dilakukan
karena dimungkinkan logam yang terdapat pada air AC adalah Pb, Pb ini berasal
dari polusi udara yang berasal dari kendaraan tempat sampel air AC tersebut
diambil. Hasil analisis kadar Pb menggunakan instumentasi AAS dapat dilihat
pada tabel 1.2.
Tabel
1.2. Hasil Analisis Kadar Pb dengan AAS
|
Sampel
|
Kadar Pb
|
|
|
Setelah melewati resin
|
Setelah melewati resin
|
|
|
Pabrik Cocacola di Unggaran
|
0,3
|
Negatif
|
|
Studio Foto wallet di Setiabudi
|
Negatif
|
Negatif
|
|
Tempat isi ulang air minum fine di Jati Raya Banyumanik
|
Negatif
|
Negatif
|
Dari
tabel 1.2 dapat dilihat, sampel air AC pada pabrik Cocacola di Ungaran sebelum
melewati resin terdapat Pb sebesar 0,03 ppm yang mengartikan bahwa dalam air AC
tersebut terdapat logam Pb dan setelah melewati resin kation dan anion sampel
air AC tersebut tidak terdapat logam Pb sehingga air tersebut merupakan air
yang bebas mineral. Sedangkan pada sampel air AC Walet Setiabudi dan Fine
Banyumanik sebelum melewati resin dan setelah melewati resin tidak terdapat
logam Pb, ini mengartikan bahwa di dalam air AC tersebut bebas dari logam sehingga
dapat dikatakan air bebas mineral atau air demineralized.
Kesimpulan
dan Saran
Kesimpulan
1. Sampel
air AC dari studio foto Walet di Setiabudi memiliki nilai konduktivitas 4,1 μS,
TDS 2,3 ppm dan pH menjadi 7,42. Sampel pabrik CocaCola di Ungaran 3,1 μS, TDS
1,7 ppm dan pH 7,09. Dan air minum isi ulang Fine Jati Raya Banyumanik
konduktivitas 5,87 μS, 2,88 ppm dan pH 7,71.
2. Kadar
Pb sebesar 0,03 ppm hanya terdapat pada sampel pabrik Cocacola Ungaran dan
dapat dihilangkan dengan resin sehingga menjadi 0 ppm.
3. Air
AC yang telah melalui pertukaran ion memiliki nilai konduktivitas dibawah 5 μS
dan tidak mengandung logam Pb sehingga dapat digunakan sebagai bahan dasar
pembuatan aqua DM (aquademineralized).
1.2.2. Limbah
Limbah
adalah sisa hasil proses produksi baik yang dapat digunakan lagi (yang dapat
didaur ulang) dan yang tidak dapat digunakan lagi (yang tidak dapat didaur
ulang) yang dapat mengganggu, merusak ekosistem apabila dibiarkan. Limbah
biasanya terdiri dalam wujud padat, cair dan gas.
1.2.2.1. Pengertian Limbah
Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari
suatu proses produksi baik industri
maupun domestik
(rumah tangga, yang lebih dikenal sebagai sampah),
yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan
karena tidak memiliki nilai ekonomis. Limbah adalah buangan
yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah
tangga).
Bila
ditinjau secara kimiawi, limbah ini terdiri dari bahan kimia organik
dan anorganik.
Dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu, kehadiran limbah dapat berdampak
negatif terhadap lingkungan terutama bagi kesehatan
manusia,
sehingga perlu dilakukan penanganan terhadap limbah. Tingkat bahaya keracunan
yang ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah. Limbah juga dapat disebut dengan sampah
yaitu limbah atau kotoran yang dihasilkan karena pembuangan sampah atau zat
kimia dari pabrik-pabrik. Limbah atau sampah juga merupakan suatu bahan yang
tidak berarti dan tidak berharga, tapi kita tidak mengetahui bahwa limbah juga
bisa menjadi sesuatu yang berguna dan bermanfaat jika diproses secara baik dan
benar.
1.2.2.2. Jenis – jenis Limbah
Berdasarkan karakteristiknya, limbah industri dapat digolongkan menjadi 4
bagian :
1. Limbah padat
Pengertian
limbah padat adalah termasuk limbah yang berwujud lumpur dan atau slurry. Contoh dari pembuangan limbah
padat adalah pembuangan atau penempatan material sisa usaha dan atau kegiatan
penambangan berupa limbah tambang ke dalam air dan atau sumber air. Limbah
padat berupa sampah anorganik. Jenis sampah ini tidak dapat diuraikan oleh
mikroorganisme (non-biodegradable), misalnya kan-tong
plastik, bekas kaleng minuman, bekas botol plastik air mineral, dan sebaginya.
Limbah padat berasal dari kegiatan industri dan domestik. Limbah domestik pada
umumnya berbentuk limbah padat rumah tangga, limbah padat kegiatan perdagangan,
perkantoran, peternakan, pertanian serta dari tempat-tempat umum. Jenis-jenis
limbah padat: kertas, kayu, kain, karet/kulit tiruan, plastik, metal,
gelas/kaca, organik, bakteri, kulit telur, dan lain-lain.
2. Limbah cair
Limbah cair adalah semua limbah yang
berbentuk cairan atau berada dalam fase cair. Limbah cair yang merupakan hasil pengolahan dalam suatu
proses produksi, misalnya sisa-sisa pengolahan industri pelapisan logam dan
industri kimia lainnya. Tembaga, timbal, perak, khrom, arsen dan boron adalah zat-zat yang dihasilkan dari proses
industri pelapisan logam. Pembuangan air limbah baik yang bersumber dari
kegiatan domestik (rumah tangga) maupun industri ke badan air dapat menyebabkan
pencemaran lingkungan apabila kualitas air limbah tidak memenuhi baku mutu
limbah. Limbah cair rumah tangga berupa; tinja, deterjen, oli bekas, cat, jika
meresap kedalam tanah akan merusak kandungan air tanah bahkan zat-zat kimia
yang terkandung di dalamnya dapat membunuh mikroorganisme di dalam tanah.
Pembuangan air limbah baik yang bersumber dari kegiatan domestik (rumah tangga)
maupun industri ke badan air dapat menyebabkan pencemaran lingkungan apabila
kualitas air limbah tidak memenuhi baku mutu limbah.
3.
Limbah
gas dan partikel
Limbah gas adalah semua limbah yang berbentuk gas
atau berada dalam fase gas, contoh : karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2),
nitrogen oksida (NOx), dan sulfur oksida (SOx). Sejenis gas yang dapat
membahayakan yang berasal atau dihasilkan oleh asap-asap baik dari asap
kendaraan bermotor maupun asap-asap sisa pembakaran dari pabrik-pabrik
tertentu. Jarang sekali kita temui keadaan dijalan yang bersih tanpa adanya
polusi dari asap kendaraan bermotor. Polusi juga dapat menimbulkan penyakit,
karena didalam polusi itu terkandung virus-virus.
Merupakan sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung
bahan berbahaya dan atau beracun yang karena sifat, konsentrasinya, dan jumlahnya secara langsung maupun
tidak langsung dapat mencemarkan, merusak, dan dapat membahayakan
lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan
hidup manusia serta makhluk
hidup lainnya. Pengelolaan Limbah B3 adalah
rangkaian kegiatan yang mencakup reduksi, penyimpanan, pengumpulan,
pengangkutan, pemanfaatan, pengolahan, dan penimbunan limbah B3. Pengelolaan
Limbah B3 ini bertujuan untuk mencegah, menanggulangi pencemaran dan kerusakan
lingkungan, memulihkan kualitas lingkungan tercemar, dan
meningkatan kemampuan dan fungsi kualitas lingkungan.
Jika didasarkan asalnya, limbah dikelompokkan menjadi 2 yaitu :
a. Limbah
Organik
Limbah ini terdiri
atas bahan-bahan yang besifat organik seperti dari kegiatan rumah tangga,
kegiatan industri. Limbah ini juga bisa dengan mudah diuraikan melalui proses
yang alami. Limbah pertanian berupa sisa tumpahan atau penyemprotan yang berlebihan,
misalnya dari pestisida dan herbisida, begitu pula dengan pemupukan yang
berlebihan. Limbah ini mempunyai sifat kimia yang setabil sehingga zat tersebut
akan mengendap kedalam tanah, dasar sungai, danau, serta laut dan selanjutnya
akan mempengaruhi organisme yang hidup didalamnya. Sedangkan limbah rumah
tangga dapat berupa padatan seperti kertas, plastik dan lain-lain, dan berupa
cairan seperti air cucian, minyak goreng bekasdan lain-lain. Limbah tersebut
ada yang mempunyai daya racun yang tinggi misalnya : sisa obat, baterai bekas,
dan air aki. Limbah tersebut tergolong (B3) yaitu bahan berbahaya dan beracun,
sedangkan limbah air cucian, limbah kamar mandi, dapat mengandung bibit-bibit
penyakit atau pencemar biologis seperti bakteri, jamur, virus dan sebagainya.
b. Limbah
Anorganik
Limbah ini terdiri
atas limbah industri atau limbah pertambangan. Limbah anorganik berasal dari
sumber daya alamyang tidak dapat di uraikan dan tidak dapat diperbaharui. Air
limbah industri dapat mengandung berbagai jenis bahan anorganik, zat-zat
tersebut adalah :
·
Garam
anorganik seperti magnesium sulfat, magnesium klorida yang berasal dari
kegiatan pertambangan dan industri.
·
Asam
anorganik seperti asam sulfat yang berasal dari industri pengolahan biji logam
dan bahan bakar fosil.
Adapula limbah
anorganik yang berasal dari kegiatan rumah tangga seperti botol plastik, botol
kaca, tas plastik, kaleng dan aluminium. Jika berdasarkan sumbernya limbah dikelompokkan menjadi 3 yaitu :
a)
Limbah
Pabrik
Limbah ini bisa
dikategorikan sebagai limbah yang berbahaya karena limbah ini mempunyai kadar
gasyang beracun, pada umumnya limbah ini dibuang di sungai-sungai disekitar
tempat tinggal masyarakat dan tidak jarang warga masyarakat mempergunakan
sungai untuk kegiatan sehari-hari, misalnya MCK (Mandi, Cuci, Kakus) dan secara
langsung gas yang dihasilkan oleh limbah pabrik tersebut dikonsumsi dan dipakai
oleh masyarakat.
b)
Limbah
Rumah Tangga
Limbah rumah tangga
adalah limbah yang dihasilkan oleh kegiatan rumah tangga limbah ini bisa berupa
sisa-sisa sayuran seperti wortel, kol, bayam, slada dan lain-lain bisa juga
berupa kertas, kardus atau karton. Limbah ini juga memiliki daya racun tinggi
jika berasal dari sisa obat dan aki.
c)
Limbah
Industri
Limbah ini
dihasilkan atau berasal dari hasil produksi oleh pabrik atau perusahaan
tertentu. Limbah ini mengandung zat yang berbahaya diantaranya asam anorganik
dan senyawa orgaik, zat-zat tersebut jika masuk ke perairan maka akan
menimbulkan pencemaran yang dapat membahayakan makluk hidup pengguna air
tersebut misalnya, ikan, bebek dan makluk hidup lainnya termasuk juga manusia.
1.2.3. Air
Air Keputusan Menteri Negara Kependudukan dan
Lingkungan Hidup Nomor: Kep-02/Menklh/I/1988 adalah semua air yang terdapat di dalam dan atau berasal
dari sumber air yang terdapat di atas
permukaan tanah, tidak termasuk air yang terdapat di laut.
Air juga banyak mendapat pencemaran. Berbagai jenis pencemaran air berasal dari
:
a. Sumber
domestik (rumah tangga), perkampungan, kota, pasar, jalan dan sebagainya.
b. Sumber
non domestik (pabrik, industri, pertanian, peternakan, perikanan, serta
sumber-sumber lainnya.
1.2.3.1.
Karakteristik Air
a. Karakter
fisik :
1. Temperatur/suhu, berpengaruh terhadap reaksi kimia,
reduksi kelarutan gas.
2. Rasa dan bau, diakibatkan oleh senyawa-senyawa lain dalam
air seperti gas H2S , NH3, senyawa fenol.
3. Warna : air yang murni tidak berwarna, bening dan jernih,
adanya warna pada air menunjukkan adanya senyawa lain yang masuk ke dalam air.
4. Turbiditas/kekeruhan, karena adanya bahan dalam bentuk
koloid dari partikel yang kecil, dan atau adanya pertumbuhan mikroorganisma.
5. Solid, disebabkan oleh senyawa organik maupun anorganik
dalm bentuk suspensi (larut). Jumlah total kandungan bahan terlarut = TDS (Total dissolve solid), sedangkan bahan yang tidak terlarut (terpisah
dengan filtrasi atau sentrifugasi) = Suspended Solid (SS).
b. Karakteristik
kimia :
1.
pH,
konsentrasi H+
2.
Potensial
oksidasi-reduksi
3.
Alkalinitas
4.
Asiditas
5.
Kesadahan
6.
Dissolved Oxygen(DO)
7.
Oxygen Demand (BOD)
8.
Nitrogen
(organik, anorganik)
9.
Pospat
10. Klorida
c. Karakteristik
Biologi
Organisme yang ditemukan dalam perairan: bakteri,
virus,algae, jamur, mikroinvertebrata
(protozoa, serangga, cacing). Karakteristik
biologi ditentukan dengan parameter yang disebut indeks biotik. Indeks
ini menunjukkan ada tidaknya organisme.
1.2.3.2.
Jenis
– Jenis Air
Air merupakan sumber kehidupan yang tidak
dapat tergantikan oleh apa pun juga. Tanpa air manusia, hewan dan tanaman tidak
akan dapat hidup. Air di bumi dapat digolongkan menjadi dua, yaitu :
a. Air
Tanah
Air
tanah adalah air yang berada di bawar permukaan tanah. Air tanah dapat kita
bagi lagi menjadi dua, yakni air tanah preatis dan air tanah artesis.
b. Air
Tanah Preatis
Air
tanah preatis adalah air tanah yang letaknya tidak jauh dari permukaan tanah
serta berada di atas lapisan kedap air / impermeable.
c.
Air Tanah Artesis
Air
tanah artesis letaknya sangat jauh di dalam tanah serta berada di antara dua
lapisan kedap air.
d. Air
Permukaan
Air
pemukaan adalah air yang berada di permukaan tanah dan dapat dengan mudah
dilihat oleh mata kita. Contoh air permukaan seperti laut, sungai, danau, kali,
rawa, empang, dan lain sebagainya. Air permukaan dapat dibedakan menjadi dua jenis
yaitu:
·
Perairan Darat
Perairan
darat adalah air permukaan yang berada di atas daratan misalnya seperti
rawa-rawa, danau, sungai, dan lain sebagainya.
·
Perairan Laut
Perairan
laut adalah air permukaan yang berada di lautan luas. Contohnya seperti air laut yang berada di laut.
1.2.4.
Alkalinity
1.2.4.1
Pengertian Alkalinity
Alkalinity adalah kapasitas air untuk menetralkan
tambahan asam tanpa penurunan nilai pH larutan. Sama halnya dengan larutan
bufer, alkalinity merupakan pertahanan air terhadap pengasaman. Alkalinity
adalah hasil reaksi-reaksi terpisah dalam larutan hingga merupakan sebuah
analisa “makro” yang menggabungkan beberapa reaksi. Alkalinity dalam air
disebabkan oleh ion-ion karbonat (CO32- ), bikarbonat
(HCO3- ), hidroksida (OH-) dan juga borat (BO33-),
fosfat (PO43-), silikat dan
sebagainya.
Dalam air alam alkaliniti sebagian besar disebabkan
oleh adanya bikarbonat, dan sisanya oleh karbonat dan hidroksida. Pada keadaan
tertentu (siang hari) adanya ganggang dan lumut dalam air menyebabkan turunnya
kadar karbon dioksida dan bikarbonat. Dalam keadaan seperti ini kadar karbonat
dan hidroksida naik, dan menyebabkan pH larutan naik.
Kalau kadar alkalinity terlalu tinggi (dibandingkan
dengan kadar Ca2+ dan Mg2+ yaitu kadar kesadahan) air
menjadi agresip dan menyebabkan karat pada pipa, sebaliknya alkalinity yang
rendah dan tidak seimbang dengan kesadahan dapat menyebabkan kerak CaCO3
pada dinding pipa yang dapat memperkecil penampang basah pipa. Kadar alkalinity
yang tinggi menunjukkan adanya senyawa garam dari asam lemah seperti asam
asetat, propionat, amoniak dan sulfit (SO32-). Alkalinity
juga merupakan parameter pengontrol untuk anaerobik
digester dan instalasi lumpur aktif.
Air yang sangat alkali atau bersifat basa sering
mempunyai pH tinggi dan umumnya mengandung padatan terlarut yang tinggi.
Sifat-sifat ini dapat menurunkan kegunaannya untuk keperluan dalam tangki uap,
prosesing makanan dan sistem saluran air dalam kota. Alkalinitas memegang
peranan penting dalam penentuan kemampuan air untuk mendukung pertumbuhan
ganggang dan kehidupan perairan lainnya. Pada umumnya, komponen utama yang memegang peran dalam
menentukan alkalinitas perairan adalah ion bikarbonat, ion karbonat dan ion
hidroksil, yang lainnya sedikit menyumbang alkalinitas adalah ammonia dan
konyugat basa-basa dari asam-asam fosfat, silikat, borat dan asam-asam organik.
Alkalinitas umumnya dinyatakan sebagai “alkalinitas fenolftalein”
yaitu proses situasi dengan asam untuk mencapai pH 8,3 dimana HCO3-
merupakan ion terbanyak, dan “alkalinitas total”, yang menyatakan
situasi dengan asam menuju titik akhir indicator metal jingga (pH 4,3), yang
ditunjukan oleh berubahnya kedua jenis ion karbonat dan bikarbonat menjadi CO2-
Kalau pH merupakan
faktor intensitas, alkalinitas merupakan faktor kapasitas, dimana kapasitas itu
merupakan kapasitas air tersebut untuk menetralkan asam. Oleh karena itu
kadang-kadang penambahan alkalinitas lebih banyak dibutuhkan untuk mencegah
supaya air itu tidak menjadi asam.
Dalam kebanyakan air alami alkalinitas disebabkan oleh adanya HCO3-
dan sedikit oleh adanya CO32- dan air dengan alkalinitas
tinggi mempunyai konsentrasi karbon organik yang tinggi.
Dalam media dengan
pH rendah, ion hydrogen dalam air
mengurangi alkalinitas. Alkalinitas secara umum menunjukkan konsentrasi basa
atau bahan yang mampu menetralisir kemasamaan dalam air. Secara khusus,
alkalinitas sering disebut sebagai besaran yang menunjukkan kapasitas pem-bufffer-an dari ion bikarbonat, dan
sampai tahap tertentu ion karbonat dan hidroksida dalam air. Ketiga ion
tersebut di dalam air akan bereaksi dengan ion hidrogen sehingga menurunkan
kemasaman dan menaikan pH. Alkalinitas biasanya dinyatakan dalam satuan
ppm (mg/l) kalsium karbonat (CaCO3). Air dengan kandungan
kalsium karbonat lebih dari 100 ppm disebut sebagai alkalin, sedangkan air
dengan kandungan kurang dari 100 ppm disebut sebagai lunak atau tingkat
alkalinitas sedang. Pada umumnya lingkungan yang baik bagi kehidupan ikan
adalah dengan nilai alkalinitas diatas 20 ppm.
1.2.4.2 Jenis - jenis Alkalinity
1. Alkalinity phenolphatalein adalah alkalinity karbonat.
Anality karbonat meliputi karbonat dan bikarbonat. Bikarbonat masih merupakan
ion penyusun alkalinity. Jadi sebenarnya konversi karbonat pada pH 8,3 ini
hanya berlangsung setengahnya sehingga perlu ditambahkan asam (titran) untuk
mengkonversi bikarbonat menjadi asam karbonat. Dengan kata lain, titrasi
dilanjutkan dengan bantuan indikator methyl orange.
2. Alkalinity
total
Perubahan warna
akan terjadi pada pH 4,4. Penjumlahan dari jumlah titran yang terpakai pada
penentuan nilai alkalinity phenolphatalein
dengan jumlah titran pada pembentukan asam karbonat merupakan alkalinity total.
1.2.5 Asidimetri
1.2.5.1
Pengertian
Asidimetri
Asidimetri
adalah pengukuran konsentrasi asam dengan menggunakan larutan baku basa,
sedangkan alkalimeteri adalah pengukuran konsentrasi basa dengan menggunakan
larutan baku asam.
1.2.5.2 Indikator dan Penggunaannya
Adapun
penggunaan indikator digunakan sebagai titrasi dalam asam basa dan untuk
mengetahui apakah suatu titrasi telah habis bereaksi atau belum.
Tabel.1 Jenis
Indikator dan Penggunaannya
|
NO
|
Nama
|
Rentang pH
|
Warna asam
|
Warna basa
|
|
1
|
Kuning metil
|
2 – 3
|
Merah
|
Kuning
|
|
2
|
Dinitrofenol
|
2,4 – 4,0
|
Tidak berwarna
|
Kuning
|
|
3
|
Jingga metil
|
3 – 4,5
|
Merah
|
Kuning
|
|
4
|
Merah metil
|
4,4 – 6,6
|
Merah
|
Kuning
|
|
5
|
Lakmus
|
6 – 8
|
Merah
|
Biru
|
|
6
|
Fenolftalein
|
8 – 10
|
Tidak berwarna
|
Merah
|
|
7
|
Timolftalein
|
10 – 12
|
Kuning
|
Ungu
|
|
8
|
Trinitrobenzena
|
12 -13
|
Tidak berwarna
|
Jingga
|
BAB
II
ALAT
DAN BAHAN
2.1.
Alat
Adapun
alat yang digunakan dalam praktikum yaitu :
1.
Buret 50 ml 1
buah
2.
statif 1
buah
3.
Gelas ukur 100 ml 3
buah
4.
Erlenmeyer 250 ml 3
buah
5.
Pipet tetes 2
buah
6.
Pipet Volumetri 10 ml 1
buah
7.
Corong 1
buah
8.
Bola Hisap 1
buah
9.
Tissu
2.2.
Bahan
Adapun
bahan – bahan yang digunakan dalam praktikum adalah sebagai berikut :
1.
H2SO4 0,02 N
2.
Indikator PP
3.
Indikator MO
4.
Aquades
5.
Sampel : Air minum dalam kemasan
·
Merek Aqua galon isi ulang
·
Merek Clean-Q
·
Merek Aqua
2.3. Fungsi Alat dan Bahan
2.3.1. Fungsi Alat
a)
Buret
Buret
berfungsi sebagai alat untuk menitrasi sampel yang akan dianalisa.
b)
Statif
Statif berfungsi sebagai alat untuk menyanggah buret agar tetap tegak
c)
Gelas Ukur 100 ml
Gelas ukur 100 ml digunakan sebagai tempat
sementara untuk larutan H2SO4 sebelum dimasukkan kedalam buret .
d)
Pipet tetes
Pipet
tetes berfungsi untuk memipet indikator yang akan digunakan dalam praktikum.
e)
Corong
Corong
berfungsi sebagai alat bantu untuk memasukan larutan H2SO4 ke dalam buret agar
tidak tumpah.
f)
Erlenmeyer
Erlenmeyer berfungsi sebagai tempat
untuk sampel yang akan dianalisa.
g)
Gelas ukur
Gelas
ukur berfungsi sebagai tempat untuk mengukur
jumlah sampel yang akan dianalisa.
h)
Tissu
Tisu
berfungsi untuk mengeringkan alat-alat yang akan digunakan dalam praktikum.
2.3.2.
Fungsi Bahan
a) Larutan
H2SO4 0,02 N
Larutan
H2SO4 0,02 N berfungsi sebagai peniter
b) Indikator
PP
Indikator PP berfungsi sebagai indikator untuk
penetapan nilai P Alkalinity.
c) Indikator
MO
Indikator MO digunakan sebagai indikator untuk penetapan
nilai M Alkalinity
d) Sampel
Adapun sampel yang digunakan pada percobaan ini
adalah air mineral merk Aqua, Clean-Q, dan Indodes.
BAB
III
PROSEDUR KERJA
3.1
Prosedur
Kerja P-Alkalinity, yaitu :
1. Sampel
dipipet sebanyak 100 ml dan dimasukkan
kedalam Erlenmeyer 250 ml.
2. Kemudian
indikator pp ditambahkan sebanyak 2 tetes.
3. Tidak
terjadi perubahan warna, maka P-Alkalinity = 0.
3.2
Prosedur Kerja M-Alkalinity,
yaitu :
1.
Sampel diukur sebanyak 100 ml, kemudian dituang kedalam Erlenmeyer
250 ml.
2.
Kemudian indikator MO ditambahkan sebanyak 2 tetes.
3.
Sampel
dititrasi dengan H2SO4 0,02
N
sampai terjadi perubahan warna dari kuning menjadi jingga. Volume H2SO4
0,02 N yang terpakai dicatat.
DATA PENGAMATAN
5.1
P Alkalinity
|
NO.
|
SAMPEL
|
V Sampel (ml)
|
Indikator PP (tetes)
|
V H2SO4
(ml)
|
|
1.
|
Aquq Galon
isi ulang
|
100
|
2
|
0
|
|
2.
|
Clean-Q
|
100
|
2
|
0
|
|
3.
|
Aqua
|
100
|
2
|
0
|
Keterangan
:
Ø Aqua
galon isi ulang + Indikator PPà larutan bening (tidak berwarna)
Ø Clean-Q
+ Indikator PP à
larutan bening (tidak berwarna)
Ø Aqua + Indikator PPà
larutan bening (tidak berwarna)
5.2
M Alkalinity
|
NO.
|
SAMPEL
|
V Sampel (ml)
|
Indikator MO (tetes)
|
V H2SO4
(ml)
|
|
1.
|
Aquq Galon
isi ulang
|
100
|
2
|
4,70
|
|
2.
|
Clean-Q
|
100
|
2
|
4
|
|
3.
|
Aqua
|
100
|
2
|
4,10
|
Keterangan :
Ø Aqua galon isi ulang + Indikator MO à larutan
kuning
titrasi
Larutan
kuning
Larutan orange
H2SO4 0,02N
titrasi
Ø 
Clean-Q + Indikator MO à larutan
kuning larutan
orange
Clean-Q + Indikator MO à larutan
kuning larutan
orange
H2SO4 0,02N
titrasi
Ø Aqua + Indikator MO à larutan kuning larutan orange
Aqua + Indikator MO à larutan kuning larutan orange
H2SO4 0,02N
PENGOLAHAN DATA
6.1
Perhitungan P Alkalinity
Untuk
percobaan ke-3 sampel, yaitu Aqua
galon isi ulang, Qlean-Q dan Aqua tidak terjadi perubahan
warna, sehingga nilai P = 0.
6.2
Perhitungan M Alkalinity
Rumus M Alkalinity
·
M Alkalinity untuk Aqua
·
M Alkalinity untuk Qlean-Q
·
M Alkalinity untuk Indodes
6.3
Reaksi
1.
Dengan Indikator PP (C20H1404)
2. Dengan Indikator MO (C14H14N3Na2SO3)
H
H2O + Na2SO3 N – N = = N(CH3)2
Air Metil orange ( kuning
)
Na2SO3 N = N N (CH3)2 +
H3O+
Orange
Na2SO3 N = N N (CH3)2 + H2SO4
H
Na2SO3 N – N = = N(CH3)2 + SO4-
Metil orange ( kuning )
Tidak ada komentar:
Posting Komentar