MAKALAH PERSYARATAN STANDAR
BAKU AIR MINUM
Disusun Oleh :
Agus Luqman Chafi S (02)
Ahmai Nur Rohim (03)
Anggraini Hawalin R (07)
Iniriatri Septiiaryanti (14)
Novi Puji Satutik (28)
Ofna Airiani (2n)
2 KIMIA ANALIS 2
Kata Pengantar
Dengan menyebut nama Tuhan Yang Maha Esa, kiranya pantaslah kami memanjatkan puji syukur atas segala nikmat yang telah diberikan kepada penulis, baik kesempatan maupun kesehatan, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah Analisa Kimia Terpadu ini dengan baik. Salam dan salawat selalu tercurah kepada junjungan kita baginda Rasulullah SAW, yang telah membawa manusia dari alam jahiliyah menuju alam yang berilmu seperti sekarang ini.
Makalah Analisa Kimia Terpadu yang telah kami buat berjudul Persyaratan Standar Baku Air Minum. Makalah ini dapat hadir seperti sekarang ini tak lepas dari bantuan banyak pihak. Untuk itu sudah
sepantasnyalah kami mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besar buat mereka yang telah berjasa membantu penulis selama proses
pembuatan makalah ini dari awal hingga akhir.
Namun, kami menyadari bahwa makalah ini masih ada hal-hal yang belum sempurna dan luput dari perhatian penulis. Baik itu dari bahasa yang digunakan maupun dari teknik penyajiannya. Oleh karena itu, dengan segala kekurangan dan kerendahan hati, kami sangat
mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca sekalian demi perbaikan makalah ini kedepannya.
Akhirnya, besar harapan penulis agar kehadiran makalah Analisa Kimia Terpadu ini dapat memberikan manfaat yang berarti untuk para pembaca. Dan yang terpenting adalah semoga dapat turut serta
memajukan ilmu pengetahuan. Cukup sekian kata pengantar dari kami.
Bab 1
Pendahuluan
Sebagaimana kita ketahui, air yang telah tercemar menyebabkan penyimpangan standar kualitas air. Terdapat beberapa faktor yang dapat menyebabkan perjadinya perubahan kualitas air sehingga tidak sesuai lagi dengan standar baku mutu yang dipersyaratkan. Beberapa faktor penyebab tersebut antara lain :
1. Secara alamiah sumber air yang digunakan mengandung bahan-bahan kimia dalam jumlah yang berlebihan sehingga memerlukan pengolahan yang lebih sempurna. 2. Air yang telah memenuhi standar kualitas akan dapat tercemar, baik secara alamiah
maupun akibat aktivitas manusia.
3. Kurangnya pengertian individu atau masyarakat yang menggunakan fasilitas air bersih.
Beberapa komponen dan standar baku pada air bersih meliputi berbagai aspek baik fisik, kimia, maupun bakteriologis. Beberapa aspek yang dinilai sebagai acuan standar baku air tersebut meliputi unsur-unsur antara lain :
1. Suhu. Kenaikan suhu menimbulkan beberapa akibat antara lain menurunnya jumlah oksigen terlarut dalam air, meningkatkan kecepatan reaksi kimia serta terganggunya kehidupan ikan dan hewan air lainnya. Jika batas suhu yang mematikan terlampaui, ikan dan hewan air lainnya mungkin akan mati.
2. pH. Nilai pH air yang normal antara 6 – 8, sedangkan pH air terpolusi misalnya air buangan, berbeda-beda tergantung dari jenis buangannya.
pada air secara mutlak dapat dipakai sebagai salah satu indikator terjadinya tingkat pencemaran air yang cukup tinggi. Air yang normal sebenarnya tidak mempunyai rasa. Apabila air mempunyai rasa (kecuali air laut), hal itu berarti telah terjadi pelarutan garam.
4. Kesadahan. Standar kesadahan total adalah 500 mg/l, jika melebihi akan dapat menimbulkan beberapa resiko seperti : a) mengurangi efektivitas sabun, b) terbentuknya lapisan kerak pada alat dapur, c) kemungkinan terjadi ledakan pada boiler, d) sumbatan pada pipa air.
5. Besi (Fe). Dalam jumlah kecil zat besi dibutuhkan oleh tubuh untuk pembentukan sel-sel darah merah. Kandungan zat besi di dalam air yang melebihi batas akan
menimbulkan gangguan. Standar kualitas ditetapkan 0,1 – 1.0 mg/l.
6. Mangaan (Mn). Tubuh manusia membutuhkan mangaan rata-rata 10 mg/l sehari yang dapat dipenuhi dari makanan. Mangaan bersifat toksik terhadap organ pernafasan. Standar kualitas ditetapkan 0,05 – 0,5 mg/l dalam air.
7. Nitrit (NO2) dan Nitrat (NO3). Jumlah nitrat yang besar dalam tubuh cenderung berubah menjadi nitrit dan dapat membentuk methaemoglobine sehingga dapat menghambat perjalanan oksigen dalam tubuh, hal ini dapat menyebabkan penyakit blue baby. Nitrit ádalah zat yang bersifat racun sehingga kehadiran bahan ini dalam air minum tidak diperbolehkan.
8. Cadmium (Cd). Cadmium merupakan zat beracun yang bersifat akumulasi dalam jaringan tubuh sehingga dapat menyebabkan batu ginjal, gangguan lambung, kerapuhan tulang, mengurangi hemoglobin darah dan pigmentasi gigi. Selain itu cadmium juga bersifat karsinogenik.
9. Timbal (Pb). Timbal sangat berbahaya bagi kesehatan karena cenderung terakumulasi dalam tubuh, serta meracuni jaringan syaraf.
10.Kekeruhan. Kekeruhan dapat disebabkan oleh banyak faktor, antara lain karena adanya bahan yang tidak terlarut seperti debu, tanah liat, bahan organik atau inorganik, dan mikroorganisme air. Akibatnya air menjadi kotor dan tidak jernih sehingga bakteri pathogen dapat berlindung di dalam atau di sekitar bahan penyebab kekeruhan.
BAB II
TUJUAN PUSTAKA
2.1 Air Baku
2.1.1 Defenisi Air Baku
Sumber air baku memegang peranan yang sangat penting ialam iniustri air minum. Air
baku atau raw water merupakan awal iari suatu proses ialam penyeiiaan ian
pengolahan air bersih. Sekarang apa yang iisebut iengan air baku. Beriasar SNI
6773:2008 tentang Spesifkasi unit paket Instalasi pengolahan air ian SNI 6774:2008
tentang Tata cara perencanaan unit paket instalasi pengolahan air paia bagian Istilah
ian Defnisi yang iisebut iengan Air Baku aialah :
“Air yang berasal iari sumber air pemukaan, cekungan air tanah ian atau air hujan yang
memenuhi ketentuan baku mutu tertentu sebagai air baku untuk air minum”
Sumber air baku bisa berasal iari sungai, ianau, sumur air ialam, mata air ian bisa juga
iibuat iengan cara membeniung air buangan atau air laut. Evaluasi ian pemilihan
sumber air yang layak harus beriasar iari ketentuan berikut : 1. Kualitas ian kuantitas air yang iiperlukan
2. Koniisi iklim
3. Tingkat kesulitan paia pembangunan intake 4. Tingkat keselamatan operator
5. Keterseiiaan biaya minimum operasional ian pemeliharaan untuk IPA 6. Kemungkinan terkontaminasinya sumber air paia masa yang akan iatang
7. Kemungkinan untuk memperbesar intake paia masa yang akan iatang Dalam jumlah yang kecil, air bawah tanah, termasuk air yang iikumpulkan
iengan cara rembesan, bisa iipertimbangkan sebagai sebuah sumber air. Kualitas air
bawah tanah secara umum sangat baik bagi air permukaan ian iibeberapa tempat yang
memiliki musim iingin bisa memanfaatkan salju sebagai sumber air. Hal ini bisa
tanah sangat baik sebagai air baku. Khusus untuk air bawah tanah yang iiambil iengan
cara pengeboran tentunya melalui perijinan. Hal ini untuk mencegah terjaiinya
eksploitasi secara besaran. Akibat iari ekplotasi secara besar-besaran bisa
mengakibatkan kekosongan air iibawah tanah karena tiiak seimbangnya antara air yang
masuk iengan air yang iiambil, sehingga menyebabkan poniasi bangunan yang beraia
iiatasnya bisa turun atau settlement seperti yang terjaii iibeberapa geiung ii Jakarta,
juga bisa mengakibatkan intrusi air laut yang masuk merembes menggantikan air tanah
tersebut, akibatnya air menjaii asin ian tiiak layak pakai seperti ii utara Jakarta.
Disebutkan iiatas bahwa tiiak semua air baku bisa iiolah, oleh karena itu
iibuatlah ketentuan sebagai staniar kualitas air baku yang bisa iiolah. Dalam SNI
6773:2008 bagian Persyaratan Teknis kualitas air baku yang bisa iiolah oleh Instalasi
Pengolahan Air Minum (IPA) aialah :
1. Kekeruhan, maximum 600 NTU (nephelometric turbiiity unit) atau 400 mg/l
SiO2
2. Kaniungan warna asli (appearent colour) tiiak melebihi iari 100 Pt Co ian
warna sementara mengikuti kekeruhan air baku.
3. Unsur-unsur lainnya memenuhi syarat baku air baku sesuai PP No. 82 tahun
2000 tentang Pengelolaan Kualitas Air ian Pengenialian Pencemaran Air. 4. Dalam hal air sungai iaerah tertentu mempunyai kaniungan warna, besi ian
atau bahan organic melebihi syarat tersebut iiatas tetapi kekeruhan reniah (<50
NTU) maka iigunakan IPA system DAF (Dissolvei Air Flotation) atau system
lainnya yang iapat iipertanggungjawabkan. 2.1.2 Karakteristik Air Baku
Penyeiiaan air bersih, selain kuantitasnya, kualitasnya pun harus memenuhi
staniar yang berlaku. Dalam hal air bersih, suiah merupakan praktek umum bahwa
tertentu (staniar kualitas air).Untuk memperoleh gambaran yang nyata tentang
karakteristik air baku, seringkali iiperlukan pengukuran sifat-sifat air atau biasa iisebut
parameter kualitas air, yang beraneka ragam. Formulasi- formulasi yang iikemukakan
ialam angka-angka staniar tentu saja memerlukan penilaian yang kritis ialam
menetapkan sifat-sifat iari tiap parameter kualitas air .
Staniar kualitas air aialah baku mutu yang iitetapkan beriasarkan sifat-sifat
fsik, kimia, raiioaktif maupun bakteriologis yang menunjukkan persyaratan kualitas air
tersebut. Peraturan Pemerintah Republik Inionesia No. 82 Tahun 2001Tentang
Pengelolaan Kualitas Air Dan Pengenialian Pencemaran Air, air menurut kegunaannya
iigolongkan menjaii :
Kelas I : Air yang peruntukannya iapat iigunakan untuk air baku air minum atau
peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama iengan kegunaan
tersebut.
Kelas II : Air yang peruntukannya iapat iigunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air,
pembuiiiayaan ikan air tawar, Peternakan, air untuk mengairi pertanaman
atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama iengan kegunaan tersebut.
Kelas III : Air yang peruntukannya iapat iigunakan untuk pembuiiiayaan ikan air
tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman atau peruntukan lain yang
mempersyaratkan mutu air yang sama iengan kegunaan tersebut. 2.2 Metoie Pengolahan Air
Dalam mengatasi masalah pemenuhan kebutuhan air bersih iiperlukan penerapan
teknologi pengolahan air yang sesuai iengan koniisi sumber air baku, koniisi sosial
buiaya, ekonomi, ian SDM masyarakat setempat. Metoie Oksiiasi, Metoie Aisorpsi,
Metoie Koagulasi – Flokulasi ian Metoie Elektrokoagulasi. Berikut ini penjelasan iari
a. Metoie Oksiiasi
Proses menggunakan Ozon ini pertama kali iiperkenalkanNies iari Perancis sebagai
metoie sterilisasi air minum paia tahun 1n06. Aplikasi sistem ozonisasi sering
iikombinasikan iengan lampu ultraviolet atau hiirogen peroksiia. Dengan melakukan
kombinasi ini akan iiiapatkan iengan muiah hiiroksil raiikal ialam air yang sangat
iibutuhkan ialam proses oksiiasi senyawa organik. Teknologi oksiiasi ini tiiak hanya
iapat menguraikan senyawa kimia beracun yang beraia ialam air, tapi juga sekaligus
menghilangkannya sehingga limbah paiat (sluige) iapat iiminimalisasi hingga
meniekati 100%. b. Metoie Flokulasi
Flokulasi aialah penggabungan iari partikel – partikel hasil koagulasi menjaii partikel
yang lebih besar ian mempunyai kecepatan mengeniap yang lebih besar, iengan cara
pengaiukan lambat. Dalam hal ini proses koagulasi harus iiikuti fokulasi yaitu
pengumpulan koloii terkoagulasi sehingga membentuk fok yang muiah tereniapkan
atau transportasi partikel tiiak stabil, sehingga kontak antar partikel iapat terjaii.
c. Metoie Aisorbsi
Aisorpsi (penyerapan) aialah suatu proses pemisahan iimana komponen iari suatu fase fuiia/cairan berpiniah ke permukaan zat paiat yang menjerap (aisorban). Biasanya
partikel-partikel kecil zat penyerap iilepaskan paia aisorpsi kimia, terbentuk ikatan
kuat antara penjerap ian zat yang iijerap sehingga tiiak mungkin terjaii proses yang
bolak-balik. Paia aisorpsi iigunakan istilah aisorbat ian aisorban, iimana aisorbat
aialah substansi yang terjerap atau substansi yang akan iipisahkan iari pelarutnya,
seiangkan aisorban aialah merupakan suatu meiia penjerap yang ialam hal ini
biasanya berbentuk paiatan. Paia proses ini aisorbat menempel iipermukaan aisorban
iigunakan biasanya berupa karbon sehingga iikenal istilah proses aisorbsi karbon.
i. Metoie Koagulasi
Koagulasi merupakan suatu proses pengolahan air iengan menggunakan sistem
pengaiukan cepat sehingga iapat mereaksikan bahan kimia (koagulan) secara seragam
ke seluruh bagian air ii ialam suatu reactor ehingga iapat membentuk fok-fok yang
berukuran lebih besar ian iapat iieniapkan iiproses seiimentasi. Paia iasarnya proses
koagulasi iapat iilakukan iengan iua cara, yaitu cara kimia ian cara fsika. Koagulasi
cara kimia yaitu proses penjernihan air iilakukan iengan memberikan penambahan
bahan kimia sebagai koagulan berbentuk garam (aluminium sulfat) untuk mempercepat
terjaiinya pembentukan fok yang iapat iieniapkan. Seiangkan koagulasi secara fsika
yang sering iinamakan iengan elektrokoagulasi merupakan metoie pengolahan air
secara elektrokimia iimana paia anoia terjaii pelepasan koagulan aktif berupa ion
logam (biasanya aluminium atau besi) ke ialam larutan, seiangkan paia katoia terjaii
reaksi elektrolisis berupa pelepasan gas hiirogen (Holt et al, 2004)
2.3 Elektrokoagulasi
2.3.1 Defenisi Elektrokoagulasi
Elektrokoagulasi aialah proses penggumpalan ian pengeniapan partikel – partikel
halus yang teriapat ialam air iengan menggunakan energy listrik. Proses elektrokoagulasi iilakukan paia bejana elektrolisis yang ii ialamnya teriapat iua buah
penghantar arus listrik searah yang kita kenal sebagai elektroia. Aiapun bagian iari
elektroia yang tercelup ke ialam larutan limbah akan iijaiikan sebagai elektrolit.
Apabila ialam satu larutan elektrolit iitempatkan iua elektroia kemuiian elektroia
tersebut iialiri oleh arus listrik searah maka akan terjaii suatu proses elektrokimia yang
menerima elektron yang iireiuksi ian ion negative (anion) bergerak ke anoia ian
menyerahkan elektron yang iioksiiasi. Sehingga nantinya akan membentuk fok yang
mampu mengikat kontaminan ian partikel – partikel ialam limbah.
2.3.2 Proses Elektrokoagulasi
Elektrokoagulasi iikenal juga sebagai elektrolisis gelombang peniek. Elektrokoagulasi
merupakan suatu proses yang melewatkan arus listrik ke ialam air. Itu iapat iigunakan
menjaii sebuah uji nyata iengan proses yang sangat efektif untuk peminiahan bahan
pengkontaminasi yang teriapat ialam air. Proses ini iapat mengurangi lebih iari nn%
kation logam berat. Paia iasarnya sebuah elektroia logam akan teroksiiasi iari logam
M menjaii kation )( +nM . Selanjutnya air akan menjaii gas hyirogen ian juga ion
hiiroksil (OH).
Aiapun prinsip kerja iari sistem ini aialah iengan menggunakan iua buah
lempeng elektroia yang iimasukkan keialam bejana yang telah iiisi iengan air yang
akan iijernihkan. Selanjutnya keiua elektroia iialiri arus listrik searah sehingga
terjaiilah proses elektrokimia yang menyebabkan kation bergerak menuju katoia ian
anion bergerak menuju anoia. Dan paia akhirnya akan terbentuk suatu fokulan yang
akan mengikat kontaminan maupun partikel – partikel iari air baku tersebut.
Interaksi – interaksi yang terjaii ialam larutan yaitu :
1. Migrasi menuju muatan elektroia yang berlawanan (elektroporesis) ian netralisasi muatan.
2. Kation ataupun ion hiiroksil membentuk sebuah eniapan iengan pengotor.
3. Interaksi kation logam iengan OH membentuk sebuah hiiroksiia iengan sifat
aisorbsi yang tinggi selanjutnya berikatan iengan polutan (briige coagulation).
4. Senyawa hiiroksiia yang terbentuk membentuk gumpalan (fok) yang lebih
5. Gas hyirogen membantu fotasi iengan membawa pollutan kelapisan bulk fok
ii permukaan cairan, (Holt P,2006).
2.3.3 Mekanisme Elektrokoagulasi
Apabila ialam suatu larutan elektrolit ii tempat iua elektroia ian iialiri arus listrik
searah, maka akan terjaii peristiwa elektrokimia yaitu gejala iekomposisi elektrolit,
yaitu ion positif (kation) bergerak ke anoia ian (anion) bergerak ke Anoia ian
menyerahkan elektron menerima elektron yang iioksiiasi. Sehingga membentuk fok
yang mampu mengikat kontaminan ian partikel-partikel ialam limbah. Elektrokoagulasi memiliki kemampuan untuk membersihkan berbagai polutan iengan
berbagai koniisi mulai iari: zat-zat paiat tersuspensi; logam berat; proiuk petroleum;
warna iari larutan yang menganiung pewarna; humus cair; ian iefuoriiasi air.
Mekanisme yang mungkin terjaii paia saat proses elektrokoagulasi berlangsung yaitu arus iialirkan melalui suatu elektroia logam, yang mengoksiiasi
logam (M) menjaii kationnya. Secara simultan, air tereiuksi menjaii gas hyirogen ian
ion hiiroksil (OH-). Dengan iemikian elektrokoagulasi memasukkan kation logam in
situ, secara elektrokimia, iengan menggunakan anoia yang iikorbankan (biasanya
aluminium atau besi). Kation terhiirolisis ii ialam air yang membentuk hiiroksiia
iengan spesies - spesies utama yang iitentukan oleh pH larutan. Kation bermuatan
tinggi meniestabilisasi setiap partikel koloii iengan pembentukan komplek
polihiirosiia polivalen. Komplek-komplek ini memiliki sifatsifat penyerapan yang
tinggi, yang membentuk agregat iengan polutan. Evolusi gas hiirogen membantu ialam
percampuran ian karenanya membantu fokulasi. Begitu fok iihasilkan, gas elektrolitik
menimbulkan efek pengapungan yang meminiahkan polutan ke lapisan fok-foam paia
2.4 Kelebihan ian Kekurangan Elektrokoagulasi
Menurut Purwaningsih (2008) ialam skripsi Moraiia Hasanah (2011) teriapat banyak
kelebihan ialam pengolahan air iengan metoie elektrokoagulasi, begitu pula iengan
kekurangannya, berikut ini penjelasan iari keiuanya. 2.4.1 Kelebihan Elektrokoagulasi
1. Elektrokoagulasi memerlukan peralatan seierhana ian muiah untuk iioperasikan.
2. Elektrokoagulasi lebih cepat mereiuksi kaniungan koloii/partikel yang paling
kecil, hal ini iisebabkan pengaplikasian listrik keialam air akan mempercepat
pergerakan mereka iiialam air iengan iemikian akan memuiahkan proses.
3. Gelembung-gelembung gas yang iihasilkan paia proses elektrokoagulasi ini
iapat membawa polutan ke atas air sehingga iapat iengan muiah iihilangkan.
4. Dapat memberikan efsiensi proses yang cukup tinggi untuk berbagai koniisi,
iikarenakan tiiak iipengaruhi temperatur 5. Tiiak iiperlukan pengaturan pH.
6. Tanpa menggunakan bahan kimia tambahan.
7. Eniapan yang terbentuk iari proses elektrokoagulasi lebih muiah iipisahkan
iari air
8. Dapat meminiahkan partikel – partikel koloii yang lebih kecil n. Dapat iiatur arus listriknya.
2.4.2 Kelemahan Elektrokoagulasi
Aiapun kekurangan iari proses elektrokoagulasi ini aialah:
1. Tiiak iapat iigunakan untuk mengolah cairan yang mempunyai sifat elektrolit
cukup tinggi iikarenakan akan terjaii hubungan singkat antar elektroia. 2. Besarnya reiuksi logam berat ialam cairan iipengaruhi oleh besar kecilnya arus
voltase listrik searah paia elektroia, luas sempitnya biiang kontak elektroia ian
jarak antar elektroia.
3. Elektroianya iapat terlarut sehingga iapat mengakibatkan terjaiinya oksiiasi
2.5 Plat Elektroia
Paia iasarnya, proses elektrokoagulasi merupakan pengembangan iari proses
elektrolisis yang menggunakan elektroia sebagai titik tumpu pengeniali prinsip kerja
system ini. Elektrolisis merupakan penguraian elektrolit oleh arus listrik searah iengan
menggunakan iua macam elektroia. Aiapun elektroia yang iigunakan yaitu berupa
katoia ian anoia. Dalam prosesnya, katoia bertiniak sebagai kutub negative. Paia
katoia terjaii reaksi reiuksi, yaitu kation (ion positif) yang iitarik oleh katoia ian akan
menerima tambahan elektron, sehingga bilangan oksiiasinya berkurang. Dalam prakteknya, katoia akan menghasilkan ion hyirogen yang mengangkat
berbagai fokulan yang terbentuk paia saat proses elektrokoagulasi berlangsung,
sehingga setelah proses elektrokoagulasi selesai, maka akan terlihat bercak – bercak
putih yang teriapat paia katoia tania iari keluarnya ion hyirogen paia bagian
tersebut.
Berbeia iengan katoia maka paia proses elektrolisis maupun elektrokoagulasi,
anoia berperan sebagai sebagai kutub negative. Paia anoia akan terjaii reaksi oksiiasi,
yaitu anion (ion negative) iitarik oleh anoia ian jumlah elektronnya akan berkurang
sehingga oksiiasinya bertambah. Maka hal inilah yang menyebabkan bahwa paia saat
proses elektrokoagulasi berlangsung, fokulan – fokulan yang terbentuk akan banyak
menempel paia anoia sebagai agen koagulan. 2.5.1 Reaksi paia Elektroia
Seperti yang telah iijelaskan paia subbab sebelumnya, teriapat iua macam reaksi yang
terjaii paia saat proses elektrokoagulasi berlangsung, yaitu reaksi oksiiasi ian reiuksi
yang terjaii paia plat yang berbeia, maka berikut ini penjelasan mengenai keiua reaksi
a. Reaksi Paia Katoia
Reaksi paia katoia aialah reiuksi paia kation. Sehingga yang akan menjaii pusat
perhatian hanyalah paia bagian kation saja.
1. Jika larutan menganiung ion – ion logam alkali, ion – ion logam alkali tanah,
ion logam +3 Al ian ion +2
Mg , maka ion – ion logam alkali ini iapat iireiuksi
iari larutan. Yang akan mengalami reiuksi aialah pelarut (air) ian terbentuk gas
hyirogen. Berikut reaksinya:
2 OH2 + 2e 2 −OH + 2H
2. Jika larutan menganiung asam, maka ion H iari asam akan iireiuksi menjaii
gas hyirogen paia katoia. 2 +H + 2e 2H
3. Jika larutan menganiung ion – ion lain, maka ion – ion logam ini akan iireiuksi
menjaii logamnya ian logam yang terbentuk itu iieniapkan paia permukaan
batang katoia, (Suaib, 1nn4). +2 Fe + 2e Fe
+2Mg + 2e Mg b. Reaksi Paia Anoia
1. Elektroia paia anoia, elektroianya iioksiia menjaii ionnya. Al +3 Al + 3e
Zn +2 Zn + 2e
2. Dalam sistem elektrokimia iengan anoia terbuat iari aluminium, beberapa
kemungkinan reaksi elektroia iapat terjaii sebagai berikut : Anoia : Al +3 Al + 3e
Katoia : 2 OH2 + 2e 2 −OH + 2H
2.5.2 Logam Aluminium
Aluminium merupakan salah satu logam anorganik yang iijumpai ialam air minum.
mempengaruhi kehiiupan air. Perannya tiiak bisa iihiniari karena senyawa-senyawa
aluminium iitambahkan bukan hanya ke suplai air tetapi juga kebanyak makanan ian
obat yang iiproses.
Aluminium merupakan unsure yang tiiak berbahaya. Perairan alami biasanya
memiliki kaniungan aluminium kurang iari 1,0 mg/L. Perairan asam (aciiic) memiliki
kaiar aluminium yang lebih tinggi. Untuk memelihara kehiiupan organism akuatik
sebaiknya tiiak lebih iari 0,005 g/L bagi perairan iengan pH <6,5. Kaiar aluminium
paia perairan biasanya sekitar 0,01 mg/L. Percobaan toksisitas aluminium terhaiap
avertebrata Chironomus anthrocinus menunjukkan bahwa kaiar aluminium 1mg/L paia
perairan iengan pH 3,5 – 6,5 tiiak mengakibatkan terjaiinya tingkat mortalitas.
Paia perairan yang bersifat asam (pH sekitar 4,4 – 5,4) aluminium bersifat lebih
toksik. Toksisitas aluminium maksimum terjaii paia pH 5,0 – 5,2. Diperairan,
aluminium (Al) biasanya terserap ke ialam seiimen atau mengalami presipitasi.
Aluminium ian bentuk oksiia aluminium bersifat tiiak larut. Akan tetapi, garam –
garam aluminium sangat muiah larut. Sumber aluminium aialah mineral aluminosilicate yang teriapat paia batuan ian tanah secara melimpah. Paia proses
pelapukan batuan, aluminium beraia ialam bentuk resiiu yang tiiak larut, misalnya
bauxite.
Aluminium banyak iigunakan ii pabrik kertas, iyes, penyamakan, ian
percetakan. Aluminium yang berupa alum (A�2(��4)3. 4�2�) iigunakan
sebagai
koagulan ialam pengolahan limbah. Aiapun aluminium juga merupakan salah satu
elektroia yang iapat iigunakan ialam proses elektrokoagulasi karena nilai
koniuktivitasnya yang cukup tinggi sehingga iianggap baik untuk menghantarkan
2.5.3 Pelarutan Logam ii Larutan
Paia proses elektrokoagulasi, penggunaan logam sebagai elektroia yang iialiri oleh
arus listrik akan menyebabkan sebagian iari kaniungan – kaniungan logam terlepas
paia air ian bahkan akan terlalut paia air itu seniiri. Jika iua elektroia iari logam,
misalnya Aluminium, iimasukkan ialam bejana iiisi air yang iiiestilisasikan, yang
satu iihubungkan iengan ujung positif iari sumber arus searah, yang lainnya iengan
ujungnya yang negatif, maka tiiak aia teriapat arus sama sekali. Jika seiikit asam
misalnya asam sulfat (H2SO4), atau soiium hyiroxiie (NaOH), atau Aluminium Sulfat
(Al2SO4), atau garam, maka larutan ini tahanannya cukup reniah sehingga arus iapat
mengalir.
Tahanan larutan itu tergantung paia konsentrasi ian paia temperatur. Larutan
yang menghantar arus listrik iisebut elektrolit, fenomena penghantaran yang iibarengi
oleh efek-efek kimia iisebut elektrolisa. Bejana iimana elektrolit ian elektroia-elektroia itu iisebut sel elektrolit. Elektroia-elektroia platina ii ialam larutan asam,
zat air akan iibentuk sebagai gelembung-gelembung gas paia elektroia negative ian
zat asam iibentuk ian iibebaskan sebagai gelembung - gelembung gas paia elektroia
positif.
Paia tahun 1833, Michel Faraiay mengamati bahwa air murni hampir
merupakan isolator yang sempurna ian larutan iari sesuatu bahan menghantar listrik.
Akibat aliran arus listrik searah ke ialam larutan elektrolit akan terjaii perubahan kimia
ialam larutan tersebut. Menurut Michael Faraiay (1834) lewatnya arus 1 F
mengakibatkan oksiiasi 1 massa ekivalen suatu zat paia suatu elektroia (anoia) ian
reiuksi 1 massa ekivalen suatu zat paia elektroia yang lain (katoia). Hukum Faraiay I: Massa zat yang timbul paia elektroia karena elektrolisis
Atau iapat iiartikan bahwa Hukum faraiay mengenai elektrolisa menjelaskan bahwa
jumlah gram massa ekivalen iari zat yang menempel, iibebaskan, larut, atau bereaksi
paia suatu elektroia sama iengan jumlah faraiay (n6.500 coul) iari muatan listrik yang
iipiniahkan melalui elektrolit. Jaii hukum Faraiay iapat iirumuskan sebagai berikut:
w ~ Q w ~ I.t Q
�= 𝑔𝑒� .� .𝑡�
�= � .� .𝑡� � (2.1)
w = massa zat yang iieniapkan (g). Q = jumlah arus listrik = muatan listrik (C) e = tetapan = (gek : F)
I = kuat arus listrik (A). t = waktu (it).
gek = massa ekivalen zat (gek) = 6,02 x 1023 e
Ar = massa atom relatif. n = valensi ion.
F = bilangan faraiay (n6 500 C)
2.6 Arus Paia Elektroia
Arus listrik aialah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Muatan
listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya. Paia zaman iulu,
Arus konvensional iiiefnisikan sebagai aliran muatan positif, sekalipun kita sekarang
tahu bahwa arus listrik itu iihasilkan iari aliran electron yang bermuatan negatif ke arah
yang sebaliknya. Satuan SI untuk arus listrik aialah ampere (A). Arus listrik aialah
besaran skalar karena baik muatan maupun waktu merupakan besaran skalar. Dalam
banyak hal sering iigambarkan arus listrik ialam suatu sirkuit menggunakan panah,
salah satunya seperti paia iiagram ii atas. Panah tersebut bukanlah vektor ian tiiak
membutuhkan operasi vektor.
tertentu. Arah arus listrik yang mengalir ialam suatu koniuktor aialah iari potensial
tinggi ke potensial reniah (berlawanan arah iengan gerak elektron). Satu ampere sama
iengan 1 couloumb iari electron melewati satu titik paia satu ietik.
Muatan listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya. Paia
zaman iulu, arus konvensional iiiefnisikan sebagai aliran muatan positif, sekalipun
kita sekarang tahu bahwa arus listrik itu iihasilkan iari aliran elektron yang bermuatan
negatif ke arah yang sebaliknya. Secara matematis, nilai arus listrik iapat iicari iengan
cara membaniingkan nilai iari beia potensial yang teriapat paia rangkaian iengan
nilai hambatan yang terjaii. Aiapun nilai iari arus listrik akan sebaniing iengan beia
potensial paia rangkaian tersebut. Berikut ini persamaan yang menyatakan hubungan
ketiga besaran tersebut. i = VR (2.2)
I : arus listrik (Ampere) V : tegangan (Volt) R : Resistansi (Ohm)
Menurut hukum ohm nilai resistansi R akan bergantung (berbaniing lurus) paia
panjang suatu bahan ian hambatan jenis ian berbaniing terbalik iengan luas
penampang bahan tersebut. Secara matematis iapat iitulis sebagai berikut.
R = ρlA (2.3) R : Resistansi (Ohm)
ρ : Hambatan jenis (Ohm.meter) l : Panjang bahan (meter)
A : Luas penampang (m2) 2.7 Pengaiukan
Pengaiukan (mixing) merupakan suatu aktivitas operasi pencampuran iua atau lebih zat agar iiperoleh hasil campuran yang homogen. Paia meiia fase cair, pengaiukan
iitujukan untuk memperoleh keaiaan yang turbulen (bergolak). Aplikasi paia biiang
teknologi lingkungan pengaiukan iigunakan untuk proses fsika seperti pelarutan bahan
ian iisinfeksi, proses biologis untuk mencampur bakteri ian air limbah. Proses pengaiukan sangat berpengaruh terhaiap proses fokulasi yaitu proses
penggabungan inti fok sehingga menjaii fok berukuran lebih besar. Pengaiukan paia
proses koagulasi merupakan suatu proses pemberian energi agar terjaii tumbukan antar
partikel tersuspensi ian koloii agar terbentuk gumpalan (fok) sehingga iapat
iipisahkan melalui proses pengeniapan ian penyaringan.
Partikel ian koloii yang iihasilkan iari proses elektrokoagulasi paia umumnya
bermuatan listrik sama yang menyebabkan terjaiinya tumbukan antar partikel (terjaii
gerak Brown). Hal ini berakibat terjaiinya suatu suspense yang sangat stabil. Flokulator
umumnya iibuat secara seri seiring penurunan kecepatan putaran agar iiperoleh
pencampuran sempurna, yaitu partikel iapat saling berkontak, sehingga iiperoleh hasil
akhir yang memuaskan.
2.7.1 Jenis Pengaiukan
Jenis pengaiukan ialam pengolahan air iapat iikelompokkan beriasarkan kecepatan pengaiukan ian metoie pengaiukan. Beriasarkan metoienya, pengaiukan iibeiakan menjaii pengaiukan mekanis, pengaiukan hiirolisis, ian pengaiukan pneumatic.
a. Pengaiukan Mekanis
Pengaiukan mekanis aialah metoie pengaiukan iengan menggunakan alat
pengaiuk berupa impeller yang iigerakkan iengan motor bertenaga listrik.
Umumnya pengaiukan mekanis teriiri iari motor, poros pengaiuk, ian gayung
pengaiuk (impeller). b. Pengaiukan Hiirolisis
Pengaiukan hiirolisis aialah pengaiukan yang memanfaatkan gerakan air
hiirolik yang iihasilkan iari suatu aliran hiirolik. Energi hiirolik iapat berupa
energy gesek, energy potensial (jatuhan) atau aianya lompatan hiirolik ialam
suatu aliran.
c. Pengaiukan Pneumatis
Pengaiukan pneumatic aialah pengaiukan yang menggunakan uiara (gas)
berbentuk gelembung yang iimasukkan keialam air sehingga menimbulkan
gerakan pengaiukan. Injeksi uiara bertekanan ke ialam suatu baian air akan
menimbulkan turbulensi, akibat lepasnya gelembung uiara ke permukaan air.
Makin besar tekanan uiara, kecepatan gelembung uiara yang iihasilkan makin
besar ian iiperoleh turbulensi yang makin besar pula.
Jenis pengaiukan ialam pengolahan air iapat iikelompokkan beriasarkan kecepatan
pengaiukan ian metoie pengaiukan. Beriasarkan kecepatan pengaiukan iibeiakan
menjaii pengaiukan cepat ian pengaiukan lambat. a. Pengaiukan Cepat
Tujuan pengaiukan cepat ialam pengolahan air aialah untuk menghasilkan
turbulensi air sehingga meniispersikan bahan kimia yang akan iilarutkan ialam
air. Secara umum, pengaiukan cepat aialah pengaiukan yang iilakukan paia
graiient kecepatan berkisar antara 100 hingga 1000 per menit. Pengaiukan
cepat ini haruslah iilakukan paia aliran air yang menghasilkan energi hiirolik
yang besar. Maka ialam hal ini iapat iilihat iari besarnya kehilangan energi
atau perbeiaan muka air b. Pengaiukan Lambat
Tujuan pengaiukan lambat ialam pengolahan air aialah untuk menghasilkan
penggumpalan. Graiien kecepatan iiturunkan secara perlahan agar gumpalan
yang telah terbentuk tiiak pecah lagi ian berkesempatan untuk bergabung
iengan yang lain membentuk gumpalan yang lebih besar. Penggabungan inti
gumpalan sangat tergantung paia karakteristik fok ian nilai graiient kecepatan.
Dalam hal mekanis, pengaiukan iapat iilakukan iengan menggunakan beberapa
konfgurasi. Diantaranya aialah konfgurasi iasar, iaun, gerbang, jari maupun helix.
Namun yang lebih sering iigunakan aialah pengaiukan iengan konfgurasi iasar, hal
ini iisebabkan karena konfgurasi ini iapat melakukan pengaiukan cepat maupun
pengaiukan lambat.
2.8 pH
pH ( Power of Hyirogen ), aialah ierajat keasaman yang iigunakan untuk menyatakan
tingkat keasaman atau kebasaan (alkalis), yang iimiliki oleh suatu larutan. Derajat
keasaman ini iiiefnisikan sebagai kologaritma aktivitas ion hiirogen yang terlarut.
Koefsien aktivitas ion hiirogen tiiak iapat iiukur secara eksperimental, sehingga
nilainya iiiasarkan paia perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia
bersifat relatif terhaiap sekumpulan larutan staniar yang pH-nya iitentukan
beriasarkan persetujuan internasional.Air murni bersifat netral, iengan pH-nya paia suhu 25 °C iitetapkan sebagai7,0. Jika suatu larutan memiliki nilai pH yang kurang iaripaia tujuh maka larutantersebut bersifat asam yang biasanya teriapat paia larutan – larutan ataupun air ii iaerah sekitar rawa maupun lahan gambut yang tiiak layak untuk minum ian larutan iengan pH lebih iaripaia tujuh iikatakan bersifat basa atau alkali. Pengukuran pH
sangatlah penting ialam biiang yang terkait iengan kehiiupan atau iniustri pengolahan
kimia seperti kimia, biologi, keiokteran, pertanian, ilmu pangan, rekayasa (keteknikan),
2.n Warna
Warna timbul akibat suatu bahan terlarut atau tersuspensi ialam air, ii samping aianya
bahan pewarna tertentu yang kemungkinan menganiung logam berat. Warna perairan
biasanya iikelompokkan menjaii iua, yaitu warna sesungguhnya (true color) ian warna
yang tampak (apparent color). Warna sesungguhnya aialah warna yang hanya
iisebabkan oleh bahan – bahan kimia terlarut. Paia penentuan warna sesungguhnya,
bahan – bahan tersuspensi yang iapat menyebabkan kekeruhan iipisahkan terlebih
iahulu. Warna tampak aialah warna yang tiiak hanya iisebabkan oleh bahan terlarut,
tetapi juga oleh bahan tersuspensi.
Warna iapat iiamati secara visual (langsung) ataupun iiukur beriasarkan
platinum kobalt (Pt Co) iengan membaniingkan warna air sampel ian warna staniar.
Intensitas warna cenierung meningkat iengan meningkatnya nilai pH. Warna perairan
paia umumnya iisebabkan oleh partikel koloii bermuatan negative sehingga
penghilangan warna iiperairan iapat iilakukan iengan penambahan koagulan yang
bernilai positif misalnya aluminium ian besi. Warna iapat menghambat penetrasi
cahaya keialam air ian mengakibatkan terganggunya proses fotosintesi. 2.10 Kekeruhan
Kekeruhan air tergantung paia warna. Kekeruhan merupakan ukuran transpari perairan yang iitentukan secara visual . Kekeruhan menggambarkan sifat optic air yang
iitentukan beriasarkan banyaknya cahaya yang iiserap ian iipancarkan oleh bahan –
bahan yang teriapat ialam air. Kekeruhan iisebabkan oleh aianya bahan organic ian
anorganik yang tersuspensi ian terlarut (misalnya lumpur ian pasir halus) maupun
bahan organic ian anorganik yang berupa plankton ian mikroorganisme lain.
Kekeruhan sering iiukur iengan metoie Nephelometric. Paia metoie ini sumber
cahaya iilewatkan paia sampel ian intensitas cahaya yang iipantulkan oleh bahan –
bahan penyebab kekeruhan yang iiukur iengan menggunakan suspense polimer
formazin sebagai larutan staniar.
Satuan kekeruhan yang iiukur iengan metoie nephelometric aialah nephelometric turbiiity unit. Paiatan tersuspensi berkorelasi positif iengan kekeruhan.
Semakin tinggi nilai paiatan tarsuspensi, nilai kekeruhan jga akan menjaii semakin
tinggi. Kekeruhan paia perairan yang tergenang misalnya paia ianau, lebih banyak
iisebabkan oleh bahan tersuspensi berupa koloii ian partikel – partikel halus.
Seiangkan kekeruhan paia saungai paia saat banjir lebih banyak iisebabkan oleh
bahan – bahan tersuspensi yang berukuran lebih besar, yang berupa lapisan permukaan
tanah yang terbawa oleh aliran air paia saat hujan 2.11 Suhu
Suhu suatu baian air iipengaruhi oleh musim, lintang (latituie), ketinggian iari
permukaan laut (altituie), waktu ialam hari, sirkulasi uiara, penutupan awan, ian aliran
serta keialaman baian air. Perubahan suhu berpengaruh terhaiap proses fsika, kimia,
ian biologi baian air.
Peningkatan suhu juga mengakibatkan penurunan kelarutan gas ialam air. Selain
itu peningkatan suhu juga menyebabkan peningkatan kecepatan metabolisme ian
selanjutnya mengakibatkan peningkatan konsumsi oksigen. Cahaya matahari yang
masuk ke perairan akan mengalami penyerapan ian perubahan menjaii energy panas.
Proses penyerapan cahaya ini berlangsung secara lebih intensif paia lapisan atas
sehingga lapisan atas perairan memiliki suhu yang lebih tinggi ian iensitas yang lebih
Daya Hantar Listrik atau koniuktivitas aialah gambaran numeric iari kemampuan air
untuk meneruskan aliran listrik. Oleh karena itu, semakin banyak garam – garam
terlarut yang iapat terionisasi, semakin tinggi pula nilai DHL. Reaktivitas, bilangan
valensi, ian konsentrasi ion – ion pelarut sangat berpengaruh terhaiap nilai DHL.
Asam, basa, ian garam merupakan penghantar listrik yang baik (koniuktor)
seiangkan bahan organic, misalnya sukrosa ian benzene yang tiiak iapat mengalami
iisosiasi merupakan penghantar listrik yang jelek. Perairan laut memiliki nilai DHL
yang sangat tinggi karena banyak menganiung garam terlarut.
Parameter yang menggambarkan karakteristik kimia iari air aialah koniuktivitas. Koniuktivitas larutan aialah ukuran kemampuan larutan tersebut untuk
menghantarkan arus listrik. Arus listrik iialirkan oleh ion-ion ialam larutan, oleh
karena itu koniuktivitas meningkat apabila konsentrasi ion meningkat. Perbeiaan
koniuktivitas iipengaruhi oleh komposisi, jumlah ion terlarut ian salinitas suhu. Tinggi
reniahnya iaya hantar listrik paia air iapat menunjukkan banyaknya jumlah logam
yang terlarut ialam air.
Nilai koniuktivitas suatu bahan juga iapat iiperhitungkan iengan menggunakan
persamaan sebagai berikut. σ= 1ρ (2.4)
iengan :
σ : koniuktivitas suatu bahan (Ω-1 m-1)
ρ : resistivitas jenis bahan (Ω.m)
Air murni aialah air yang bebas kaniungan ion bebas sehingga tiiak menghantarkan listrik. Namun, pengertian untuk air yang layak konsumsi bagi kita
manusia justru bukan air murni, tapi air murni iengan sifat koniuktiftas paia taraf
wajar. Karena sifat koniuktiftas wajar ini iiperlukan bagi metabolisme tubuh kita.
1. Larutan elektrolit
a. Dapat menghantarkan iaya listrik b. Terjaii proses ionisasi
c. Lampu menyala iengan terang 2. Larutan non- elektrolit
a. Tiiak iapat menghantar arus listrik b. Tiiak terjaii ionisasi
c. Lampu menyala reiupDaya Hantar Listrik (DHL) iapat iipakai sebagai iniikator
tingkat pencemaran parameter inorganik (terutama mineral terlarut). DHL juga
merupakan parameter yang menunjukkan tingkat salinitas iari suatu baian air yang
berpengaruh terhaiap kehiiupan makhluk hiiup, pemanfaatan air baku, ian korosiftas.
