Pengaruh Ferri Sulfat Dan Zeolit Dalam Proses Penurunan Kadar Besi dan Mangan Di Dalam Air Gambut Dengan Metode Elektrokoagulasi

LAMPIRAN 2 GAMBAR ALAT

Hotplate stirrer Adaptor Lempengan Aluminium

Rangkaian Alat Elektrokoagulasi Rangkaian Bejana Filtrasi

Air gambut sebelum dielektrokoagulasi Air setelah dielektrokoagulasi

Air Hasil

Elektrokoagulasi _Pasir

Kerikil Ijuk

Air Jernih

DAFTAR PUSTAKA

Agmalini, S., Lingga N. N., and Nasir, S. 2013. Peningkatan Kualitas Air Rawa Menggunakan Membran Keramik Berbahan Tanah Liat Alam dan Abu Terbang Batubara. Palembang: Universitas Sriwijaya.

Ardhani, A.F. 2007. Penanganan Limbah Cair Rumah Pemotongan Hewan Dengan Metode Elektrokoagulasi. Semarang : Universitas Diponegoro.

BSN, SNI 06-6989.4-2004, Air dan Air Limbah – Bagian 4 : Cara Uji Besi (Fe) Dengan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) – Nyala, Badan Standarisasi Nasional (BSN).

BSN, SNI 06-6989.5-2004, Air dan Air Limbah – Bagian 5 : Cara Uji Mangan (Mn) Dengan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) – Nyala, Badan Standarisasi Nasional (BSN).

Cotton, F. Albert. 2007. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: Universitas Indonesia

Duan, J., and Gregory, J. 2003. Coagulation by Hydrolysing Metal Salts. Advances in Colloid and Interface Science 100-102, pp 475-502

Effendi, Hefni. 2003. Telaah Kualitas Air. Yogyakarta : Kanisius, hal 61- 62.

Elfiana dan Zulfikar. 2013. Penurunan Konsentrasi Organik Air Gambut Ecara AOP (Advanced Oxidation Processes) Dengan Fotokimia Sinar Uv Dan Uv-Peroksidasi.

Banda Aceh.

Fitria, D. 2008. Penurunan Warna dan Zat Organik Air Gambut dengan Cara Two Staged Coagulation. Bandung : Digital Library ITB.

Gasim, M.B., B.S. Ismail, E. Toriman, S.I. Mir and C.C. Tan. 2007. A Physico-Chemical Assessment ofthe Bebar River. Malaysia: Global J.Environment, pp 7-11.

Gandjar, G.I., Rohman, A. 2008. Kimia Farmasi Analisis. Pustaka Pelajar. Yogyakarta.

Greenberg, A.E. 1985. Standart Methods For The Examination of Water and Wastewaters. Sixteenth Edition. Washington DC : American Public Health Association.

Harjanto, S. 1983. Bahan Galian Zeolit : Penggunaan dan Penyebarannya di Indonesia. Dirjen Pertambangan Umum. Departemen Pertambangan dan Energi. Bandung.

H. Liu, X. Zhao and J. Qu. 2010. Electrocoagulation in Water Treatment. Electrochemistry for the environment.New York : Springer, pp. 245−262.

Holt, P. K., Barton, G.W., and Mitchell, C.A. 2001. The Role of Current in

Determining Pollutant Removal in a Batch Electrocoagulation Reactor, in 6th World Congress of Chemical Engineering. Conference Media CD. Melbourne,Australia.

Keller, G.E. dan Anderson, R.A. 1987. Handbook of Separation Process Technologi. Jhon Willey and Sons. New York.

Khopkar, S.M. 2008. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press.Risdianto, Dian. 2007.Optimisasi Proses Koagulasi Flokulasi untuk Pengolahan Air Limbah Industri Jamu (Studi Kasus PT. Sido Muncul). Program Pascasarjana Universitas Diponegoro, Semarang.

Kusnaedi. 2006. Mengolah Air Gambut dan Kotor untuk Air Minum. Jakarta: Penebar Swadaya. Hal. 17-20.

Menkes. 2002. Kepmenkes RI No 907 / Menkes / SK /VII/ 2002 : Tentang Syarat – syarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum.

Moreno-Casillas, H.A., Cocke, D.L., Gomes, J.A.G., Morkovsky, P., Parga, J.R.,

Peterson, E. 2007. Electrocoagulation Mechanism for COD Removal. Separationand Purication Technology 56, pp 204-211.

Montgomery, J.M., 1985.Water Treatment Principles and Design. USA: John Wileyand Sons Inc.

N.I. Said dan W. Widayat. 2010. Teknologi Pengolahan Air Gambut Sederhana.

Novita, E. 2008.Penurunan Intensitas Warna Air Gambut Menggunakan Cangkang Telur

Sebagai Problem-Based Learning Pembelajaran Kimia. Bandung : Digital Library

ITB.

Pinem, J.A. dan Fauzi. 2004. Pemanfaatan Teknologi Membran untuk Pengolahan Air

Gambut menjadi Air Bersih. Laporan Penelitian. Pekanbaru : Fakultas Teknik

Universitas Riau.

Risdianto, Dian. 2007. Optimisasi Proses Koagulasi Flokulasi untuk Pengolahan Air Limbah Industri Jamu (Studi Kasus PT. Sido Muncul). Program Pascasarjana Universitas Diponegoro, Semarang.

Salimin, M.I., S. Gandaseca, O.H. Ahmed and N.M.A. Majid, 2010. Comparison of Selected ChemicalProperties of Peat Swamp Soil Before and AfterTimber Harvesting. Journal of Environmental Science, pp 164-167.

Stevenson, F.J.1994. Humus Chemistry : Genesis, Composition, Reactions. Second Edition. USA : John Willey and Sons, pp 24-33

Susilawati, Alfian, Z., Zarlis, M., and Nainggolan, H. 2009. Model Peat Water

Treatment for People Compsumption With Electrocoagulation Method, International Seminar on Chemistry And Polymer 2009. Book of SeminarProgramme & Abstracts. Medan : Tiara Convention Centre.

Suzuki Y., Kuma K., Kudo I., Hasebe K. & Matsunaga K.1992. Existence of Stable Fe(II) Complex in Oxic River Water and Its Determination. Water Res., pp 1421–1424.

S. Syafalni. 2013. Peat Water Treatment Using Combination of Cationic Surfactant Modified Zeolite, Granular Activated Carbon, and Limestone. Modern Applied Science; Vol. 7, No.2. Malaysia : Canadian Center of Science and Education.

Tan, Kim Howard.1982. Principles of Soil Chemistry. New York : Marcel – Dekker, Inc., pp 48-58.

Shevla, G.1979. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Jakarta : PT. Kalman Media Pustaka

Wagner, E.G., Pinhiero, R.G. 2001. Upgrading Water Treatment Plants. New York : Spon Press, pp. 228-236.

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Alat

Nama Alat Ukuran Merk

Gelas Ukur 50 ml Pyrex

Gelas Beaker 1000 ml Pyrex

Neraca Analitis Radwag

Pengaduk Magnetik

Hotplate Stirer Cimarec

Cawan Porselin

Oven 2000 C Kris

Desikator Corong Kaca

Adaptor 3-13,8 V/10 A BST-ech

Pipet tetes Spatula

Kabel Tembaga

Tanur 11000 C Fisher

Termometer 360oC Boeco

Penjepit Buaya

Lempengan Aluminium

Indikator Universal Merck

Labu Takar 100 ml Pyrex

Kertas Saring Biasa

Spektrofotometer Serapan Atom Varian AA 240 FS Selang

3.2. Bahan

H2SO4 (p) p.a E’Merck

Zeolit Air Gambut Tawas 17% Akuades

Fe2(SO4)3 p.a. E’Merck

Ijuk Kerikil Pasir

HNO3 (p) p.a. E’Merck

Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O p.a. E’Merck

KMnO4 p.a. E’Merck

3.3. Prosedur Penelitian

3.3.1. Pembuatan Larutan H2SO4 4 N

Sebanyak 54,3 ml H2SO4 98% dipipet lalu dipindahkan kedalam labu takar 500 ml melalui dinding secara perlahan-lahan lalu diencerkan dengan akuades sampai garis tanda.

3.3.2. Pembuatan Larutan Fe2(SO4)3 1000 ppm

Sebanyak 0,496 gram Fe2(SO4)3 dimasukkan kedalam labu takar 100 ml lalu diencerkan dengan akuades sampai garis tanda.

3.3.3. Pengaktifan Zeolit

Sebanyak 100 gram serbuk zeolit 200 mesh dikeringkan dalam oven pada suhu 1100C. Setelah itu didinginkan dan dimasukkan kedalam gelas beaker lalu ditambahkan dengan 500 ml H2SO4 4N. Kemudian dipanaskan diatas hotplate pada suhu 600C sambil diaduk dengan stirrer selama 1 jam. Selanjutnya disaring lalu dicuci dengan akuades sampai pH netral kemudian dikeringkan didalam oven pada suhu 1050C selama 3 jam. Setelah kering, kemudian didinginkan dan disimpan ke dalam desikator.

3.3.4. Pembuatan Larutan Standar Ion Besi (Fe)

3.3.4.1. Pembuatan Larutan Induk Ion Besi (Fe) 1000 mg/l dari Kristal Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O

Kedalam labu takar 1000 ml yang berisi 50 ml aquadest ditambahkan 20 ml H2SO4 (p) kemudian dilarutkan ke dalamnya 7, 0225 gram Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O, ditambahkan larutan KMnO4 0,1 N setetes demi setetes (warna merah muda tetap ada) kemudian diencerkan sampai garis tanda sehingga diperoleh larutan induk ion besi (Fe) 1000 mg/L.

3.3.4.2. Pembuatan Larutan Baku Ion Besi (Fe) 100 mg/l

Sebanyak 10 ml larutan induk ion besi (Fe) 1000 mg/l dipipet, lalu dimasukkan kedalam labu takar 100 ml, kemudian diencerkan dengan akuades sampai garis tanda.

3.3.4.3. Pembuatan Larutan Baku Ion Besi (Fe) 10 mg/l

Sebanyak 10 ml larutan baku ion besi (Fe) 100 mg/l dipipet lalu dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml, kemudian diencerkan dengan akuades sampai garis tanda.

3.3.4.4. Pembuatan Larutan Baku Ion Besi (Fe) 1 mg/l

Sebanyak 10 ml larutan baku ion besi (Fe) 10 mg/l dipipet lalu dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml, kemudian diencerkan dengan akuades sampai garis tanda.

3.3.4.5. Pembuatan Larutan Seri Standar Ion Besi (Fe)

Sebanyak 0,2 ml; 0,4 ml; 0,6 ml; 0,8 ml dan 1,0 ml larutan baku ion besi (Fe) 1 mg/l dipipet dan dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml lalu diencerkan dengan akuades sampai garis tanda sehingga diperoleh konsentrasi besi 0,2mg/l; 0,4mg/l; 0,6mg/l; 0,8mg/l dan 1mg/l.

3.3.4.6. Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Besi (Fe)

Larutan seri standar 1mg/l diukur absorbansinya pada panjang gelombang 248,3 nm. Dilakukan hal yang sama untuk larutan seri standar 0,4mg/l; 06mg/l; 0,8mg/l; dan 1mg/l. (SNI 06-6989-4-2004)

3.3.5.1. Pembuatan Larutan Induk Ion Mangan (Mn) 1000 mg/l dari Kristal KMnO4 Kedalam labu takar 1000 ml yang berisi 50 ml aquadest ditambahkan 2,8392 gram KMnO4 kemudian diencerkan sampai garis tanda sehingga diperoleh larutan induk ion mangan (Mn) 1000 mg/L.

3.3.5.2. Pembuatan Larutan Baku Ion Mangan (Mn) 100 mg/l

Sebanyak 10 ml larutan induk ion mangan (Mn) 1000 mg/l dipipet, lalu dimasukkan kedalam labu takar 100 ml, kemudian diencerkan dengan akuades sampai garis tanda.

3.3.5.3. Pembuatan Larutan Baku Ion Mangan (Mn) 10 mg/l

Sebanyak 10 ml larutan baku ion mangan (Mn) 100 mg/l dipipet lalu dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml, kemudian diencerkan dengan akuades sampai garis tanda.

3.3.5.4. Pembuatan Larutan Baku Ion Mangan (Mn) 1 mg/l

Sebanyak 10 ml larutan baku ion mangan (Mn) 10 mg/l dipipet lalu dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml, kemudian diencerkan dengan akuades sampai garis tanda.

3.3.5.5. Pembuatan Larutan Seri Standar Ion Mangan (Mn)

Sebanyak 0,2 ml; 0,4 ml; 0,6 ml; 0,8 ml dan 1,0 ml larutan baku ion mangan (Mn) 1 mg/l dipipet dan dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml lalu diencerkan dengan akuades sampai garis tanda sehingga diperoleh konsentrasi mangan 0,2mg/l; 0,4mg/l; 0,6mg/l; 0,8mg/l dan 1mg/l.

3.3.5.6. Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Mangan (Mn)

Larutan seri standar 1mg/l diukur absorbansinya pada panjang gelombang 279,5 nm. Dilakukan hal yang sama untuk larutan seri standar 0,4mg/l; 06mg/l; 0,8mg/l; dan 1mg/l. (SNI 06-6989-5-2004).

3.3.6. Perlakuan Terhadap Sampel

a. Sebanyak 1000 ml air gambut dimasukkan kedalam gelas beaker lalu ditambahkan larutan Fe2(SO4)3 dengan variasi volume 5 ml, 10 ml, 15 ml, 20 ml dan 25 ml, dielektrokoagulasi selama 1 jam, kemudian dialirkan ke dalam bejana filtrasi. Lalu sebanyak 100 ml filtratnya dimasukkan kedalam gelas beaker kemudian ditambahkan 5 ml HNO3 (p) dan diuapkan hingga sampel hampir habis. Selanjutnya ditambahkan 50 ml aquadest kemudian dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml melalui kertas saring. Lalu diencerkan dengan aquadest hingga garis batas dan dihomogenkan. Selanjutnya dianalisa logam Fe dan Mn dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) .

b. Sebanyak 1000 ml air gambut dimasukkan kedalam gelas beaker lalu ditambahkan zeolit dengan variasi massa zeolit 5 g, 10 g, 15 g, 20 g dan 25 g, dielektrokoagulasi selama 1 jam, kemudian dialirkan ke dalam bejana filtrasi. Lalu sebanyak 100 ml filtratnya dimasukkan kedalam gelas beaker kemudian ditambahkan 5 ml HNO3 (p) dan diuapkan hingga sampel hampir habis. Selanjutnya ditambahkan 50 ml aquadest kemuadian dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml melalui kertas saring. Lalu diencerkan dengan aquadest hingga garis batas dan dihomogenkan. Selanjutnya dianalisa logam Fe dan Mn dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) .

3.4. Bagan Penelitian 3.4.1. Pengaktifan Zeolit

Dikeringkan pada suhu 1100 C Didinginkan

Dimasukkan ke dalam gelas beaker Ditambahkan 500 ml H2SO4 4N

Dipanaskan diatas hotplate pada suhu 600 C sambil distirer selama 1 jam

Disaring

Dicuci dengan aquadest sampai pH netral Dikeringkan didalam oven pada suhu 1050 C selama 3 jam

Didinginkan

Dimasukkan kedalam desikator

Filtrat Residu

200 gram zeolit 200 mesh

3.4.2. Elektrokoagulasi air rawa dengan penambahan larutan Fe2(SO4)3

Dimasukkan kedalam gelas beaker

Ditambahkan dengan Fe2(SO4)3 variasi volume 5 ml, 10 ml, 15 ml, 20 ml dan 25 ml

Dielektrokoagulasi selama 1 jam Dialirkan ke dalam bejana filtrasi

Dimasukkan kedalam gelas beaker sebanyak 100 ml Ditambahkan 5 ml HNO3 (p)

Diuapkan hingga sampel hampir habis Ditambahkan 50 ml aquadest

Dimasukkan kedalam labu takar 100 ml melalui kertas saring

Diencerkan dengan aquadest hingga garis batas Dihomogenkan

Dianalisa logam Fe dan Mn dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA)

Filtrat Residu

1000 ml air gambut

3.4.3. Elektrokoagulasi air gambut dengan penambahan zeolit

Dimasukkan kedalam gelas beaker

Ditambahkan zeolit dengan variasi massa 5 g, 10 g, 15 g, 20 g dan 25 g

Dielektrokoagulasi selama 1 jam Dialirkan ke dalam bejana filtrasi

Dimasukkan kedalam gelas beaker sebanyak 100 ml Ditambahkan 5 ml HNO3 (p)

Diuapkan hingga sampel hampir habis Ditambahkan 50 ml aquadest

Dimasukkan kedalam labu takar 100 ml melalui kertas saring

Diencerkan dengan aquadest hingga garis batas Dihomogenkan

Dianalisa kadar logam Fe dan Mn dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA)

Residu Filtrat 1000 ml air gambut

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian

4.1.1. Pengukuran Kadar Besi dari Hasil Elektrokoagulasi Air Gambut

Kurva kalibrasi larutan standar untuk penentuan kandungan logam besi (Fe) dalam air gambut dilakukan dengan membuat larutan standar Fe dengan berbagai konsentrasi yaitu 0,2; 0,4; 0,8; 0,6; 1,0 mg/L dan diukur intensitasnya dengan alat SSA. Data intensitas untuk larutan standar Fe dapat dilihat pada Tabel 4.1 di bawah ini.

Tabel 4.1. Data Absorbansi dari Larutan Seri Standar Besi (Fe)

Konsentrasi (ppm) Absorbansi

0,2000 0,4000 0,6000 0,8000 1,0000

0,0142 0,0250 0,0355 0,0477 0,0569

4.1.1.1. Penurunan Persamaan Garis Regresi

Hasil pengukuran absorbansi seri larutan standar besi pada tabel 4.1 diplotkan terhadap konsentrasi larutan standar sehingga diperoleh suatu kurva kalibrasi berupa garis linear yang diturunkan dengan metode Least Square dengan perhitungan seperti tabel di bawah ini :

Tabel 4.2. Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi Besi (Fe)

No xi yi xi - x yi - y (xi–x)2 (yi – y)2 (xi – x)(yi – y) 1 0,2 0,0142 -0,4 -0,0217 0,16 0,00047089 0,00868 2 0,4 0,0250 -0,2 -0,0108 0,04 0,00011664 0,00216

3 0,6 0,0355 0 -0,0003 0 0,00000009 0

5 1,0 0,0569 0,4 0,0210 0,16 0,00323761 0,00840

Σ xi = 3 yi = 0,1793 0 0 0,4 0,00396447 0,02160 x = 0,6 y = 0,0358

Keterangan : xi = konsentrasi yi = absorbansi �̅ = x rata-rata �� = y rata – rata

Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi dapat diturunkan dari persamaan garis : y = ax + b

Dimana : a = slope b = intersept

Selanjutnya harga slope dapat ditentukan dengan menggunakan metode Least Square sebagai berikut :

a = ∑(xi−x�)(yi−y�) ∑(xi−x) 2 =0,02160

0,4

= 0,0540

Sehingga diperoleh harga slope (a) = 0,0540

Harga intersept (b) diperoleh melalui substitusi harga (a) ke persamaan berikut : y = ax + b

b = y� −ax�

b = 0,0358– (0,0540)( 0,6) b = 0,0358 – 0,0324 b = 0,0034

Sehingga diperoleh harga intersept (b) = 0,0034 Maka persamaan garis regresi adalah:

y = 0,0540x + 0,0034

4.1.1.2. Menghitung Koefisien Korelasi (R) R = ∑(xi−x)(yi− y)

[∑(xi− x)2 . ∑(yi−y)2] 1

2

= 0,02160000

�(0,40000000 )(0,00396447 )

= 0,021600000 √0,000467213

= 0,021600000

0,02161513

= 0,9993

Sehingga diperoleh harga koefisien korelasi (R) = 0,9993

Setelah diperoleh persamaan garis regresi dan koefisien relasi (R) pada pengukuran larutan standar maka absorbansi dari larutan standar Fe diplotkan terhadap konsentrasi larutan standar Fe seperti pada gambar berikut.

Gambar 4.1 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Fe

4.1.1.3. Penentuan Kadar Besi (Fe)

Kadar Fe dapat ditentukan dengan menggunakan metode kurva kalibrasi dengan mensubstitusikan nilai y (absorbansi) yang diperoleh dari hasil pengukuran terhadap garis regresi dan kurva kalibrasi y = 0,0540x + 0,0034 sehingga diperoleh konsentrasi besi (Fe). Tabel 4.3. Konsentrasi Awal Logam Besi di dalam Air Gambut

Absorbansi Konsentrasi (mg/L)

y = 0,0540x + 0,0034 R² = 0,9993

-0.0100 0.0200 0.0300 0.0400 0.0500 0.0600 0.0700

- 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000

A

bs

or

bans

i

Konsentrasi Larutan Standar Fe

0,0555 3,2000

4.1.1.4. Penentuan Persentasi Penurunan Kadar Besi (Fe)

Persentasi penurunan kadar logam besi (Fe) dapat ditentukan dengan formula berikut ini : Konsentrasi awal logam Fe−Konsentrasi logam Fe hasil elektrokoagulasi

Konsentrasi awal logam Fe ×100%

Hasil perhitungan dari persentasi penurunan kadar logam besi (Fe) dapat dilihat pada Tabel 4.4. dan Tabel 4.5. dibawah ini.

Tabel 4.4. Konsentrasi dan Persentasi Penurunan Logam Besi Hasil Elektrokoagulasi Air Gambut dengan Variasi Penambahan Ferri Sulfat

Volume Ferri Sulfat (mL)

Absorbansi Konsentrasi (mg/L) Persentasi Penurunan

5 0,0365 0,6141 80,80%

10 0,0063 0,0531 98,34%

15 0,0442 0,7543 76,42%

20 0,0420 0,7136 77,70%

25 0,1071 1,9180 40,06%

Tabel 4.5. Konsentrasi dan Persentasi Penurunan Logam Besi Hasil Elektrokoagulasi Air Gambut dengan Variasi Penambahan Zeolit

Variasi Massa Zeolit (g) Absorbansi Konsentrasi (mg/L)

Persentasi Penurunan

5 0,0617 0,5140 83,93%

10 0,0051 0,0309 99,03%

15 0,0224 0,3531 88,96%

20 0,0460 0,7901 75,30%

25 0,0830 1,4750 53,90%

4.1.2. Pengukuran Kadar Mangan dari Hasil Elektrokoagulasi Air Gambut

Kurva kalibrasi larutan standar untuk penentuan kandungan logam mangan (Mn) dalam air gambut dilakukan dengan membuat larutan standar Mn dengan berbagai konsentrasi yaitu 0,2; 0,4; 0,8; 0,6; 1,0 mg/L dan diukur intensitasnya dengan alat SSA. Data intensitas untuk larutan standar Mn dapat dilihat pada Tabel 4.6 di bawah ini.

Tabel 4.6. Data Absorbansi dari Larutan Seri Standar Mangan (Mn)

Konsentrasi (ppm) Absorbansi

0,2000 0,4000 0,6000 0,8000 1,0000 0,0458 0,0884 0,1313 0,1698 0,2063

4.1.2.1. Penurunan Persamaan Garis Regresi

Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi ini dapat diturunkan dengan menggunakan metode Least Square seperti pada tabel 4.7 berikut:

Tabel 4.7. Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi Mangan (Mn)

No xi yi xi - x yi - y (xi–x)2 (yi – y)2 (xi – x)(yi – y) 1 0,2 0,0458 -0,4 -0,0825 0,16 0,00680625 0,03302 2 0,4 0,0884 -0,2 -0,0390 0,04 0,00152100 0,00780

3 0,6 0,1313 0 -0,0030 0 0,00000600 0

4 0,8 0,1698 0,2 0,0425 0,04 0,00180625 0,00850 5 1,0 0,2063 0,4 0,0780 0,16 0,00608400 0,03120

Σ xi = 3 yi = 0,6416 0 0 0,4 0,01622350 0,08092 x = 0,6 y = 0,1283

Keterangan : xi = konsentrasi yi = absorbansi �̅ = x rata-rata �� = y rata – rata

Persamaan garis regresi untuk kurva kalibrasi dapat diturunkan dari persamaan garis : y = ax + b

Dimana : a = slope b = intersept

Selanjutnya harga slope dapat ditentukan dengan menggunakan metode Least Square sebagai berikut :

a = ∑(xi−x�)(yi−y�) ∑(xi−x) 2

= 0,08092

0,4

= 0,2023

Sehingga diperoleh harga slope (a) = 0,2023

Harga intersept (b) diperoleh melalui substitusi harga (a) ke persamaan berikut : y = ax + b

b = y� −ax�

b = 0,1283– (0,2023)( 0,6) b = 0,1283 – 0,1219 b = 0,0064

Sehingga diperoleh harga intersept (b) = 0,0064 Maka persamaan garis regresi adalah:

y = 0,2023x + 0,0064

4.1.2.2. Menghitung Koefisien Korelasi (R) R = ∑(xi−x)(yi− y)

[∑(x_i− x)2 _{. ∑(y}

i−y)2]

1 2

�

= 0,08092000

�(0,40000000 )(0,01622350 )

= 0,08092000 √0,00648940

= 0,080920000

0,080984787

= 0,9992

Sehingga diperoleh harga koefisien korelasi (R) = 0,9992

Setelah diperoleh persamaan garis regresi dan koefisien relasi (R) pada pengukuran larutan standar maka absorbansi dari larutan standar Mn diplotkan terhadap konsentrasi larutan standar Mn seperti pada gambar berikut ini.

Gambar 4.2. Kurva Kalibrasi Larutan Standar Mn

4.1.2.3. Penentuan Kadar Mangan (Mn)

Kadar Mn dapat ditentukan dengan menggunakan metode kurva kalibrasi dengan mensubstitusikan nilai y (absorbansi) yang diperoleh dari hasil pengukuran terhadap garis regresi dan kurva kalibrasi y = 0,2023x + 0,0064 sehingga diperoleh konsentrasi Mn.

Tabel 4.8. Konsentrasi Awal Logam Mangan di dalam Air Gambut

Absorbansi Konsentrasi (mg/L)

0,3520 1,7080

4.1.2.4. Penentuan Persentasi Penurunan Kadar Logam Mangan (Mn) Persentasi penurunan kadar logam Mn dapat ditentukan dengan formula: Konsentrasi awal logam Mn − Konsentrasi logam Mn hasil elektrokoagulasi

Konsentrasi awal logam Mn ×100%

Hasil perhitungan dari persentasi penurunan kadar logam besi (Fe) dapat dilihat pada Tabel 4.9. dan Tabel 4.10. dibawah ini.

Tabel 4.9. Konsentrasi dan Persentasi Penurunan Logam Mangan Hasil Elektrokoagulasi Air Gambut dengan Variasi Penambahan Ferri Sulfat Volume Ferri Sulfat

(mL)

Absorbansi Konsentrasi (mg/L)

Persentasi Penurunan

5 0,0422 0,2065 89,66%

10 0,0078 0,0593 96,52%

15 0,0162 0,0505 97,04%

20 0,0158 0,0490 97,13%

25 0,0147 0,0435 97,45%

y = 0,202x + 0,006 R² = 0,9992

-0.0500 0.1000 0.1500 0.2000 0.2500

- 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000

Absorbansi vs Konsentrasi Larutan Standar Mn

A

bs

or

bans

i

Tabel 4.10. Konsentrasi dan Persentasi Penurunan Logam Mangan Hasil Elektrokoagulasi Air Gambut dengan Variasi Penambahan Zeolit

Variasi Massa Zeolit (g) Absorbansi Konsentrasi (mg/L)

Persentasi Penurunan

5 0,0722 0,3250 80,97%

10 0,0211 0,0749 95,61%

15 0,0475 0,2030 88,11%

20 0,1835 0,8750 48,77%

25 0,1866 0,8905 47,86%

4.2. Pembahasan

Pengolahan air gambut yang dilakukan hanya dengan elektrokoagulasi saja maupun dengan penambahan ferri sulfat atau zeolit teraktivasi saja tidak memberikan pengaruh yang signifikan. Hal ini disebabkan karena air gambut lebih dominan senyawa organik daripada senyawa anorganik. Untuk itu perlu dilakukan penambahan ferri sulfat atau zeolit teraktivasi ke dalam air gambut kemudian dielektrokoagulasi untuk mendapatkan hasil air yang jernih.

Penelitian dilakukan dengan menambahkan ferri sulfat atau zeolit teraktivasi kedalam 1L air gambut, kemudian dielektrolisis dengan menggunakan plat aluminium, tegangan 12 V dan arus 10A. Ferri sulfat dan zeolit teraktivasi dapat bertindak sebagai ion elektrolit didalam air gambut sehingga dapat mempercepat proses elektrokoagulasi. Tujuan dari aktivasi yang dilakukan terhadap zeolit adalah untuk membersihkan permukaan pori, membuang senyawa pengotor, mengatur kembali letak atom dan menguapkan air kristal yang terperangkap di dalam pori-pori zeolit sehingga luas permukaan internal pori meningkat.

Menurut Holt, 2006 adapun reaksi yang terjadi apabila kedua elektroda merupakan plat aluminium adalah sebagai berikut :

1. Katoda yang berupa plat aluminium akan mereduksi air membentuk gas hidrogen sebagai gelembung – gelembung gas.

2H2O + 2e 2OH- + H2

2. Anoda yang berupa plat aluminium akan mengalami oksidasi menjadi ionnya Al Al3+ + 3e

Kemudian Al3+ akan membentuk hidroksida yang mempunyai sifat – sifat adsorpsi yang tinggi.

Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+

Al(OH)3 yang terbentuk akan mengikat senyawa organik serta logam terlarut seperti besi dan mangan di dalam air gambut dan membentuk flok. Kemudian flok – flok ini akan bergabung membentuk flok – flok yang lebih besar yang kemudian akan mengendap. Selanjutnya, air hasil elektrokoagulasi ini dialirkan ke dalam bejana filtrasi. Hal ini dapat menurunkan konsentrasi logam, senyawa organik dan partikel lainnya didalam air gambut.

Dari hasil penelitian ini didapatkan bahwa penggunaan Fe(SO4)3 yang optimum dalam pengurangan kadar Fe dan Mn adalah 10ml/L air gambut dengan waktu elektrokoagulasi selama 45 menit dan pengendapan 15 menit. Jika < dari 10ml/L maka proses elektrokoagulasi akan berlangsung lambat, sedangkan jika > 10ml/L maka proses elektrokoagulasi akan berlangsung cepat namun akan mempengaruhi kenaikan kadar logam besi di dalam air gambut. Penggunaan zeolit yang optimum dalam pengurangan kadar logam besi dan mangan adalah 10g/L. Jika < 10g/L maka proses elektrokoagulasi akan berlangsung lambat dan jika > 10g/L maka proses elektrokoagulasi juga akan berlangsung lambat. Hal ini dikarenakan zeolit dalam jumlah yang banyak dapat menjadi partikel koloid dalam air gambut yang akan menghambat proses elektrokoagulasi.

Hasil analisis Spektrofotometer Serapan Atom terhadap konsentrasi besi menunjukkan bahwa elektrokoagulasi air gambut dengan penambahan zeolit teraktivasi lebih baik dibandingkan dengan penambahan ferri sulfat dengan masing – masing persentasi penurunan adalah 99,03% dan 98,34%. Hal ini dikarenakan koagulan ferri sulfat mengandung ion besi terlarut yang jauh lebih banyak dibandingkan zeolit, sehingga apabila digunakan akan menambah konsentrasi besi di dalam air namun masih sesuai dengan syarat air bersih KEPMENKES RI No. 907/MENKES/VII/2002.Analisis terhadap logam mangan (Mn) menunjukkan bahwa hasil elektrokoagulasi dengan penambahan ferri sulfat lebih baik dibandingkan dengan zeolit dengan masing – masing persentasi penurunan adalah 96,52% dan 95,61%. Hal ini dikarenakan ferri sulfat merupakan penyumbang elektrolit yang lebih baik dibanding dengan zeolit, sehingga proses elektrokoagulasi berlangsung lebih cepat untuk mengurangi konsentrasi mangan di dalam air.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

− Penggunaan ferri sulfat maupun zeolit sebagai penyumbang elektrolit mampu mempercepat proses elektrokoagulasi di dalam penurunan kadar besi dan mangan di dalam air gambut.

− Penggunaan optimum ferri sulfat didalam pengolahan air gambut yaitu 10ml/L serta penggunaan optimum zeolit didalam pengolahan air gambut yaitu 10g/L.

− Penggunaan optimum ferri sulfat didalam pengolahan air gambut menghasilkan kadar Fe : 0,0531 mg/L dan kadar Mn : 0,0593 mg/L dengan persentasi penurunan 98,34% dan 96,52%, serta penggunaan zeolit di dalam pengolahan air gambut menghasilkan kadar Fe : 0,0309 mg/L dan kadar Mn : 0,0749 mg/L dengan persentasi penurunan 99,03% dan 95,61% , dimana telah memenuhi syarat air bersih menurut KEPMENKES RI No. 907/MENKES/VII/2002.

5.2. Saran

Diharapkan pada peneliti selanjutnya dapat melakukan proses elektrokoagulasi dengan elektroda dari jenis logam lainnya serta menganalisis logam lainnya yang terkandung didalam air gambut.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Air Gambut

Lahan gambut merupakan salah satu lahan tropis yang lembab, yang memiliki lapisan senyawa organik yang berasal dari daun, batang dan semua bagian pohon maupun tumbuhan yang telah lapuk maupun belum. Seluruh isi dari lahan gambut ini merupakan akumulasi dari senyawa organik. (Salimin et al., 2010)

Air gambut adalah air permukaan yang banyak terdapat di daerah berawa maupun dataran rendah yang terhambat membusuk secara sempurna oleh kondisi asam dan anaerob terutama terdapat di Sumatera dan Kalimantan, yang mempunyai ciri-ciri sebagai berikut (Kusnaedi, 2006) :

1. Intensitas warna yang tinggi (berwarna merah kecoklatan) 2. pH yang rendah

3. Kandungan zat organik yang tinggi

4. Kekeruhan dan kandungan partikel tersuspensi yang rendah 5. Kandungan kation yang rendah

Kelima ciri yang telah disebutkan diatas ternyata mempunyai hubungan satu dengan lainnya. Derajat keasaman (pH) yang rendah juga disebabkan oleh kandungan kation yang rendah, adanya zat organik dalam bentuk asam, dan sedikitnya kation dan partikel tersuspensi. Hal ini menyebabkan berkurangnya proses koagulasi secara alami.

Air rawa umumnya memiliki warna coklat kehitaman. Hal ini disebabkan oleh adanya kandungan senyawa organik yang berasal dari proses dekomposisi rawa. Air rawa yang berwarna kehitaman ini terjadi karena adanya kontak antara air dengan beragam sampah organik, berupa dedaunan maupun kayu, yang mana tahap dekomposisinya juga berbeda – beda.

Senyawa organik tersebut terdiri dari senyawa-senyawa humat sekitar 10 hingga 20% dan sebagian besar lainnya adalah senyawa lignin, selulosa, hemiselulosa, lilin, tannin, resin, suberin, protein, dan senyawa lainnya. Ini merupakan senyawa utama penyebab terjadinya

warna coklat kehitaman pada air rawa. Lahan gambut umumnya mempunyai tingkat kemasaman yang relatif tinggi dengan kisaran pH 3 - 5. (Gasim et al.,2007).

Asam humus merupakan senyawa organik heterogen yang memiliki berat molekul tinggi dan sulit untuk mengalami degradasi serta secara umum berwarna kuning hingga hitam. Warna ini akan semakin meningkat intensitasnya apabila terdapat logam besi yang terikat pada asam organik tersebut. (Stevenson, 1994).

Asam humus diklasifikasikan menjadi tiga fraksi utama berdasarkan kelarutan dan warnanya, yaitu :

1. Asam humat

Asam humat memiliki berat molekul 10.000 hingga 100.000 g/mol. Senyawa ini dapat larut dalam basa dan tidak dapat larut dalam asam. Umumnya asam humat memiliki warna mulai dari coklat hingga abu – abu. Asam humat dapat dikarakterisasi karena adanya gugus fungsional yang kaya akan oksigen seperti –COOH, fenolik/enolik – OH, alcohol –OH dan quionon -C=O. (Stevenson, 1994).

Gambar 2.1 Model struktur asam humat ; R dapat berupa alkil atau aril (Stevenson, 1994)

2. Asam fulvat

Asam Fulvat memiliki berat molekul yang rendah yaitu antara rentang 1000 hingga 10.000 g/mol. Fraksi asam fulfat memiliki warna mulai dari kuning pucat pada kondisi pH rendah hingga warna kuning kemerahan pada kondisi pH yang tinggi. Asam fulfat dapat larut dalam basa dan juga asam. (Stevenson, 1994).

Gambar 2.2 Struktur model asam fulvik (Buffle, 1977)

3. Humin

Humin dianggap sebagai molekul paling besar dari senyawa humus karena rentang berat molekulnya mencapai 100.000 hingga 10.000.000 g/mol. Sedangkan sifat kimia dan fisika humin belum banyak diketahui. Tan juga menyatakan bahwa karakteristik humin adalah berwarna coklat gelap (Tan, 1982). Humin tidak dapat larut dalam air, alkohol asam maupun basa. (Stevenson, 1994).

Ketiga jenis fraksi asam humus ini memiliki struktur yang hampir sama satu sama lain, hanya berbeda berat molekul dan kandungan gugus fungsionalnya. (Novita, E., 2008). Asam fulvik dengan berat molekul yang rendah memiliki kandungan oksigen yang lebih tinggi dan kandungan karbon yang rendah jika dibandingkan dengan asam humat dengan berat molekul yang tinggi. Warna juga akan semakin tinggi dengan semakin tingginya berat molekul.

Bahan organik tanah dan tanamam berada dalam bentuk koloid. Dan berdasarkan kemudahan berikatan dengan air maka, bahan organik dapat dibedakan atas hidrofobik (tidak suka air) dan hidrofilik (suka air). Koloid hidrofobik dapat diflokulasi, sedangan koloid hidrofilik biasanya tidak. Koloid tanaman kebanyakan bersifat hidrofilik sehingga sulit untuk dikoagulasi secara konvensional (Tan, 1982).

2.2 Prospek Pengolahan

Karekteristik air gambut seperti yang telah disebutkan di atas menunjukkan bahwa air gambut kurang menguntungkan untuk dijadikan air bagi masyarakat di daerah berawa. Namun karena jumlah air gambut tersebut sangat banyak dan dominan berada di daerah tersebut maka harus

bisa menjadi alternatif sumber air minum masyarakat. Kondisi yang kurang menguntungkan dari segi kesehatan adalah sebagai berikut :

a. Kadar keasaman pH yang rendah dapat menyebabkan kerusakan gigi dan sakit perut. b. Kandungan Organik yang tinggi dapat menjadi sumber makanan bagi mikroorganisne

dalam air, sehingga dapat menimbulkan bau apabila bahan organik tersebut terurai secara biologis.

c. Apabila dalam pengolahan air gambut tersebut digunakan klor sebagai desinfektan, akan terbentuk Trihalometan (THM) seperti senyawa organoklor yang dapat bersifat karsinogenik.

d. Ikatan yang kuat dengan logam (besi dan mangan) menyebabkan kandungan logam dalam air tinggi dan dapat menimbulkan kematian jika dikonsumsi secara terus-menerus.

(Wagner, 2001).

Sebenarnya secara kuantitas air gambut berpotensial menjadi sumber air untuk dimanfaatkan manusia dalam kebutuhannya sehari-hari. Akan tetapi dari segi kualitas, estetika dan kesehatan air gambut tidak layak digunakan untuk aktivitas manusia karena tidak memenuhi standar air bersih sesuai PP 82 Tahun 2001. Hal ini mendorong timbulnya penelitian-penelitian yang baru dalam pengolahan air gambut, sehingga dapat dimanfaatkan sesuai standar yang berlaku.

Air gambut dapat diolah dengan berbagai cara, baik fisik maupun kimia. Pengolahan yang paling umum dilakukan adalah koagulasi, flokulasi, sedimentasi dan filtrasi. Namun hasil yang diberikan dari proses pengolahan tersebut belumlah maksimal untuk permasalahan zat organik yang terlarut dalam air gambut.

Metode koagulasi konvensional menggunakan koagulan kulit kerang dan batu karang yang telah dilakukan dalam mengolah air rawa daerah Geuredong Pase hanya mampu menyisihkan konsentrasi besi 5-58% dan tidak memberikan perubahan warna air yang signifikan sehingga air rawa gambut hasil olahan masih tampak berwarna kuning kecoklatan. (N.I.Said., 2010). Metode UV-Peroksidasi hanya dapat menurunkan 77,64% konsentrasi senyawa organik didalam air gambut dalam waktu 240 menit. (Elfiana dan Zulfikar, 2013)

Metode Two Stage Coagulation mampu menurunkan senyawa organik air rawa gambut daerah Bangkinang di Riau sampai 88% menggunakan koagulan Alum pada dosis

280-300 mg/L tetapi tidak signifikan baik terhadap penurunan konsentrasi besinya. Proses koagulasi yang telah dilakukan membutuhkan jumlah bahan kimia koagulan yang besar. (Fitria, D., 2008).

Proses elektrokoagulasi yang digunakan untuk mengurangi zat-zat organik dari limbah rumah potong hewan dengan menggunakan 4 buah elektroda yang dioperasikan pada arus 0,3 A selama 70 menit menunjukkan penurunan TSS sebesar 99,6391%, TDS sebesar 99,7277% dan warna larutan yang semakin jernih ( nilai turbiditas rendah ).( Ardhani, 2007 ).

2.3 Warna Air

Dalam proses pengolahan air, warna merupakan salah satu parameter fisika yang digunakan sebagai persyaratan kualitas air baik untuk air bersih maupun untuk air minum. Warna air dikelompokkan menjadi warna sesungguhnya (true colour) dan warna tampak (apparent colour). Warna sesungguhnya dari perairan adalah warna yang hanya disebabkan oleh bahan –bahan terlarut, sedangkan warna tampak adalah warna yang tidak hanya disebabkan oleh bahan terlarut, tetapi juga oleh bahan tersuspensi. Prinsip yang berlaku dalam penentuan warna adalah memisahkan terlebih dahulu zat atau bahan-bahan yang terlarut yang menyebabkan kekeruhan. (Effendi, 2003)

Warna pada air gambut disebabkan karena adanya partikel koloid organik seperti tannin, lignin dan asam humus yang merupakan dekomposisi dari tanaman. Warna air dapat diamati secara visual (langsung) ataupun diukur berdasarkan suatu skala warna dengan spektrofotometer.

Skala warna air yang paling banyak digunakan saat ini adalah skala APHA (The American Public Health Association) dan skala Platina-Cobalt sering disingkat menjadi Pt-Co unit. Pemeriksaan warna ditentukan dengan membandingkan secara visual warna dari sampel dengan larutan standar warna yang diketahui konsentrasinya. (Pararaja, 2008).

2.4 Kekeruhan

Kekeruhan didefenisikan sebagai sifat optikal suatu bahan yang dapat menyebarkan dan menyerap cahaya dan mengirimkannya dalam satu garis lurus. Kekeruhan itu tidak bisa dikorelasikan dengan persentase berat dari suspended-suspended dalam air itu karena ia mempunyai hubungan erat dengan cahaya (sifat-sifat optiknya), ukuran dan bentuk partikel itu sendiri. Kekeruhan didalam air disebabkan oleh adanya bahan tersuspensi seperti tanah

liat, lumpur, bahan organic, plankton dan organism mikroskopik yang menhambat cahaya melalui air. (Moreno-Casillas, et al., 2007).

Kekeruhan dengan kadar semua jenis zat suspense tidak dapat dihubungkan secara langsung. Semakin tinggi nilai padatan tersuspensi maka semakin tinggi juga nilai kekeruhannya. Akan tetapi semakin tingginya nilai podatan terlarut tidak selalu diikuti dengan tingginya kekeruhan.

Pengukuran yang bersifat visual, yiatu dengan membandingkan air sampel dengan air standar. Metode lain yang dapat digunakan untuk merngukur kekeruhan yaitu Nephelometric dengan satuan NTU. Kekeruhan dinyatakan dalam satuan unit turbiditas, yang setara dengan 1 mg/L SiO2. Peralatan yang digunakan untuk mengukur kekeruhan yaitu Jackson Candler

Turbidimeter yang dikalibrasi menggunakan silica. Satu unit turbiditas Jackson Candler Turbidimeter dinyatakan dengan 1 JTU. Konversi antara NTU dengan JTU yaitu bahwa 40 NTU setara dengan 40 JTU. (Gandjar, G.I., 2007).

2.5 Besi

Logam besi memiliki warna putih keperakan, yang kukuh dan liat. Ia melebur pada 15350C. Jarang terdapat besi komersial yang murni, biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silisida, fosfida, dan sulfida dari besi, serta sedikit grafit. Asam klorida encer atau pekat dan asam sulfat encer dapat melarutkan besi.

Fe + HCl Fe2+ + 2Cl- + H2

2Fe + H2SO4 + 6H+ 2Fe3+ + 3SO2 + 6H2O

Dengan asam nitrat encer dingin, terbentuk ion besi (II) dan ammonia : 4Fe + 10H+ + NO−3 4Fe

2+

+ NH+

4 + 3H2O

Asam nitrat pekat yang panas dapat melarutkan besi dengan membentuk gas nitrogen oksida dan ion besi (III) :

Fe + HNO3 + 3H+ Fe3+ + NO + 2H2O

(Shevla, G.,1979)

Besi adalah logam yang kelimpahannya berada pada urutan kedua. Besi umumnya berbentuk ion Fe2+ (ferro) dalam air dengan tingkat pH < 5,8 dan konsentrasi oksigen yang rendah. Namun jika konsentarasi oksigen dalam air tinggi, maka Fe2+ akan teroksidasi menjadi Fe3+. Senyawa humus dalam air gambut membentuk kompleks yang stabil dengan

ion logam yang akan menyebabkan peningkatan kadar ion logam dalam air. Di sisi lain, senyawa humus dalam air gambut menghalangi proses oksidasi ion Fe2+ yang lebih bersifat toksik menjadi ion Fe3+. (Suzuki et al., 1992).

Kandungan besi dalam air yang diperbolehkan < 0,3 ppm apabila melebihi 0,3 ppm, mengakibatkan warna air menjadi kemerah merahan, memberi rasa tidak enak pada minuman dan pembentukan endapan pada pipa logam. Kelebihan zat besi (Fe) pada tubuh manusia bisa menyebabkan keracunan, dimana terjadi muntah, diare dan kerusakan usus serta gangguan pada ginjal. Selain itu, kelebihan zat besi ini, bisa meningkatkan risiko penyakit jantung. Zat ini dapat mendorong pembentukan plaque (semacam kerak) di dinding pembuluh arteri, sehingga terjadi aterosklerosis, yaitu dinding pembuluh arteri jadi tebal dan mengeras. (Agmalini, S., 2013).

Penentuan kandungan Fe menggunakan metode pengujian yang mengacu pada SNI 06-6989.4-2004. Prinsip utama dari metode pemeriksaan ini adalah dengan penambahan asam nitrat yang bertujuan untuk melarutkan analit logam dan ,menghilangkan zat zat pengganggu yang terdapat dalam sampel dengan bantuan pemanas listrik, kemudian diukur dengan SSA menggunakan gas asetilen, C2H2 pada λspesifik = 248,3 nm. (BSN, SNI 06-6989.4-2004).

2.6 Mangan

Logam mangan adalah unsur kimia dalam tabek periodik yang memiliki lambang Mn dan nomor atom 25, berwarna silver metalik, keras dan sangat rapuh. Mangan terdapat dalam jumlah yang melimpah dengan urutan keduabelas pada batuan dan tanah, namun karena logam mangan reaktif terhadap oksigen maka unsur ini tidak ditemui dalam keadaan bebas di alam, yakni dalam bentuk mangan oksida dan hidroksida.( Cotton, F. Albert. 2007).

Mangan melebur pada suhu kira – kira 12500 C. ia bereaksi dengan air hangat membentuk mangan (II) hidroksida dan hydrogen .

Mn + 2H2O Mn(OH)2 + H2

Asam mineral encer dan juga asam asetat melarutkannya dengan menghasilkan garam mangan(II) dan hydrogen.

Mn + 2H+ Mn2+ + H2

Mn + 2H2SO4 Mn2+ SO 2−

4 + SO2 + 2H2O

(Shevla, G.,1979).

Mangan terdapat dalam semua jaringan tubuh, dan level tertinggi ditemukan pada hati, ginjal dan pankreas. Konsentrasi mangan dalam tubuh dikontrol oleh regulasi eksresinya dari hati menuju empedu. Batas aksimum kadar mangan di perairan untuk peruntukan air minum adalah 0,1 mg/L. Mangan dalam dosis tinggi bersifat toksik. Gejala toksisitas Mn berupa gangguan kejiwaan, hiperiritabilitas, perlakuan kasar, kerusakan syaraf, halusinasi, kelupaan, gejala kelainan otak serta tingkah laku abnormal. (Montgomery, J.M., 1985).

Pengujian kandungan Mn menggunakan metode pengujian yang mengacu pada SNI 06-6989.4-2004 dengan penambahan asam nitrat yang bertujuan untuk melarutkan analit logam Mn dan menghilangkan zat – zat pengganggu yang terdapat dalam contoh uji air dan air limbah dengan bantuan pemanas listrik, kemudian diukur serapannya dengan SSA menggunakan gas asetilen, C2H2 pada λspesifik = 279,5 nm. (BSN, SNI 06-6989.4-2004).

2.7 Zeolit

Zeolit pertama kali ditemukan oleh seorang ahli mineral berkebangsaan Swedia, Baron Axel Frederick Cronsted pada tafun 1756 pada rongga-rongga batuan basalt di pertambangan Lappmark. Nama zeolit berasal dari bahasa Yunani, “zein” yang berarti membuih dan “litos” berarti batu. Nama ini sesuai dengan sifat zeolit yang akan membuih bila dipanaskan pada suhu 1000C hingga 3500C. (Harjanto, S., 1983).

Zeolit dapat didefenisikan sebagai mineral hidrat alumino silikat, dimana mineral ini terhidrasi dari logam-logam alkali dan alkali tanah dengan struktur tiga dimensi yang mempunyai rongga dan saluran yang dibentuk atas

penggabungan dan pengulangan unit-unit tetrahedral AlO4 dan SiO4 yang dihubungkan oleh atom oksigen. Rumus umum zeolit ditulis :

Mx/n (AlO2)x)(SiO2)ym.H2O dimana : M : Logam alkali atau alkali tanah n : Valensi dari kation logam

m : Banyaknya molekul air per unit sel zeolit

x,y : Bilangan total tetrahedral per unit sel dan perbandingan y/x berkisar 1-5

Berdasarkan hasil penelitian laboratorium Departemen Pertambangan dan Energi Sumatera Utara, zeolit alam ada terdapat di Sarulla (Tapanuli Utara) yang merupakan salah satu lokasi yang memiliki potensi zeolit alam yang besar. Jenis zeolit yang terdapat di Sarulla tersebut pada umumnya adalah zeolit klinoptilolit, Na6(Al6Si30O72).24H2O.

Tabel 2.1 Komposisi Kimia yang Terkandung dalam Zeolit Alam Sarulla

No. Senyawa Kandungan (%)

1. SiO2 65,2

2. Al2O3 14,91

3. Fe2O3 1,80

4. CaO 4,46

5. MgO 1,84

6. K2O 1,49

7. Na2O 1,29

8. TiO2 0,75

Sumber : Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi dan Mineral dan Batubara

Sifat-sifat yang dimiliki zeolit alam Sarulla adalah sebagai berikut : Warna : Putih kekuningan

Kekerasan : 1-2 Sifat dalam : Rapuh

Sifat lain : Ringan dan padat

2.8 Ferri Sulfat

Ferri sulfat tersedia dalam bentuk granula atau bubuk yang berwarna merah kecoklatan. Rumus kimianya adalah Fe2(SO4)3.9H2O. Koagulan ini sedikit bersifat higroskopik tetapi sulit untuk larut. Ferri sulfat adalah koagulan dengan ion besi trivalent (Fe3+) yang efektif dan sangat baik untuk pengolahan air minum, air limbah dan penghilangan posfor. Koagulan ini juga efisien untuk menangani korosi dengan cara mengontrol pembentukan hidrogen sulfida. (Risdianto, 2007).

Ferri sulfat bekerja pada range pH yang besar yaitu sekitar 5-8, sehingga pH bukan merupakan faktor yang harus diperhatikan dalam penggunaannya. Ferri sulfat memiliki sifat

korosif yang lebih rendah terhadap berbagai logam jika dibadingkan dengan ferri klorida. Ferri sulfat dapat bekerja dengan baik pada air limbah yang memiliki pH rendah seperti air limbah yang memiliki kandungan lemak dan minyak yang tinggi serta warna yang pekat. (Duan Jinming, G.J.,2003).

2.9 Proses Elektrokoagulasi

Sekarang ini, elektrokoagulasi sangat digemari dalam proses pengolahan air/air limbah. Elektrokoagulasi adalah proses pengolahan secara elektrokimia yang mana menggunakan koagulan logam yang bersifat larut seperti besi dan aluminium. Proses elektrokoagulasi merupakan proses yang menggunakan elektroda (Fe/Al) untuk menyumbangkan ion ke dalam aliran air. Elektroda Fe/Al kemudian akan larut dari anoda untuk menghasilkan ion logam yang sesuai, yang kemudian akan segera terhidrolisis membentuk polimer besi atau aluminium hidroksida.( H. Liu, et al., 2010)

Menurut Holt et al., 2006 ada berbagai kemungkinan mekanisme yang terjadi dalam elektrokoagulasi yaitu:

1. Migrasi ke elektroda dengan muatan berlawanan (elektroforesis) dan agregasi disebabkan netralisasi muatan.

2. Kation atau ion hidrosil (OH-) membentuk endapatan dengan polutan.

3. Kation logam berinteraksi dengan OH- untuk membentuk hidroksida, yang memiliki sifat-sifat penyerapan tinggi yang dengan demikian mengalami pengikatan pada polutan (koagulasi jembatan).

4. Hidroksida membentuk struktur mirip-kisi yang lebih besar dan menyapu air (koagulasi sapuan).

5. Oksidasi polutan menjadi spesies yang tidak begitu toksik.

Gambar 2.3 Mekanisme dalam elektrokoagulasi (Holt, 2006)

Reaksi yang terjadi pada proses elektrokoagulasi adalah : a. Reaksi pada katoda

Reaksi pada katoda adalah reaksi reduksi terhadap kation, jadi yang diperhatikan kationnya saja.

1. Jika larutan mengandung ion-ion logam alkali, ion-ion logam alkali tanah, ion Al+3, dan ion Mg2+, mengandung ion-ion logam ini tidak dapat direduksi dari larutannya.

Yang akan mengalami reduksi adalah pelarut (air) dan terbentuk gas Hidrogen (H2) pada katoda.

2H2O + 2e 2OH- + H2

2. Jika larutan mengandung asam maka ion H+ dari asam akan direduksi menjadi gas hidrogen pada katoda.

2H+ + 2e H2

3. Jika larutan mengandung ion-ion lain maka ion-ion logam ini diendapkan pada permukaan batang katoda.

Fe2+ + 2e Fe Mn2+ + 2e Mn

b. Reaksi Pada Anoda

Elektroda pada Anoda, elektrodanya dioksidasi (bereaksi) diubah menjadi ionnya. Contoh :

Zn Zn2+ + 2e

Dalam sistem elektrokimia dengan anoda terbuat dari alumunium, beberapa kemungkinan reaksi elektroda dapat terjadi sebagai berikut.

Anoda : Al Al3+ + 3e

Katoda : 2H2O + 2e H2 + 2OH -2H+ + 2e H2

O2 + 4H+ + 4e 2H2O

(Holt, P.K. 2006)

2.10 Spetrofotometer Serapan Atom (SSA)

Peristiwa serapan atom pertama sekali diamati Fraunhofer, ketika menelaah garis-garis hitam pada spektrum matahari. Sedangkan yang memanfaatkan prinsip serapan atom pada bidang analisis adalah seorang australia bernama Alan Walsh di tahun 1955. Sebelumnnya ahli kimia banmyak tergantung pada cara-cara spektrografik. Beberapa cara ini sulit dan memakan waktu. Kemudian digantikan dengan Spekroskopi Serapan Atom (SSA). Metode ini sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah. (Dedina, J. 1995).

Teknik ini mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan metode Spektroskopi emisi konvensional, pada metode konvensional emisi tergantung pada sumber eksitasi, bila eksitasi dilakukan secara termal maka ia akan tergantung pada temperatur sumber. Selain itu eksitasi termal tidak selalu spesifik dan eksitasi secara serentak terjadi pada berbagai spesies dalam suatu campuran. Sedangkan dengan nyala, eksitasi unsur-unsur dengan tingkat energi eksitasi yang rendah dapat dimungkinkan, tentu saja perbandingan banyaknya atom yang tereksitasi terhadap atom yang berada pada tingkat dasar harus cukup besar, karena metode serapan atom hanya tergantung pada perbandingan ini dan tidak bergantung pada temperatur. (Khopkar, S.M., 2002).

Metode serapan sangatlah spesifik, logam-logam yang membentuk campuran komplek dapat dianalisa dan selain itu tidak selalu diperlukan sumber energi yang besar.

2.10.1. Instrumentasi Spektrofotometer Serapan Atom

Gambar 2.3. Sistematis ringkas dari alat SSA

A. Sumber sinar

Lampu katoda berongga merupakan sinar yang memancarkan spektrum dari unsure logam yang akan dianalisa (setiap logam memiliki lampu khusus untuk logam tersebut).

B. Chopper

Mengatur sinar yang dipancarkan.

C. Tungku

Tempat pembakaran bertujuan untuk mengubah larutan uji menjadi atom – atom dalam bentuk gas. Fungsi pengabut adalah menghasilkan kabut atau aerosol larutan uji.

D. Monokromator

Fungsi monokromator adalah untuk memisahkan garis resonansi daris emua garis yang tak diserap yanhg dipancarkan oleh sumber radiasi.

E. Detektor

Detektor pada spektrofotometer serapan atom berfungsi mengubah intensitas radiasi yang datang menjadi arus listrik. Pada spektrofotometer serapan atom yang umum digunakan adalah tabung penggandaan foton.

F . Rekorder

Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva dari suatu rekorder yang menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi.

(Basset, J. Denney.1994)

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan suatu kebutuhan yang tidak dapat ditinggalkan untuk kebutuhan manusia, karena air diperlukan untuk bermacam – macam keperluan seperti air minum, pertanian, industri, perikanan dan rekreasi. Air yang dapat diminum diartikan sebagai air yang bebas dari bakteri berbahaya dan ketidakmurnian kimiawi.

Salah satu sumber daya air di Indonesia adalah air gambut. Luas lahan gambut di Indonesia mencapai 39,41 juta Ha atau sebesar 27% dari wilayah Indonesia (tidak termasuk Irian Jaya). Sebaran wilayah gambutnya terdapat di Pulau Kalimantan dan Sumatera. Masyarakat yang mendiami wilayah gambut sangat kesulitan dalam mendapat air bersih karena air gambut bersifat asam dan berwarna cokelat (Pinem, 2004).

Berdasarkan data diatas maka air gambut di Indonesia berpotensial untuk dikelola sebagai sumber daya air yang dapat diolah menjadi air bersih atau air minum. Namun masih ditemui banyak kendala dalam proses pengolahannya. Ini disebabkan karena air gambut mengandung sangat banyak senyawa – senyawa organik seperti asam humat, asam fulvat dan humin yang merupakan zat pewarna didalam air gambut. (Gasim, et al, 2007).

Penelitian yang telah dilakukan untuk mengolah air gambut salah satunya adalah dengan cara adsorpsi menggunakan zeolit alami. Namun, hasil dari penelitian ini menyebutkan bahwa diperlukan waktu 48 jam proses adsorpsi untuk bisa mendapatkan air minum yang sesuai standart. Sehingga proses adsorpsi dengan zeolit saja dinilai kurang efektif untuk pengoahan air gambut. (S. Syafalni et al, 2013).

Samosir, A. (2009) telah melakukan penelitian mengenai perbandingan penggunaan tawas dan tanah diatomea dalam proses elektrokoagulasi air gambut menghasilkan air bersih, dimana kadar Fe dan Al dalam air bersih hasil elektrokoagulasi ini telah memenuhi syarat kesehatan air bersih menurut KEPMENKES RI No. 907/MENKES/VII/2002.

Susilawati, et al. (2009) telah melakukan pengolahan air gambut dengan mengkombinasikan larutan tawas dan metode elektrokoagulasi yang kemudian di uji coba ke model. Sebelum proses elektrokoagulasi berlangsung, air gambut terlebih dahulu dicampur dengan larutan tawas (tawas yang dikomersialkan dengan mutu 17 %) sebanyak 10 ml/l air gambut (kadar 1000 ppm). Proses elektrokoagulasi berlangsung optimum dengan waktu elektrokoagulasi 45 menit dengan memberikan tegangan pada elektroda aluminium sebesar 12 volt dan kecepatan alir 1 L/menit. Hasil uji coba ke model diperoleh persentase penurunan warna sebesar 91,79 % (dari 94,295 Pt- Co menjadi 7,746 Pt-Co), kekeruhan sebesar 98,68 % (dari 72,43 NTU menjadi 0,953 NTU), COD sebesar 96,93 %, BOD sebesar 94,58 %, dan kadar besi sebesar 83,65 %.

Dari uraian di atas, maka peneliti akan membandingkan pengaruh penggunaan ferri sulfat atau pun zeolit dalam membantu proses elektrokoagulasi untuk mengurangi kadar Fe dan Mn di dalam air gambut.

1.2. Permasalahan

Asam humus dan derivatnya merupakan penyebab utama warna air gambut berwarna kuning, merah kecoklatan dan hitam. Senyawa-senyawa organik tersebut bersifat asam sehingga umumnya logam – logam terlarut dalam bentuk mikro elemen di dalam air gambut, sehingga dengan proses koagulasi dan flokulasi akan berproses sangat lama, dan bila dengan elektrokoagulasi saja juga sangat lambat. Hal ini dikarenakan, air gambut sangat didominasi oleh senyawa organik.

Berdasarkan identifikasi masalah diatas, maka permasalahan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana cara mengurangi kadar besi dan mangan dari air gambut ?

2. Bagaimana kemampuan ferri sulfat atau zeolit dalam membantu proses elektrokoagulasi ?

1.3. Pembatasan Masalah

Peneliti menggunakan air gambut yang berasal dari Desa Ketapang Indah, Kecamatan Aceh Singkil, Nanggroe Aceh Darussalam. Untuk mengurangi kadar besi dan mangan di dalam air gambut digunakan proses elektrokoagulasi yang dibantu dengan penambahan ferri sulfat atau zeolit.

1.4. Tujuan Penelitian

Yang menjadi tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mempercepat proses elektrokoagulasi pada proses pengurangan kadar besi dan mangan didalam air gambut.

2. Mengoptimalkan penggunaan ferri sulfat atau zeolit dalam proses elektrokoagulasi. 3. Memperoleh air dengan kadar besi dan mangan yang sesuai dengan persyaratan air

bersih menurut KEPMENKES RI No. 907/MENKES/VII/2002.

1.5. Manfaat Penelitian

Yang menjadi manfaat dari hasil penelitian ini adalah:

1. Memberikan informasi tentang solusi alternatif yang mudah dan murah dalam menurunkan kadar besi dan mangan di dalam air gambut.

2. Air hasil elektrokoagulasi yang dihasilkan dapat digunakan untuk keperluan sehari-hari oleh masyarakat yang berada di sekitar lahan gambut.

1.6. Lokasi Penelitian

Air gambut diperoleh dari Desa Ketapang Indah, Kecamatan Aceh Singkil, Nanggroe Aceh Darussalam. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Anorganik FMIPA USU, Medan. Analisis Spektofotometer Serapan Atom (SSA) dilakukan di BARISTAN Industri Medan.

1.7. Metodologi Penelitian

Sebanyak 1000 ml air gambut dimasukkan kedalam gelas beaker lalu ditambahkan larutan Fe2(SO4)3 dengan variasi volume 5 ml, 10 ml, 15 ml, 20 ml dan 25 ml, dielektrokoagulasi selama 1 jam, kemudian dialirkan ke dalam bejana filtrasi. Lalu sebanyak 100 ml filtratnya dimasukkan kedalam gelas beaker kemudian ditambahkan 5 ml HNO3 (p) dan diuapkan hingga sampel hampir habis. Selanjutnya ditambahkan 50 ml aquadest kemudian dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml melalui kertas saring. Lalu diencerkan dengan aquadest hingga garis batas dan dihomogenkan. Selanjutnya dianalisa logam Fe dan Mn dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) .

Sebanyak 1000 ml air gambut dimasukkan kedalam gelas beaker lalu ditambahkan zeolit dengan variasi massa zeolit 5 g, 10 g, 15 g, 20 g dan 25 g, dielektrokoagulasi selama 1 jam, kemudian dialirkan ke dalam bejana filtrasi. Lalu sebanyak 100 ml filtratnya dimasukkan kedalam gelas beaker kemudian ditambahkan 5 ml HNO3 (p) dan diuapkan hingga sampel hampir habis. Selanjutnya ditambahkan 50 ml aquadest kemuadian dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml melalui kertas saring. Lalu diencerkan dengan aquadest hingga garis batas dan dihomogenkan. Selanjutnya dianalisa logam Fe dan Mn dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) .

PENGARUH FERRI SULFAT DAN ZEOLIT DALAM PROSES

PENURUNAN KADAR BESI DAN MANGAN DI DALAM AIR

GAMBUT DENGAN METODE ELEKTROKOAGULASI

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh ferri sulfat dan zeolit dalam proses penurunan kadar besi dan mangan dengan metode elektrokoagulasi. Dalam penelitian ini, ferri sulfat dan zeolit bertindak sebagai sumber ion elektrolit. Kedalam air gambut, ditambahkan variasi volume ferri sulfat dan variasi massa zeolit, selanjutnya dilektrokoagulasi. Kondisi optimum pengaruh ferri sulfat dan zeolit dalam air gambut adalah 10ml/L dan 10g/L. Dianalisa logam Fe dan Mn dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). Hasil dengan penambahan ferri sulfat yaitu Fe : 0,0531 mg/L dan kadar Mn : 0,0593 mg/L dengan persentasi penurunan yaitu 98,34% dan 96,52%, serta hasil dengan penambahan zeolit yaitu Fe : 0,0309 mg/L dan kadar Mn : 0,0749 mg/L dengan persentasi penurunan yaitu 99,03% dan 95,61% , dimana telah memenuhi syarat air bersih berdasarkan parameter logam Fe dan Mn pada KEPMENKES RI No. 907/MENKES/VII/2002.

FERRIC SULPHATE AND ZEOLITE EFFECT IN DECREASING IRON AND MANGANESE METAL IN PEAT WATER BY ELECTROCOAGULATION

METHODE

ABSTRACT

Research of ferric sulphate and zeolite effect in the peat water treatment by electrocoagulation method has been done. In this research, ferric sulphate and zeolite act as electrolit ion source. In to peat water added variation of ferric sulphate and zeolite and then electrocoagulated. The optimum condition of ferric sulphate and zeolite in peat water is 10ml/L and 10g/L. analyzed Fe and Mn metal by Atomic Absorption Spectrofotometer (AAS). The result with added of ferric sulphate is Fe : 0,0531 mg/L and Mn : 0,0593 mg/L with decreasing percentation is 98,34% and 96,52%, and with adeed of zeolite is Fe : 0,0309 mg/L and Mn : 0,0749 mg/L with decreasing percentation is 99,03% and 95,61% , has complied with health standart for drink water base on Fe and Mn metals parameters in KEPMENKES RI No. 907/MENKES/VII/2002.

PENGARUH FERRI SULFAT DAN ZEOLIT DALAM PROSES PENURUNAN KADAR BESI DAN MANGAN DI DALAM AIR GAMBUT DENGAN METODE

ELEKTROKOAGULASI

SEMINAR HASIL

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

TIONERLIS ANASTASIA MARPAUNG 100802006

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2015

PERSETUJUAN

Judul : Pengaruh Ferri Sulfat Dan Zeolit Dalam Proses

Penurunan Kadar Besi dan Mangan Di Dalam Air Gambut

Dengan Metode Elektrokoagulasi

Kategori : Seminar Hasil

Nama : Tionerlis Anastasia Marpaung

Nomor Induk Mahasiswa : 100802006

Program Studi : Sarjana (S1) Kimia

Departemen : Kimia

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di

Medan, 21 Januari 2015

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Dra. Saur Lumban Raja, M.Si Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc NIP 195506231968601002 NIP 195606241983031002

Diketahui/Disetujui oleh:

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

DR. Rumondang Bulan, MS NIP 195408301985032001

PERNYATAAN

PENGARUH FERRI SULFAT DAN ZEOLIT DALAM PROSES PENURUNAN KADAR BESI DAN MANGAN DI DALAM AIR GAMBUT DENGAN

METODE ELEKTROKOAGULASI

SEMINAR HASIL

S

aya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 21 Januari 2015

TIONERLIS ANASTASIA MARPAUNG 100802006

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan kasih karuniaNya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan baik.

Dengan rasa hormat, penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc selaku pembimbing 1 dan Ibu Dra. Saur Lumban Raja, M.Si selaku pembimbing 2 yang telah banyak membimbing dan memberi arahan selama penyusunan skripsi ini. Terimakasih juga kepada Bapak Prof. Dr. Seri Bima Sembring selaku Ketua Bidang Kimia Anorganik FMIPA USU dan Bapak Dr. Nimpan Bangun, M.Sc selaku Kepala Laboratorium Kimia Anorganik FMIPA USU yang telah memberikan saran – saran kepada penulis. Terima kasih kepada Dr. Rumondang Bulan, MS dan Bapak Dr. Albert Pasaribu selaku Ketua Departemen dan Sekretaris Departemen Kimia S1 FMIPA-USU Medan, Dra. Herlince Sihotang, M.Si selaku dosen pembimbing serta seluruh dosen kimia yang telah banyak memberikan ilmu kepada penulis selama perkuliahan.

Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Ria, Anggun, Putri, Anggi, Agnes, Irna, Petcy, Carol, Wiwi, Togi, Siska, dan Fitri yang telah memberikan kasih sayang dan cinta layaknya keluarga bagi penulis, serta teman-teman seperjuangan stambuk 2010. Kepada teman – temanku Maslan, Desi dan Lidia yang selalu ada di saat penulis merasa kesulitan. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada rekan – rekan asisten Laboratorium Kimia Anorganik bang Rizal, bang Paulus, kak Lois, bang Fantoso, Nabila, Rahel, Wiwi, Mars, Anita, Daniel, Suryati, Juwita, Fredy, Rendi, Baron, Claresta dan Lince yang selalu memberi tawa, doa dan semangat bagi penulis.

Terimakasih yang sangat dalam akhirnya penulis ucapkan kepada orangtua tercinta, W. O. Marpaung dan E. Simanjuntak yang tak pernah berhenti memberi dukungan moril maupun materil serta selalu mengiringi penulis dalam doa, juga kepada adik – adikku tersayang Martin Surya Marpaung, Sevina Artha Indriyani Marpaung dan Jeremi Octoricardo Marpaung yang selalu memberikan semangat bagi penulis. Terima kasih juga kepada banyak pihak yang tidak bisa disebutkan satu – persatu. Semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan berkatNya bagi kita semua.

Penulis menyadari bahwa isi skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, namun kiranya dapat membrikan manfaat bagi ilmu pengetahuan khususnya di bidang kimia.

Penulis

PENGARUH FERRI SULFAT DAN ZEOLIT DALAM PROSES

PENURUNAN KADAR BESI DAN MANGAN DI DALAM AIR

GAMBUT DENGAN METODE ELEKTROKOAGULASI

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh ferri sulfat dan zeolit dalam proses penurunan kadar besi dan mangan dengan metode elektrokoagulasi. Dalam penelitian ini, ferri sulfat dan zeolit bertindak sebagai sumber ion elektrolit. Kedalam air gambut, ditambahkan variasi volume ferri sulfat dan variasi massa zeolit, selanjutnya dilektrokoagulasi. Kondisi optimum pengaruh ferri sulfat dan zeolit dalam air gambut adalah 10ml/L dan 10g/L. Dianalisa logam Fe dan Mn dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). Hasil dengan penambahan ferri sulfat yaitu Fe : 0,0531 mg/L dan kadar Mn : 0,0593 mg/L dengan persentasi penurunan yaitu 98,34% dan 96,52%, serta hasil dengan penambahan zeolit yaitu Fe : 0,0309 mg/L dan kadar Mn : 0,0749 mg/L dengan persentasi penurunan yaitu 99,03% dan 95,61% , dimana telah memenuhi syarat air bersih berdasarkan parameter logam Fe dan Mn pada KEPMENKES RI No. 907/MENKES/VII/2002.

FERRIC SULPHATE AND ZEOLITE EFFECT IN DECREASING IRON AND MANGANESE METAL IN PEAT WATER BY ELECTROCOAGULATION

METHODE

ABSTRACT

Research of ferric sulphate and zeolite effect in the peat water treatment by electrocoagulation method has been done. In this research, ferric sulphate and zeolite act as electrolit ion source. In to peat water added variation of ferric sulphate and zeolite and then electrocoagulated. The optimum condition of ferric sulphate and zeolite in peat water is 10ml/L and 10g/L. analyzed Fe and Mn metal by Atomic Absorption Spectrofotometer (AAS). The result with added of ferric sulphate is Fe : 0,0531 mg/L and Mn : 0,0593 mg/L with decreasing percentation is 98,34% and 96,52%, and with adeed of zeolite is Fe : 0,0309 mg/L and Mn : 0,0749 mg/L with decreasing percentation is 99,03% and 95,61% , has complied with health standart for drink water base on Fe and Mn metals parameters in KEPMENKES RI No. 907/MENKES/VII/2002.

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Abstract vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel ix

Daftar Gambar x

Daftar Lampiran xi

Bab 1 PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang 1

1.2.Permasalahan 2

1.3.Pembatasan Masalah 3

1.4.Tujuan Penelitian 3

1.5.Manfaat Penelitian 3

1.6.Lokasi Penelitian 4

1.7.Metodologi Penelitian 4

Bab 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Air Gambut 5

2.2. Prospek Pengolahan 8

2.3. Warna Air 10

2.4. Kekeruhan 10

2.5. Besi 11

2.6. Mangan 12

2.7. Zeolit 13

2.8. Ferri Sulfat 15

2.9. Proses Elektrokoagulasi 15

2.10. Spektrofotometer Serapan Atom 18

2.10.1.Instrumentasi Spektrofotometer Serapan Atom 18

Bab 3 METODE PENELITIAN 3.1. Alat-Alat 20

3.2. Bahan 21

3.3. Prosedur Penelitian 21

3.3.1. Pembuatan Larutan H2SO4 4N 21

3.3.2. Pembuatan Larutan Fe(SO4)3 1000 ppm 21

3.3.3. Pengaktifan Zeolit 21

3.3.4. Pembuatan Larutan Standar Ion Fe 22

3.3.4.1. Pembuatan Larutan Induk Ion Fe 1000 mg/L 22

3.3.4.2. Pembuatan Larutan Baku Ion Fe 100 mg/L 22

3.3.4.3. Pembuatan Larutan Baku Ion Fe 10 mg/l 22

3.3.4.5. Pembuatan Larutan Seri Standar Ion Fe 23 3.3.4.6. Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Besi (Fe) 23 3.3.5. Pembuatan Larutan Standar Ion Mn 23 3.3.5.1.Pembuatan Larutan Induk Ion Mn 1000 mg/l 23 3.3.5.2. Pembuatan Larutan Baku Ion Mn 100 mg/l 23 3.3.5.3. Pembuatan Larutan Baku Ion Mn 10 mg/l 23 3.3.5.4. Pembuatan Larutan Baku Ion Mn 1 mg/l 24 3.3.5.5. Pembuatan Larutan Seri Standar Ion Mn 24 3.3.4.6. Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Mn 24 3.3.6. Perlakuan Terhadap Sampel 24

3.4. Bagan Penelitian 26

3.4.1.Pengaktifan Zeolit 26 3.4.2.Elektrokoagulasi air rawa dengan penambahan

larutan Fe2(SO4)3 27 3.4.3.Elektrokoagulasi air gambut dengan penambahan zeolit 28

Bab 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.Hasil Penelitian 29

4.1.1. Pengukuran Kadar Besi dari Hasil Elektrokoagulasi Air

Gambut 29

4.1.1.1. Penurunan Persamaan Garis Regresi 29 4.1.1.2. Menghitung Koefisien Korelasi (R)) 31 4.1.1.3. Penentuan Kadar Besi (Fe) 32 4.1.1.4. Penentuan Persentasi Penurunan Kadar Besi (Fe) 32 4.1.2. Pengukuran Kadar Mangan dari Hasil Elektrokoagulasi Air

Gambut 33

4.1.1.1. Penurunan Persamaan Garis Regresi 34 4.1.1.2. Menghitung Koefisien Korelasi (R)) 35 4.1.1.3. Penentuan Kadar Mangan (Mn) 36 4.1.1.4. Penentuan Persentasi Penurunan Kadar Mangan

(Mn) 37

4.2. Pembahasan 38

Bab 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.Kesimpulan 40

5.2 Saran 40

Daftar Pustaka 41

Lampiran 44

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel

2.1. Komposisi Kimia yang Terkandung dalam Zeolit Alam Sarulla 14 4.1. Data Absorbansi dari Larutan Seri Standar Besi (Fe) 29 4.2. Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi

Besi (Fe) 30

4.3. Konsentrasi Awal Logam Besi di dalam Air Gambut 32 4.4. Konsentrasi dan Persentasi Penurunan Logam Besi Hasil Elektrokoagulasi

Air Gambut dengan Variasi Penambahan Ferri Sulfat 33 4.5. Konsentrasi dan Persentasi Penurunan Logam Besi Hasil Elektrokoagulasi

Air Gambut dengan Variasi Penambahan Zeolit 33 4.6. Data Absorbansi dari Larutan Seri Standar Mangan (Mn) 34 4.7. Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi

Mangan (Mn) 34

4.8. Konsentrasi Awal Logam Mangan di dalam Air Gambut 37 4.9. Konsentrasi dan Persentasi Penurunan Logam Mangan Hasil Elektrokoagulasi Air Gambut dengan Variasi Penambahan Ferri Sulfat 37 4.10. Konsentrasi dan Persentasi Penurunan Logam Mangan Hasil Elektrokoagulasi Air Gambut dengan Variasi Penambahan Zeolit 37

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

Gambar

2.1. Model struktur asam humat berdasarkan Stevenson 6

2.2 Struktur model asam fulvik berdasarkan Buffle 7

2.3 Mekanisme dalam elektrokoagulasi 16

2.4. Sistematis ringkas dari alat SSA 18

4.1 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Fe 32

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

Lampiran

1. KEPMENKES RI No. 907 / MENKES / VII / 2002 44 2. Gambar Alat 52

FERRIC SULPHATE AND ZEOLITE EFFECT IN DECREASING IRON AND MANGANESE METAL IN PEAT WATER BY ELECTROCOAGULATION

METHODE

ABSTRACT

Research of ferric sulphate and zeolite effect in the peat water treatment by electrocoagulation method has been done. In this research, ferric sulphate and zeolite act as electrolit ion source. In to peat water added variation of ferric sulphate and zeolite and then electrocoagulated. The optimum condition of ferric sulphate and zeolite in peat water is 10ml/L and 10g/L. analyzed Fe and Mn metal by Atomic Absorption Spectrofotometer (AAS). The result with added of ferric sulphate is Fe : 0,0531 mg/L and Mn : 0,0593 mg/L with decreasing percentation is 98,34% and 96,52%, and with adeed of zeolite is Fe : 0,0309 mg/L and Mn : 0,0749 mg/L with decreasing percentation is 99,03% and 95,61% , has complied with health standart for drink water base on Fe and Mn metals parameters in KEPMENKES RI No. 907/MENKES/VII/2002.

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Abstract vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel ix

Daftar Gambar x

Daftar Lampiran xi

Bab 1 PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang 1

1.2.Permasalahan 2

1.3.Pembatasan Masalah 3

1.4.Tujuan Penelitian 3

1.5.Manfaat Penelitian 3

1.6.Lokasi Penelitian 4

1.7.Metodologi Penelitian 4

Bab 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Air Gambut 5

2.2. Prospek Pengolahan 8

2.3. Warna Air 10

2.4. Kekeruhan 10

2.5. Besi 11

2.6. Mangan 12

2.7. Zeolit 13

2.8. Ferri Sulfat 15

2.9. Proses Elektrokoagulasi 15

2.10. Spektrofotometer Serapan Atom 18

2.10.1.Instrumentasi Spektrofotometer Serapan Atom 18

Bab 3 METODE PENELITIAN 3.1. Alat-Alat 20

3.3.4.5. Pembuatan Larutan Seri Standar Ion Fe 23 3.3.4.6. Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Besi (Fe) 23 3.3.5. Pembuatan Larutan Standar Ion Mn 23 3.3.5.1.Pembuatan Larutan Induk Ion Mn 1000 mg/l 23 3.3.5.2. Pembuatan Larutan Baku Ion Mn 100 mg/l 23 3.3.5.3. Pembuatan Larutan Baku Ion Mn 10 mg/l 23 3.3.5.4. Pembuatan Larutan Baku Ion Mn 1 mg/l 24 3.3.5.5. Pembuatan Larutan Seri Standar Ion Mn 24 3.3.4.6. Pembuatan Kurva Kalibrasi Ion Mn 24 3.3.6. Perlakuan Terhadap Sampel 24

3.4. Bagan Penelitian 26

3.4.1.Pengaktifan Zeolit 26 3.4.2.Elektrokoagulasi air rawa dengan penambahan

larutan Fe2(SO4)3 27

3.4.3.Elektrokoagulasi air gambut dengan penambahan zeolit 28

Bab 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.Hasil Penelitian 29

4.1.1. Pengukuran Kadar Besi dari Hasil Elektrokoagulasi Air

Gambut 29

4.1.1.1. Penurunan Persamaan Garis Regresi 29 4.1.1.2. Menghitung Koefisien Korelasi (R)) 31 4.1.1.3. Penentuan Kadar Besi (Fe) 32 4.1.1.4. Penentuan Persentasi Penurunan Kadar Besi (Fe) 32 4.1.2. Pengukuran Kadar Mangan dari Hasil Elektrokoagulasi Air

Gambut 33

4.1.1.1. Penurunan Persamaan Garis Regresi 34 4.1.1.2. Menghitung Koefisien Korelasi (R)) 35 4.1.1.3. Penentuan Kadar Mangan (Mn) 36 4.1.1.4. Penentuan Persentasi Penurunan Kadar Mangan

(Mn) 37 4.2. Pembahasan 38

Bab 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.Kesimpulan 40

5.2 Saran 40

Daftar Pustaka 41

Lampiran 44

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman Tabel

2.1. Komposisi Kimia yang Terkandung dalam Zeolit Alam Sarulla 14 4.1. Data Absorbansi dari Larutan Seri Standar Besi (Fe) 29 4.2. Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi

Besi (Fe) 30 4.3. Konsentrasi Awal Logam Besi di dalam Air Gambut 32 4.4. Konsentrasi dan Persentasi Penurunan Logam Besi Hasil Elektrokoagulasi

Air Gambut dengan Variasi Penambahan Ferri Sulfat 33 4.5. Konsentrasi dan Persentasi Penurunan Logam Besi Hasil Elektrokoagulasi

Air Gambut dengan Variasi Penambahan Zeolit 33 4.6. Data Absorbansi dari Larutan Seri Standar Mangan (Mn) 34 4.7. Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Penentuan Konsentrasi

Mangan (Mn) 34 4.8. Konsentrasi Awal Logam Mangan di dalam Air Gambut 37 4.9. Konsentrasi dan Persentasi Penurunan Logam Mangan Hasil Elektrokoagulasi Air Gambut dengan Variasi Penambahan Ferri Sulfat 37 4.10. Konsentrasi dan Persentasi Penurunan Logam Mangan Hasil Elektrokoagulasi Air Gambut dengan Variasi Penambahan Zeolit 37

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

Gambar

2.1. Model struktur asam humat berdasarkan Stevenson 6

2.2 Struktur model asam fulvik berdasarkan Buffle 7

2.3 Mekanisme dalam elektrokoagulasi 16

2.4. Sistematis ringkas dari alat SSA 18

4.1 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Fe 32

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

Lampiran

1. KEPMENKES RI No. 907 / MENKES / VII / 2002 44 2. Gambar Alat 52