SINTESIS POLIALUMINIUM KLORIDA BERBAHAN DASAR
BAUKSIT SEBAGAI KOAGULAN
RATNA ANGGUN KARTIKA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Sintesis Polialuminium Klorida Berbahan Dasar Bauksit Sebagai Koagulan adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2013
ABSTRAK
RATNA ANGGUN KARTIKA. Sintesis Polialuminium Klorida Berbahan Dasar Bauksit Sebagai Koagulan. Dibimbing oleh BETTY MARITA SOEBRATA dan SRI MULIJANI.
Bauksit merupakan sumber daya Indonesia yang ketersediannya melimpah, mencapai 3.47 miliar ton di Indonesia pada tahun 2011. Bauksit mempunyai kandungan aluminium sebesar 45-65%, tingginya kadar aluminium tersebut menjadikan bauksit berpotensi sebagai sumber koagulan berbahan dasar aluminium, yaitu polialuminium klorida (PAC). Metode sintesis yang digunakan dalam pembuatan PAC adalah hidrolisis parsial menggunakan HCl 33% dengan waktu polimerisasi 24 jam. Dalam penelitian ini, pencirian terhadap PAC sintetis mengacu pada syarat mutu SNI 06-3822-1995 dengan mengamati kadar aluminium oksida, kadar Cl−, pH, bobot jenis, dan kebasaan. Penelitian ini juga menguji kemampuan PAC menurunkan kekeruhan pada limbah tekstil. Kinerja PAC diujikan pada air limbah industri dalam berbagai nilai pH, yaitu 6, 7, 8, dan 9. PAC sintetis dapat menurunkan kekeruhan buatan paling baik pada pH 8 dengan dosis 1 mL sebesar 99.24% sehingga pada pengujian limbah tekstil menggunakan dosis yang sama dihasilkan penurunan kekeruhan sebesar 97.04%.
Kata kunci: bauksit, koagulan, limbah tekstil, polialuminium klorida.
ABSTRACT
RATNA ANGGUN KARTIKA. Synthesis of Polyaluminium Chloride from Bauxite as Coagulant. Supervised by BETTY MARITA SOEBRATA dan SRI MULIJANI.
Bauxite is a metal resource with the total abundance of 3.47 billion tons in Indonesia in 2011. Bauxite has aluminium content about 45-65%, it makes bauxite has potency as the source of coagulant based on aluminium, polyaluminum chloride (PAC). The synthesis method used for producing PAC was partial hydrolysis using HCl 33% with polymerization times of 24 hours. In this research, characterization of PAC synthetic referring to SNI Quality Requirements 06-3822-1995 with observe the content of aluminium oxide levels, the content of Cl−, pH, spesific gravity, and basicity. This research also examined PAC capability to decrease turbidity in textile waste. Performance test of the coagulant on some textile industry waste water had been tested at pH 6, 7, 8, and 9. Result showed that the best PAC synthetic decreased artificial turbidity to 99.24% at pH 8 with dosage of 1 mL. The same dosage decreased the turbidity in textile waste up to 97.04%.
SINTESIS POLIALUMINIUM KLORIDA BERBAHAN DASAR
BAUKSIT SEBAGAI KOAGULAN
RATNA ANGGUN KARTIKA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Skripsi : Sintesis Polialuminium Klorida Berbahan Dasar Bauksit sebagai Koagulan
Nama : Ratna Anggun Kartika
NRP : G44080084
Disetujui oleh
Betty Marita Soebrata, SSi, MSi Pembimbing I
Dr Sri Mulijani, MS Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam skripsi ini yang dilaksanakan sejak bulan Mei 2012 ini ialah koagulan, dengan judul Sintesis Polialuminium Klorida Berbahan Dasar Bauksit Sebagai Koagulan.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Betty Marita Soebrata, SSi MSi sebagai pembimbing pertama dan Ibu Dr Sri Mulijani, MS sebagai pembimbing kedua yang telah memberikan bimbingan, arahan, saran, dan dorongan selama pelaksanaan penelitian dan penulisan karya ilmiah ini. Penulis pun mengucapkan terima kasih kepada Bapak Mohammad Khotib, SSi MSi dan Bapak Agus Saputra, SSi MSi yang telah banyak memberi saran. Terima kasih kepada Bapak Ismail, Bapak Wawan, Bapak Syawal, Ibu Nurul, Bapak Eman, Mas Yono atas bantuan pemakaian alat dan bahan di laboratorium selama penelitian berlangsung.
Ungkapan terima kasih kepada Bapak, Ibu, Cempaka, dan Mutiara, serta seluruh keluarga atas kasih sayang, doa, dan dukungan baik secara moral maupun material. Ucapan terima kasih kepada Adit, Nuy, Retno, Erna, Dwi, Bani, Gita, Evan, Amin, Taufik, Ivan, Eka, Tri, Urosita, teman-teman Kimia 45 FMIPA IPB, serta teman-teman Laboratorium Terpadu IPB yang telah membantu memberi doa, semangat, masukan, dan saran dalam menyusun karya ilmiah ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juli 2013
vi
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR LAMPIRAN vii
PENDAHULUAN 1
METODE 2
Penentuan Kandungan Aluminium Oksida dalam bauksit 2
Pembuatan PAC 2
Pembuatan Pelet dan Pengukuran FTIR 2
Pencirian PAC Mengacu pada SNI 06-3822-1995 3
Kekeruhan Buatan 4
Penentuan Kekeruhan 4
Uji Koagulasi pada Limbah Tekstil 4
HASIL DAN PEMBAHASAN 5
Hasil Kadar Aluminium Oksida dalam Bauksit 5
Hasil Pembuatan PAC 5
Spektrum FTIR 6
Hasil Pencirian PAC Mengacu pada SNI 06-3822-1995 7
Hasil Analisis Koagulasi 8
SIMPULAN DAN SARAN 10
DAFTAR PUSTAKA 11
LAMPIRAN 13
vii
DAFTAR GAMBAR
1 Wujud fisik PAC sintetis 5
2 Spektrum inframerah dari PAC sintetis dan PAC komersial 6 3 Spektrum inframerah dari PAC Tzoupanoz et al.(2009) 7 4 (a) Kekeruhan buatan belum diberi PAC (b) Pembentukan flok PAC sintetis 9
5 Hasil analisis PAC sintetis 9
6 (a) Limbah tekstil belum diberi PAC sintetis (b) limbah tekstil sudah diberi
PAC sintetis 10
DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram alir penelitian 13
2 Hasil penentuan kadar aluminium oksida dalam bauksit 13 3 Syarat mutu polialuminium klorida SNI 06-3822-1995 14
4 Hasil pengukuran pH dalam PAC sintetis 14
5 Hasil pengukuran bobot jenis dalam PAC sintetis 15
6 Hasil pengukuran kebasaan dalam PAC sintetis 15
7 Hasil penentuan kadar klorida dalam PAC sintetis 15 8 Hasil penentuan kadar aluminium oksida dalam PAC sintetis 16
9 Hasil penentuan kekeruhan buatan 16
1
PENDAHULUAN
Bauksit terdapat berlimpah di Indonesia dengan potensi dan cadangan endapan bauksit yang terbesar terdapat di Kalimantan Barat dan Kepulauan Riau. Berdasarkan jumlah pemegang izin usaha pertambangan (IUP) potensi sumber daya bauksit yang dimiliki secara keseluruhan mencapai sekitar 3.47 miliar ton (Tekmira 2011). Bauksit dapat ditemukan dalam lapisan mendatar di kedalaman tertentu. Jenis mineral bauksit di Indonesia adalah gibsit yang memiliki kadar utama alumina, kuarsa, dan silika aktif (Litbang 2011).
Bauksit termasuk bahan heterogen yang mempunyai mineral dengan susunan utama dari oksida aluminium yang terbentuk di daerah tropika dan subtropika (Ozin 2006). Secara umum bauksit mengandung Al2O3 sebanyak
45-65%, SiO2 1-12%, Fe2O3 2-25%, TiO2 >3%, dan H2O 14-36% (Baláž 2008).
Batuan-batuan itu berasal dari batuan beku, batu lempung, lempung, dan serpih. Batuan-batuan tersebut akan mengalami proses lateritisasi, yaitu proses pertukaran suhu secara terus menerus sehingga batuan mengalami pelapukan, lalu mengalami proses dehidrasi agar mengeras menjadi bauksit (Silberberg 2006).
Kandungan aluminium dalam bauksit besar. Hal ini menunjukkan bahwa bauksit dapat dibuat menjadi koagulan berbasis aluminium, salah satunya adalah polyaluminium chloride (PAC). Koagulan PAC dapat menurunkan kekeruhan, warna, dan logam berat (Rumapea 2009). Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa PAC komersial dapat menurunkan kekeruhan air hingga 96% hanya dengan dosis 1.5-2.5 ppm (Manurung 2009). Kebutuhan PAC di Indonesia diperoleh dari luar negeri dengan harga yang mahal, sedangkan PAC dapat dibuat dengan bahan baku aluminium yang jumlahnya tersebar hampir di seluruh wilayah Indonesia, baik berupa produk aluminium batangan maupun limbah (Herman 2006). Keuntungan pemakaian PAC, yaitu jumlah lumpur yang dihasilkan lebih sedikit dan efek korosi yang ditimbulkan jauh lebih kecil dibandingkan dengan tawas (Manurung 2009).
2
Penelitian ini bertujuan membuat polialuminium klorida berbahan dasar bauksit dan menguji terhadap koagulasi. Pembuatan PAC dilakukan dengan metode hidrolisis sebagian larutan asam klorida karena mempunyai kelebihan, yaitu memiliki kinerja yang baik. Selain itu, perlu dilakukan pencirian dengan mengacu syarat mutu PAC pada SNI 06-3822-1995 di antaranya: pH, bobot jenis, kebasaan, kadar Cl−, kadar Al2O3, kemudian PAC
sintetis yang terbentuk dianalisis dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR) untuk membandingkan dengan PAC komersial dan menguji penurunan kekeruhan pada limbah tekstil industri batik.
METODE
Tahapan penelitian (Lampiran 1) yang dilakukan meliputi penentuan kandungan Al2O3 dalam bauksit. Tahap selanjutnya dilakukan pembuatan PAC,
pengukuran pH, bobot jenis, kebasaan, penentuan kadar klorida, kadar Al2O3, dan
analisis FTIR. Tahap akhirnya menguji terhadap koagulasi. Bahan yang digunakan adalah bauksit dari Batam dan limbah tekstil dari industri batik. PAC sintetis diidentifikasi menggunakan Spektrofotometer FTIR Prestige 21 Shimadzu dengan resolusi 8.
Penentuan Kandungan Aluminium Oksida dalam bauksit (Maria 2009)
Bauksit dilarutkan dengan HNO3 pekat:HCl pekat 1:3 lalu dipanaskan
selama 30 menit sampai gas hilang. Larutan didinginkan kemudian ditambahkan akuades dan diencerkan 8000 kali. Larutan tersebut selanjutnya dianalisis kandungan aluminiumnya menggunakan AAS Shimadzu 7000 pada panjang gelombang 309.3 nm. Penentuan kadar aluminium untuk PAC dilakukan secara duplo.
Pembuatan PAC (Gao et al. 2005)
Bauksit ditimbang sebanyak 12.5 g, lalu dicampurkan dengan larutan H2SO4 10.25 mL dan akuades 10.25 mL. Setelah itu ditambahkan NaOH 48%
23.35 mL, kemudian ditambahkan 37 mL HCl 33%. Selanjutnya ditambahkan natrium karbonat 58 mL dan didiamkan selama 24 jam.
Pembuatan Pelet dan Pengukuran FTIR
3
Selama proses pembuatan spektrum tersebut kompartemen sampel tidak boleh dibuka. Spektrum FTIR dianalisis dengan resolusi 8 pada panjang gelombang 4000-400 cm-1. Tahapan yang sama dilakukan juga pada sampel PAC komersial untuk pembuatan pelet dan pengukuran FTIR.
Pencirian PAC Mengacu pada SNI 06-3822-1995 (BSN 1995)
Pengukuran pH
Larutan PAC 1% (v/v) dibuat dengan melarutkan PAC sintetis 1 mL dalam akuades 100 mL. Larutan PAC 1% dimasukkan ke dalam gelas piala, lalu elektrode pH meter dicelupkan ke dalam gelas piala tersebut dan nilai pH yang terukur dicatat. Pengukuran dilakukan secara triplo.
Pengukuran Bobot Jenis
Piknometer kosong ditimbang dan dicatat bobotnya (a). Larutan PAC dimasukkan ke dalam piknometer sampai penuh dan ditutup. Bobot piknometer yang telah berisi larutan PAC ditimbang dan dicatat bobotnya (b). Pengukuran dilakukan secara triplo.
Bobot jenis (g/mL) = yang digunakan akuades. Pengukuran dilakukan secara triplo.
0.5293 : Faktor konversi aluminium oksida
8.994 : Bobot ekuivalen gugus hidroksil untuk 1 mL larutan 0.5 N NaOH (g) 0.0085 : Ekuivalen
17 : Bobot ekuivalen gugus hidroksi.
Penentuan Kadar Klorida
Sampel PAC ditimbang sebanyak 1 g, lalu ditambahkan 50 mL air dan 10 mL H2SO4 pekat. Larutan tersebut dipanaskan sampai larut sempurna,
4
dan ditambahkan dengan akuades sampai tanda tera. Sebanyak 25 mL larutan yang telah diencerkan dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250 mL, lalu diasamkan dengan beberapa tetes asam nitrat sampai larutan bereaksi asam terhadap merah metil. Larutan dinetralkan kembali menggunakan natrium karbonat dan diencerkan dengan akuades sampai 100 mL, kemudian ditambahkan 1 mL kalium kromat 5 %, lalu dilakukan titrasi dengan larutan AgNO3 0.1 N sampai berwarna merah coklat. Penentuan dilakukan secara
triplo.
olume o ot sampel (m ) l
Penentuan Kandungan Aluminium Oksida
PAC sintetis dilarutkan dengan akuades dan diencerkan 100 kali. Larutan PAC selanjutnya dianalisis kandungan aluminiumnya menggunakan AAS Shimadzu 7000 pada panjang gelombang 309.3 nm. Penentuan kadar aluminium untuk PAC dilakukan secara duplo.
Kekeruhan Buatan (Bina 2009)
Sebanyak 4 gelas piala 500 mL disiapkan, kemudian limbah tekstil 500 mL dimasukkan ke dalam masing-masing gelas piala. PAC 1% dimasukkan ke dalam gelas piala dengan dosis yang berbeda, yaitu 1 mL, 2 mL, 3 mL, dan 4 mL dengan pH 6, 7, 8 dan 9. Pengadukan cepat dilakukan selama 1 menit dengan kecepatan 200 rpm untuk meratakan penyebaran koagulan sehingga kinerja dari koagulan bisa efektif. Kecepatan dikurangi hingga 50 rpm, kemudian didiamkan selama 15 menit. Larutan tersebut didiamkan kembali selama 30 menit untuk memisahkan endapan yang terbentuk dan air yang
5
sintetis dan PAC komersial dimasukkan masing-masing ke dalam gelas yang berbeda. Lakukan pengadukan cepat selama 1 menit dengan kecepatan 200 rpm untuk meratakan penyebaran koagulan sehingga kinerja dari koagulan bisa efektif. Kecepatan dikurangi hingga 50 rpm, kemudian didiamkan selama 15 menit. Larutan tersebut didiamkan kembali selama 30 menit untuk memisahkan endapan yang terbentuk dan air yang jernih. Flok yang terbentuk diamati dan diukur nilai turbiditasnya untuk air yang jernih.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Kadar Aluminium Oksida dalam Bauksit
Kadar aluminium dalam bauksit Batam sebesar 23.34% dan kadar aluminium oksidanya sebesar 44.09% (Lampiran 2). Hasil ini mendekati batas bawah kandungan aluminium oksida dalam bauksit berdasarkan penelitian
Baláž (2008), yaitu 45−65% dalam bauksit. Kandungan aluminium oksida yang didapatkan masih rendah, tetapi dapat digunakan untuk pembuatan PAC berbahan dasar bauksit.
Hasil Pembuatan PAC
Bauksit Batam digunakan untuk pembuatan PAC sintetis. Bauksit dilarutkan dalam H2SO4 98% sehingga terbentuk aluminium sulfat, lalu ditambahkan
akuades, penambahan NaOH 48% selanjutnya akan membentuk larutan natrium sulfat dan endapan aluminium hidroksida yang berupa kristal putih. Endapan tersebut disaring dan dibilas dengan akuades, kemudian endapan aluminium hidroksida dilarutkan dengan HCl 33% membentuk larutan aluminium klorida yang merupakan monomer dari PAC. Pelarutan ini dibantu dengan pemanasan pada suhu 60 ˚ dan menghasilkan larutan berwarna kuning jernih. Monomer aluminium klorida ini dinetralkan dengan natrium karbonat sampai tidak terbentuk gelembung gas. Penambahan natrium karbonat tidak boleh berlebih agar PAC tidak berubah kembali menjadi aluminium hidroksida. Larutan tersebut didiamkan selama 24 jam agar polimerisasinya sempurna membentuk PAC (Gao et al. 2005). Wujud fisik PAC cair berupa berwarna jernih kekuningan dan lazim digunakan sebagai koagulan pada pengolahan air (BSN 1995). Wujud fisik PAC sintetis (Gambar 1) sesuai dengan syarat mutu PAC pada SNI 06-3822-1995 tersebut (Lampiran 3).
6
Reaksi yang terjadi pada pembentukan PAC ialah sebagai berikut: Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O
Al2(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
2Al(OH)3 + 6HCl 2AlCl3 + 6H2O
2AlCl3 + 6H2O + 2 Na2CO3 Al2(OH)5Cl + 5NaCl + 2 H2CO3 + H2O
[Al2(OH)5]+ + H2O + l 2Al(OH)3 + H+ + l
Polialuminium klorida adalah senyawa anorganik kompleks yang mempunyai rumus umum Alm(OH)nCl(3m-n) (Rumapea 2009). PAC efektif
bekerja pada rentang pH yang cukup luas, yaitu 6−9 sehingga dibutuhkan larutan NaOH sebagai pengatur pH (Karahmah dan Bismo 2006).
Spektrum FTIR
Analisis dengan FTIR dilakukan pada PAC sintetis yang telah dikeringkan (Gambar 2) untuk menentukan jenis ikatan dan gugus fungsi didalamnya (Goran 2011). Instrumen yang digunakan untuk mengukur absorpsi inframerah memerlukan sumber radiasi inframerah yang kontinu dan transduser inframerah yang sensitif (Pavia et al. 2001)
Hasil analisis menunjukkan serapan-serapan PAC sintetis mirip dengan PAC komersial (Gambar 2).
Gambar 2 Spektrum inframerah dari PAC sintetis dan PAC komersial
Bilangan gelombang spektrum PAC sintetis dan PAC komersial menunjukkan adanya pita serapan pada 1631.78 cm-1 yang diduga merupakan ikatan molekul air kristal bebas dengan OH. Pita serapan pada 3533.59 dan 3452.58 cm-1 menunjukkan vibrasi ulur gugus OH-hidroksil. Pita serapan PAC sintetis pada 1168.86 cm-1 terlihat vibrasi tekuk Al-OH2 (Tzoupanos et al. 2009).
7
mirip dengan literatur Tzoupanos et al. 2009 (Gambar 3) sehingga dapat dikatakan bahwa PAC sintetis berhasil dibuat.
Gambar 3 Spektrum inframerah dari PAC Tzoupanoz et al.(2009)
Hasil Pencirian PAC Mengacu pada SNI 06-3822-1995
Hasil yang mendasari produk PAC sesuai dengan yang ada di pasaran adalah pencirian dengan mengacu syarat mutu PAC pada SNI 06-3822-1995. PAC sintetis diuji pada beberapa parameter, yaitu pengukuran pH, bobot jenis, kebasaan, penentuan kadar Cl−, dan kadar aluminium oksida untuk mengetahui mutu dari PAC tersebut. Tabel 1 menunjukkan perbandingan antara SNI dan PAC sintetis.
Tabel 1 Perbandingan syarat mutu SNI dan PAC sintetis
pH
Hasil analisis pH PAC sintetis, yaitu 3.53 masuk ke dalam nilai syarat mutu SNI 06-3822-1995 pada Lampiran 4, dan lebih rendah dibandingkan dengan PAC komersial, yaitu 3.76. PAC sintetis yang lebih asam dibandingkan dengan PAC komersial, akan berpengaruh jika penambahan PAC berlebih, maka pH akan turun pada penjernihan air di lingkungan.
Bobot Jenis
Bobot jenis PAC sintetis sebesar 1.20 juga termasuk dalam syarat mutu SNI 06-3822-1995 (Lampiran 5). Bobot jenis ini dipengaruhi oleh banyaknya aluminium yang ada dalam PAC sintetis.
Parameter SNI PAC sintetis
pH 3.5–5.0 3.5
Bobot jenis (g/mL) 1.19–1.25 1.20
Kebasaan (%) 45–65 311
Al2O3 (%) 10.0–11.0 0.20
8
Kebasaan
Kebasaan merupakan kemampuan ion [Al2(OH)6−n]+ dalam mengikat ion
Cl− sehingga membentuk Al2(OH)6-nCln. Nilai kebasaan yang diperoleh dari
PAC sintetis sangat besar, yaitu 311 (Lampiran 6) karena nilai kebasaan yang diperoleh erat hubungannya dengan kadar aluminium oksida hasil penelitian. Nilai kebasaan ini menunjukkan semakin tinggi nilainya maka polimer yang terbentuk semakin stabil (Tzoupanos et al. 2009).
Kadar Klorida hubungan yang berbanding terbalik dengan kadar Al2O3.
Kadar Aluminium Oksida
Kadar aluminium oksida yang ada di dalam PAC sintetis sebesar 0.20% (Lampiran 8). Hasilnya tidak sesuai karena berada di bawah standar, tetapi untuk aplikasinya masih cukup memadai. Ion Al3+ bermuatan positif, hal ini yang mendasari pembentukan flok karena akan terjadi proses penetralan antara muatan positif dengan muatan negatif pada partikel tersuspensi. Pembentukan flok yang semakin banyak akan menunjukkan air yang semakin jernih. Kadar aluminium oksida menunjukkan kemampuan PAC membentuk flok dalam penjernihan air (Zoubulis et al. 2010).
Hasil Analisis Koagulasi
Koagulasi adalah metode untuk menghilangkan bahan-bahan limbah dalam bentuk koloid, dengan menambahkan koagulan. Hal ini mengakibatkan partikel-partikel koloid akan saling menarik dan menggumpal membentuk flok (Karahmah dan Lubis 2000). Pengadukan cepat (flash mixing) merupakan bagian integral dari proses koagulasi untuk mempercepat dan menyeragamkan penyebaran zat kimia melalui air yang diolah. Mekanisme koagulasi, yaitu menetralkan muatan negatif sehingga muatan netral tersebut menjadi berdekatan dan menempel satu sama lain membentuk flok-flok halus yang dapat diendapkan (Risdianto 2007).
Flok-9
flok yang terbentuk mempunyai berat molekul yang lebih besar dari molekul air sehingga flok tersebut akan mudah mengendap (Risdianto 2007).
Pengujian dengan kekeruhan buatan dilakukan terlebih dahulu pada penelitian ini untuk memperoleh nilai yang paling efektif. Kekeruhan buatan (Gambar 4) dibuat dari air keran yang dicampur kaolin dengan tingkat kekeruhan 165 NTU, kemudian diberikan beberapa dosis PAC 1%. Hal ini berdasarkan limbah tekstil yang ada memiliki nilai sekitar 165 NTU (Khairani 2007).
(a) (b)
Gambar 4 (a) Kekeruhan buatan yang belum diberi PAC (b) Pembentukan flok oleh PAC sintetis
Hasil dari efektivitas uji kekeruhan buatan (Lampiran 9) yang memiliki nilai paling efektif terjadi pada pH 8 dengan dosis 1 mL (Gambar 5) karena nilai akhir reratanya sebesar 1.26 dengan penurunan sebesar 99.24%.
Gambar 5 Hasil analisis PAC sintetis
Limbah yang digunakan adalah limbah tekstil dari industri batik. Limbah tekstil pada prosesnya membutuhkan jumlah air yang cukup banyak sebagai media untuk melarutkan bahan pewarna dan zat kimia lainnya, maupun sebagai media untuk mencuci produk akhir tekstil, sehingga menghasilkan limbah cair yang cukup banyak dengan kandungan sisa bahan pewarna serta bahan kimia lainnya yang cukup tinggi. Bahan-bahan tersebut merupakan sumber pencemar utama karena hanya sebagian kecil yang terserap pada produk tekstil, sedangkan sebagian besar terbuang bersama air buangan (limbah cair). Limbah cair industri ini biasanya bersifat asam atau basa, berwarna tua dengan kandungan bahan organik yang tinggi serta mengandung bahan sintetis yang sulit diuraikan oleh mikroba. Buruknya kualitas limbah ini,
10
mengharuskan adanya proses pengolahan sebelum limbah dibuang ke perairan. Pengolahan limbah tekstil pada umumnya menggunakan prinsip koagulasi dan flokulasi (Prayudi & Susanto 2000).
Limbah tekstil dari industri batik memiliki nilai pH awal yang cukup tinggi, yaitu 9.84. Oleh sebab itu, pada perlakuan tidak perlu ditambahkan lagi NaOH karena sifat limbah tekstil yang berada pada nilai pH efektif, yaitu pada pH antara 6-9 (Karahmah & Bismo 2006). Nilai pH limbah tekstil setelah ditambahkan PAC menjadi 7.94. Kekeruhan yang dimiliki pada limbah tekstil sangat besar, yaitu 811 NTU (Gambar 6a). Setiap limbah tekstil memiliki kekeruhan yang berbeda-beda bergantung pada jenis pewarna yang dipakainya (Prayudi & Susanto 2000). Setelah ditambahkan PAC sintetis 1% dengan dosis 1 mL diperoleh kekeruhan sebesar 24 NTU (Gambar 6b), artinya terjadi penurunan sebesar 97.04% dan warna yang dihasilkan jernih. Untuk penambahan PAC komersial 1% pada limbah tekstil memiliki hasil akhir kekeruhan 155 NTU dengan penurunan sebesar 80.88% dan warna tetap coklat. Berdasarkan hasil tersebut maka nilai kekeruhan air setelah diberi PAC sintetis berada di bawah ambang batas menurut Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 416/MENKES/PER/IX/1990 tanggal 3 September 1990 (Lampiran 10).
Gambar 6 (a) Limbah tekstil yang belum diberi PAC sintetis (b) limbah tekstil yang sudah diberi PAC sintetis
SIMPULAN DAN SARAN
SimpulanPolialuminium klorida (PAC) sintetis dapat disintesis dari bauksit berdasarkan spectrum hasil FTIR PAC sintetis yang menunjukkan spektrum sama dengan PAC komersial. PAC sintetis ini dapat menurunkan kekeruhan pada limbah tekstil industri batik sebesar 97.04%. Nilai pH pada PAC sintetis sebesar 3.5 dengan bobot jenis sebesar 1.20 g/mL serta kebasaan sebesar 311. Kadar Al2O3 dan Cl− pada PAC sintetis berturut-turut sebesar 0.20
% dan 4.84%.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mensintesis PAC menggunakan metode lain, yaitu dengan hanya menambahkan HCl agar
11
mendapatkan kadar Al2O3 yang sesuai dengan standar. Selain itu, perlu
dilakukan juga pengujian penurunan kadar logam berat pada limbah tekstil.
DAFTAR PUSTAKA
Baláž P. 2008. Mechanochemistry in Nanoscience and Minerals Engineering. Berlin (DE): Springer Publishing.
Bina B, Mehdinejad MH, Nikaeen M, Attar HM. 2009. Effectiveness of chitosan as natural coagulant aid in treating turbid waters. Iran. J Environ Health Sci. Eng [Internet]. [diunduh 2012 Des 20]; 6:247-252. Tersedia pada: journals.tums.ac.ir/pdf/14527.
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1995. SNI 06-3822-1995, Polialuminium klorida. Jakarta (ID): Departemen Perdagangan.
Gao BY, Chu YB, Yue QY, Wang BJ, Wang SJ. 2005. Characterization and coagulation of a polyaluminium chloride (PAC) coagulant with high Al13
content. Journal of Environmental Management (69-75). Tersedia pada: www.paper.edu.cn/scholar/downpaper/gaobaoyu-10.
Goran SN. 2011. Fourier Transforms New Analytical Approaches And FTIR Strategies. Rijeka (CR): InTech.
Herman. 2006. Pemanfaatan limbah aluminium sebagai koagulan pada pengolahan air proses industri [skripsi]. Surabaya (ID): Universitas Katolik Widya Mandala.
Iwan H. 2011. Analisis dampak kebijakan makro ekonomi terhadap perkembangan industri tekstil dan produksi tekstil Indonesia. Buletin Ekonomi Moneter dan Perbankan (373-408).
Karahmah EV, Bismo S. 2006. Pengaruh dosis koagulan PAC dan surfaktan SLS terhadap kinerja proses pengolahan limbah cair yang mengandung logam besi (Fe), tembaga (Cu), dan nikel (Ni) dengan flotasi ozon [karya ilmiah]. Depok: Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia. Karahmah EV, Lubis AO. 2000. Pralakuan koagulasi dalam proses pengolahan air dengan membran: pengaruh waktu pengadukan pelan koagulan aluminium sulfat terhadap kinerja membran [karya ilmiah]. Depok: Program Studi Teknik Kimia, Departemen Teknik Gas & Petrokimia, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia.
[Litbang] Penelitian dan Pengembangan. 2011. Aplikasi Proses Upgrading Bauksit dan Tailing Pencucian Bauksit [Internet]. [diunduh 2012 Apr 30]; Tersedia pada: http://ilmupertambangan.info/info/preparasi-sampel-pemboran .
Manurung J. 2009. Studi efek jenis dan berat koagulan terhadap penurunan nilai COD dan BOD pada pengolahan air limbah dengan cara koagulasi [skripsi]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara.
12
Nugroho R, Ikbal. 2005. Pengolahan air limbah berwarna industri tekstil dengan proses AOPs. JAI 1:163-172.
Ozin GA. 2006. Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterial. Northampton (GK): RSC Publishing.
Pavia D, Lampman GM, Kriz GS. 2001. Introduction to Spectroscopy: A Guide For Student of Organic Chemistry. Washington (US): Thompson Learning. [PERMENKES] Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia. 1990. Nomor
416/MENKES/PER/IX/1990 tanggal 3 September 1990, Syarat-syarat Dan Pengawasan Kualitas Air. Jakarta (ID).
Prayudi T, Susanto JP. 2000. Chitosan sebagai bahan koagulan limbah cair industri tekstil. Jurnal Teknologi Lingkungan [Internet]. [diunduh 2012 Des
20]; 1(2):121-125. Tersedia pada:
http://ejurnal.bppt.go.id/index.php/JTL/article/view/161.
Risdianto D. 2007. Optimisasi proses koagulasi flokulasi untuk pengolahan air limbah industri jamu. (Studi kasus PT Sido Muncul) [tesis]. Semarang (ID): Universitas Diponegoro.
Rumapea N. 2009. Penggunaan kitosan dan polyaluminium chloride (PAC) untuk menurunkan kadar logam besi (Fe) dan seng (Zn) dalam air gambut [tesis]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara.
Silberberg MS. 2006. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change. New York (US): McGraw-Hill.
[Tekmira] Teknologi Mineral dan Batubara. 2011. Bauksit [Internet]. [diunduh
2012 Mar 21]. Tersedia pada:
http://www.tekmira.esdm.go.id/HasilLitbang/?p=490.
Tzoupanos ND, Zouboulisa AI, Tsoleridis CA. 2009. A systematic study for the characterization of a novel coagulant (polyaluminium silicate chloride). J Phy Eng. 342:30–39. doi:10.1016/j.colsurfa.2009.03.054.
Wirjosentono B. 2011. Optimasi proses koagulasi dalam penjernihan air limbah di PT Sinar Oleochemical International (Soci) Medan berdasarkan pengaruh konsentrasi penambahan Poli Aluminium Klorida untuk menurunkan turbiditas air limbah [skripsi]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara. Zoubulis AI, Tzoupanos N. 2010. Alternative cost-effective preparation method of
13
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Lampiran 2 Hasil penentuan kadar aluminium oksida dalam bauksit
14
Konsentrasi sesungguhnya 29.2032x FP = 29.2032 x 8000 = 233625.56
Kadar Al = m 000 m 000 m 00 m 23.36
Lampiran 3 Syarat mutu polialuminium klorida SNI 06-3822-1995
No Jenis uji Satuan Persyaratan
Cair Serbuk
Kadmium ppm Maksimum 0.3 Maksimum 0.9
Timbal ppm Maksimum 7.0 Maksimum 21.0
Raksa ppm Maksimum 0.2 Maksimum 0.6
Kromium ppm Maksimum 7.0 Maksimum 21.0
Mangan ppm Maksimum 10.0 Maksimum 30.0
Sumber: Badan Standardisasi Nasional 1995.
Lampiran 4 Hasil pengukuran pH dalam PAC sintetis
Ulangan Bobot PAC (g) Volume akuades
15
Lampiran 5 Hasil pengukuran bobot jenis dalam PAC sintetis
Ulangan
Lampiran 6 Hasil pengukuran kebasaan dalam PAC sintetis
Contoh Perhitungan:
Lampiran 7 Hasil penentuan kadar klorida dalam PAC sintetis
16
Lampiran 8 Hasil penentuan kadar aluminium oksida dalam PAC sintetis
Sampel
Konsentrasi sesungguhnya 11.2562x FP = 11.2562 x 100 = 20281.79
Kadar Al = m 000 m 000 m 00 m 0.
Lampiran 9 Hasil penentuan kekeruhan buatan
17
18
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 27 Juli 1990 dari Ayah Budhi Haryanto Kansil dan Ibu Rochyatmi. Penulis adalah putri pertama dari tiga bersaudara. Tahun 2008 penulis lulus dari SMAN 31 Jakarta dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan diterima di Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum Kimia Fisik S1 Mayor Kimia dan Layanan pada tahun ajaran 2011/2012 dan 2012/2013, asisten praktikum Kimia Lingkungan S1 Mayor Kimia dan Layanan pada tahun ajaran 2012/2013, dan asisten praktikum Kimia TPB pada tahun ajaran 2012/2013. Penulis juga aktif mengajar mata kuliah Kimia TPB di bimbingan belajar dan privat mahasiswa Real Education Center pada tahun 2011 dan The One Only pada tahun 2012. Selain itu, penulis juga pernah mengajar di bimbingan belajar Primagama Ciomas pada tahun 2012, bimbingan belajar Quantum Research Bogor dan Jakarta pada tahun 2012-sekarang. Penulis juga pernah aktif sebagai staf event organizer Music Agriculture Xpression (MAX!!) pada tahun 2008/2009, anggota Organisasi Mahasiswa Daerah Jakarta Community (J.Co) pada tahun 2009/2010, staf Departemen Sains dan Teknologi BEM FMIPA IPB pada tahun 2009/2010, dan script writter Green TV IPB pada tahun 2011. Bulan Juli-Agustus 2011 penulis melaksanakan Praktik Lapangan di PT Toyota Motor Manufacturing Indonesia (TMMIN) dengan judul Identifikasi Pengendapan Sisa Cat Electro Deposition Setelah Tahap Electro Dipping.
Penulis merupakan penyusun dari 2 karya tulis yang didanai oleh Dikti dalam Program Kreativitas Mahasiswa Pengabdian Masyarakat (PKMM) pada
tahun 20 2 yan e judul “Diseminasi Bahaya Bakteri E. Sakazakii pada Susu
Bu uk Fo mula te hadap Selaput tak Bayi di Desa Ba akan” dan Program Kreativitas Mahasiswa Kewirausahaan (PKMK) pada tahun 2013 yang berjudul
