Bab 1 Laporan Kitik.docx

2.1 Topik 1 1. Dapatkah anda menjelaskan bagaimana dampak bahaya dari pembuangan limbah batik ke perairan pemukiman? Kandungan apa saja yang memilki potensi bahaya, yang dihasilkan dari limbah industri batik ini? Dampaknya yakni mengganggu kehidupan organisme akuatik. Kehidupan akuatik semakin jarang ditemui di lingkungan perairan. Hal ini ditandai dengan jarangnya komunitas ikan-ikan kecil maupun organisme akuatik lainnya karena berkurangnya jumlah oksigen terlarut di dalam air, sebagian besar oksigen digunakan oleh bakteri untuk melakukan proses pengolahan limbah dalam sungai.

Keberadaan logam berat Cr dan timbal Pb dalam limbah cair batik yang terkandung dalam sungai menjadi indikasi bahwa perairan tersebut memiliki potensi bahaya. Krom dalam tubuh biasanya berada dalam keadaan sebagai ion Cr3+. Krom dapat menyebabkan kanker paru-paru, kerusakan hati (liver) dan ginjal. Jika terjadi kontak dengan kulit, dapat menyebabkan iritasi dan jika tertelan dapat menyebabkan sakit perut dan muntah. Sedangkan timbal dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui pernafasan, pemaparan maupun saluran pencernaan.

Penyebab logam berat menjadi bahan pencemar yang berbahaya karena logam berat tidak dapat dihancurkan (nondegradable) oleh organisme hidup dan terakumulasi ke lingkungan, terutama mengendap di dasar perairan membantu senyawa kompleks bersama bahan organik dan anorganik secara absorbsi dan kombinasi. Logam-logam berat tersebut akan menimbulkan masalah lingkungan karena unsur-unsur itu tidak terurai selamanya ( Syarifah, dalam Susanto, 2004:2 ).

2. Apa yang anda ketahui tentang zat warna dalam proses pembuatan batik? Menurut Daranindra 13 (2010), adapun zat warna yang biasa digunakan untuk mewarnai batik adalah: a. Zat warna reaktif

Gambar 1. Zat warna reaktif (reactive dyes)

Sumber http://www.roopdyes.com/what-is-reactive-dyes.html Zat warna reaktif umumnya dapat bereaksi dan mengadakan ikatan langsung dengan serat sehingga merupakan bagian dari serat tersebut. Salah satu zat warna reaktif yang saat ini sering digunakan dalam pewarnaan batik adalah remazol. Ditinjau dari segi teknis, pewarnaan batik dengan remazol dapat digunakan dengan cara pencelupan, coletan maupun kuwasan. Zat warna ini memiliki sifat larut dalam air, mempunyai warna yang brilliant dengan ketahanan luntur yang baik, daya afinitasnya rendah. b. Zat warna indigosol

Gambar 2. Zat warna indigosol (arlovat) Sumber : Alibaba.com Zat warna indigosol adalah jenis zat warna bejana yang larut dalam air. Larutan zat warna ini merupakan suatu larutan berwarna jernih. Pada saat kain dicelupkan ke dalam larutan zat warna, belum diperoleh warna yang diharapkan. Setelah dimasukkan ke dalam larutan asam (HCl atau H2SO4) akan diperoleh warna yang dikehendaki. Indigosol memiliki rumus molekul C16H10N2Na2O8S2 dengan struktur kimia seperti pada Gambar 5: Gambar 5. Struktur Kimia Indigosol (Sumber: Timar-Balazsy dan Eastop, 2011) 14 c. Zat warna naphtol

Gambar 3. Zat Naphtol Sumber : http://www.nitindyechem.com/red-naphthyl-dyes.html Zat warna ini merupakan zat warna yang tidak larut dalam air. Untuk melarutkannya diperlukan zat pembantu kostik soda. Pencelupan napthol dikerjakan dalam 2 tingkat. Pertama pencelupan dengan larutan naphtol, pada pencelupan pertama belum diperoleh warna. Kemudian pencelupan tahap kedua dengan larutan garam diazodium akan diperoleh warna yang dikehendaki.

d. Zat warna rapid Zat warna ini adalah naphtol yang telah dicampur dengan garam diazodium dalam bentuk yang tidak dapat bergabung. Untuk memperoleh warna yang dikehendaki, difiksasi dengan asam sulfat. 3.

Dalam bacaan diatas dikatakn bahwa limbah tekstil biasanya dihasilkan dalam skala besar, sehingga terkadang beberapa metode konvensional yang ada menjadi tidak menguntungkan. Mengapa demikian? Umumnya setiap pabrik menghasilkan limbah, limbah tersebut akan diolah agar tidak berbahaya terhadap lingkungan dengan suatu zat kimia. Beberapa kekurangan zat kimia ini ialah hasil pengolahan limbah yang memiliki sifat resisten untuk dihancurkan/di-degradasi dan akhirnya menyebabkan masalah baru bagi lingkungan. Hal itu disebabkan beberapa produk hasil pengolahan limbah tidak bisa diurai menjadi molekul sederhana. Walaupun bisa, dibutuhkan sistem pengolahan limbah dalam beberapa langkah. Terlebih lagi, hasil produk pengolahan limbah merupakan zat yang karsinogenik.

4.

Dapatkah anda menjelaskan metode-metode pengolahan limbah cair industri yang ada saat ini? Pengolahan limbah batik dapat dilakukan dengan 3 cara: a. Pengolahan Aerob Salah satu pengolahan secara biologi adalah dengan proses aerob menggunakan lumpur aktif. Pengolahan limbah cair secara biologis dengan menggunakan lumpur aktif pada dasarnya adalah pengolahan terhadap limbah cair sehingga memenuhi syarat bagi perkembangbiakan mikroorganisme ”bakteri” sebagai decomposer benda-benda organik yang terlarut dalam air dan membentuk lumpur aktif (activated slugde) dapat digunakan kembali untuk mengolah air yang masuk ke instalasi pengolahan. Bakteri merupakan kelompok mikroorganisme yang mampu melaksanakan proses metabolisme benda-benda organik sehingga merupakan bagian yang terpenting dalam rantai makanan dan pengolahan air limbah. b. Pengolahan Secara Anaerob Pada prinsipnya proses pengolahan secara anaerob adalah mengubah bahan organik dalam limbah cair menjadi methane dan karbon monoksida tanpa adanya oksigen. Perubahan ini dilakukan dalam dua tahap dengan dua kelompok bakteri yang berbeda. Pertama, zat organik diubah menjadi asam organik dan alkohol yang mudah menguap. Kedua, melanjutkan perombakan senyawa asam organik menjadi methane. Zat methane tidak dapat menarik oksigen. Agar proses pembusukan anaerobik berfungsi sangat memuaskan kadang-kadang ditambahkan nitrogen dan fosfor. Selama proses operasi, udara tidak boleh masuk. Masuknya udara akan mempercepat produksi asam organik, menambah karbondioksida tetapi mengurangi methane. c. Pengolahan Secara Koagulasi dan Flokulasi Koagulasi merupakan pengadukan secara cepat untuk menggabungkan koagulan dengan air sehingga didapat larutan yang homogen. Koagulasi disebabkan oleh ion – ion yang mempunyai muatan berlawanan dengan muatan partikel koloid. Ion – ion tersebut berasal

dari koagulan. Penambahan ion – ion yang mempunyai muatan yang berlainan akan menimbulkan ketidakstabilan partikel koloid. Koagulan adalah bahan kimia yang mempunyai kemampuan menetralisasi muatan partikel koloid dan mampu untuk mengikat partikel koloid tersebut membentuk gumpalan flok. Efektivitas dari kerja koagulan tersebut tergantung pH dan dosis dari pemakaian dan sifat air limbah.

5. Apakah anda menjelaskan komponen-komponen penting dari proses elektrolisis senyawa organik yang harus diperhatikan agar reaksinya berlangsung lebih efisien dan ekonomis. Komponen-komponen yang harus ada dalam proses elektrolisis adalah wadah, elektroda yang berasal dari sumber energi atau baterai, elektrolit yang berupa larutan ataupun cairan yang dapat menghantarkan arus listrik bolak balik (AC), dan sumber arus searah eksternal yang berasal dari baterai ataupun bisa juga berasal dari aki. Sedangkan faktor yang menentukan reaksi kimia pada elektrolisis adalah kereaktifan dari elektrolit yang berbeda-beda. Arus listrik yang digunakan akan mendesak elektron sehingga senyawa organik yang ada akan berlangsung secara efisien dan ekonomis dan berlangsung secara spontan. Dalam proses elektrolisis, yang meningkatkan efisiensi dari proses adalah penambahan elektrolit seperti garam, asam, ataupun basa. Selain penambahan elektrolit, penggunaan elektrokatalis juga dapat membuat proses elektrolisis menjadi lebih efisien. 6. Apa yang membedakan proses elektrolisis dengan proses dalam sel volta? Bagaimana ciri-ciri yang khas dari keduanya? Perbedaan antara proses elektrolisis dan proses dalam sel volta antara lain:  Perubahan energi. Sel volta mengubah energi kimia menjadi energi listrik, sedangkan sel elektrolisis mengubah energi listrik menjadi energi kimia.  Terjadinya reaksi redoks. Pada sel volta reaksi redoks terjadi secara spontan begitu batang logam dimasukkan ke dalam sel. Sebaliknya pada sel elektrolisia reaksi redoks hanya terjadi ketika arus listrik dilewatkan pada sel ini.  Pembagian sel. Pada sel volta, bagiannya terdiri dari dua bagian terpisah yang dihubungkan dengan pori-pori. Sementara sel elektrolisis hanya memiliki satu bagian di mana sel kimia yang akan mengalami elektrolisis ditempatkan.  Sifat anoda dan katoda. Pada sel volta, anoda bersifat negatif dan katoda bersifat positif. Hal sebaliknya terjadi pada sel elektrolisis. Pada sel elektrolisis, anoda bersifat positif dan katoda bersifat negatif.  Asal elektron. Pada sel volta elektron berasal dari laurtan atau senyawa yang mengalami oksidasi. Sementara itu pada sel elektrolisis, elektron berasal dari sumber arus listrik. Sehingga sel elektrolisis bergantung pada sumber listrik di luar sel agar bisa terjadi reaksi kimia. 7. Bagaimana anda menentukan konstanta kesetimbangan dan kespontanan dalam suatu sel/reaksi elektrokimia? Berikan contoh perhitungan terkait ini.

kesetimbangan reaksi sel. Pada kesetimbangan reaksi kimia tidak melakukan kerja sehingga besarnya beda potensial antara kedua elektroda adalah nol sehingga

Contoh soal: Besar beda potensial (DGL) untuk sel Zn │ Zn Cl2 (0,05 M) ││ Ag Cl (s), Ag adalah 1,015 volt pada suhu 298 K. a. Tulislah reaksi selnya b. Hitung energi bebas gibbs nya c. Hitung tetapan kesetimbangan

Jawab: Sel Zn │ Zn Cl2 (0,05 M) ││ Ag Cl (s), Ag dapat dituliskan dalam bentuk persamaan reaksi :

8

b. Menghitung energi bebas gibbs Suatu reaksi dapat dikatakan spontan apabila memenuhi persyaratan termodinamika, yaitu energi bebas Gibbsnya (∆𝐺0) sama dengan nol. Nilai ∆𝐺0 dapat ditentukan dari potensial standar sel seperti rumus diatas. Dengan demikian, dapat ditarik kesimpulan bahwa bila suatu sel mempunyai 𝐸0𝑠𝑒𝑙 positif, maka ∆𝐺0 akan negatif dan reaksinya spontan. Jadi pada soal ini reaksi ini dapat disimpulkan berlangsung secara spontan. c. Penentuan tetapan kesetimbanga

8. Logam Cd termasuk salah satu contoh logam berat yang terkandung dalam limbah cair industri batik. Jika dalam suatu percobaan dilakukan elektrolisis terhadap 2L larutan CdSO4 dengan menggunakan arus sebesar 10 A selama selama 5 jam. Maka bagaimana Anda menentukan : (a) massa logam Cd di katoda (b) Volume gas yang dihasilkan di anoda (STP) dan (c) pH larutan setelah elektrolisis Diketahui : -V:2L - t : 18000 sekon - Ar S : 32

- I : 10 A - Ar Cd : 112 - Ar O : 16

Ditanya : a. Massa Cd dari katoda b. Volume (STP) dari Anoda c. pH larutan setelah elektrolisis CdSO4 → Cd2+ + SO42-

Katode : Cd2+ + 2e → Cd Anode : 2H2O → O2 + 4H+ + 4e a) Massa logam Cd di katode 𝑒𝑖 𝑡 𝑤= 96500

𝑤 =

112,41 . 2 .10.5.60.60 96500 3

w = 104,83 gram Cd (b) Volume STP di anode (1)… Mol Cd 104,83 𝑔𝑟/ 112,4 𝑚𝑟 = 0, 93 mol (2)… Mol O2 1 Mol Cd = 0,465 mol 2

(3)… Volume gas di Anoda (O2) STP 0,465 mol × 22,4 Liter = 10,416 Liter STP

(c) pH larutan setelah elektrolisis 𝒎𝒐𝒍 𝑯+ = 𝟒 × 𝒎𝒐𝒍 𝑶𝟐 (1)… 𝒎𝒐𝒍 𝑯+ = 4 × 0,465 mol = 1,86 𝑚𝑜𝑙 (2)… M = n / V M = 1,86 mol / 2 liter M = 0,93 Molar

(3)... − 𝐥𝐨𝐠[𝑯+] 𝒑𝑯 − log[0,92] 𝒑𝑯 pH = 𝟎.𝟎𝟑

Daftar Pustaka Purba, M. 2006. Kimia Kelas XII SMA KTSP 2006. Chang, R. 2010. Chemistry 10th Edition Raymond Chang

Parumasari, I.R. 2017. Isolasi dan Identifikasi Bakteri Pendegradasi Warna (Dekolorisasi) Pada Limbah Pewarnaan Batik di Sokaraja Kabupaten Banyumas. Universitas Muhammadiyah Purwokerto

Anonim., 2001. Water Environment Management in Japan. Water Environment Department Environmental Management Bureau, Ministry of the Environment.

Metcalf and Eddy., 1991. Wastewater Engineering: Treatment, Disposal and Reuse, 3rd Eddition. Singapore: McGraw-Hill Book Co.