dari tumbuh-tumbuhan tropis yang dapat digunakan sebagai koagulan diantaranya adalah biji kelor Moringa oleifera. Berbagai penelitian yang telah dilakukan
menyatakan bahwa biji kelor merupakan biokoagulan yang dapat digunakan untuk memperbaiki sifat fisika-kimia air limbah.
2.4.1. Koagulan dan Flokulan
Koagulan sintetik adalah garam logam yang bereaksi dengan air yang bersifat alkali basa untuk menghasilkan flok logam hidroksida yang tidak larut,
dimana flok yang terbentuk tidak dapat digolongkan sebagai partikel koloid. Pengendapan yang baik adalah terbentuknya flok-flok yang menghasilkan padatan
yang dapat turun. Koagulan sintetik yang sering digunakan untuk pengolahan air adalah alumunium sulfat alum Al
2
SO
4 3
. Untuk koagulan Al
2
SO
4 3
.18H
2
O, ketika penambahan koagulan kedalam air kotor disertai dengan pengadukan cepat,
Al
2
SO
4 3
segera bereaksi dengan natural alkalinity. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
Al
2
SO
4 3
.18 H
2
O
s
+ 3CaHCO
3 2aq
2AlOH
3
È + 3CaSO
4aq
+ 6CO
2g
+18H
2
O
l
Namun pada kondisi sebenarnya ada beberapa tahapan reaksi yang harus dilalui, yaitu ionisasi Al
2
SO
4 3
dalam air untuk membentuk ion Al
3+
dan ion sulfat SO
4 2-
yang diikuti dengan reaksi hidrolisis dengan H
2
O, untuk membentuk logam hidroksida dan ion hidrogen, seperti reaksi dibawah ini Karamah Ferdi,
2008. Al
3+
+ 3H
2
O
l
AlOH
3
+ 3H
+
24
Flokulan merupakan polimer yang bisa terlarut dalam air dengan berat molekul relatif Mr antara 1000 - 5.000.000 grmol dengan ukuran beberapa ratus
nanometer. Flokulan berfungsi membantu pembentukan makro flok yang akan menahan pecahnya mikro flok setelah terjadi destabilisasi oleh koagulan Arifin,
2007.
2.4.2. Mekanisme Koagulasi
Koloid berasal dari kata “colla” Yunani artinya lengketlem, karena nampak seperti lapisan film atau bentuk gelatin. Partikel-partikel koloid umumya
berasal dari pasir, tanah liat, sisa tanaman, ganggang, zat organik dan lain-lain. Koloid adalah partikel yang tidak dapat mengendap secara alami. Dengan
penambahan suatu pereaksi kimia yang disebut koagulan maka akan membuat keadaan partikel menjadi tidak stabil. Di dalam sistem koloid terdapat dua jenis
gaya, yaitu gaya Van Der Waals dan gaya tolakan elektrostatik. Stabilitas suspensi koloid tergantung pada kesetimbangan gaya tarik dan gaya tolak. Gaya tolakan
elektrostatis yang lebih besar daripada gaya Van Der Waals akan meningkatkan stabilitas suspensi koloid Pararaja, 2008.
Partikel-partikel koloid memiliki muatan sejenis, maka terjadi gaya tolak- menolak yang mencegah partikel-partikel koloid bergabung dan mengendap
akibat gaya gravitasi. Oleh karena itu, selain gerak Brown, muatan koloid juga berperan besar dalam menjaga kestabilan koloid.
Pada awalnya, partikel-partikel koloid mempunyai muatan yang sejenis yang didapatkannya dari ion yang diadsorpsi dari medium pendispersinya.
25
Apabila dalam larutan ditambahkan larutan yang berbeda muatan dengan sistem koloid, maka sistem koloid itu akan menarik muatan yang berbeda tersebut
sehingga membentuk lapisan ganda. Lapisan pertama ialah lapisan padat di mana muatan partikel koloid menarik ion-ion dengan muatan berlawanan dari medium
pendispersi. Sedangkan lapisan kedua berupa lapisan difusi dimana muatan dari medium pendispersi terdifusi ke partikel koloid. Model lapisan berganda tersebut
disebut lapisan ganda Stern. Adanya lapisan ini menyebabkan secara keseluruhan bersifat netral. Jika partikel-partikel koloid tersebut bersifat netral, maka akan
terjadi penggumpalan dan pengendapan karena pengaruh gravitasi. Proses penggumpalan dan pengendapan ini disebut koagulasi Pararaja, 2008.
Energi yang dimiliki koloid adalah jumlah dari energi Van Der Waals dan energi elektrostatik. Supaya suspensi koloid tidak stabil maka perlu untuk
melawan energi yang dibawa oleh koloid. Penambahan suatu koagulan akan mengurangi gaya tolakan elektrostatik sehingga larutan koloid tidak stabil dan
akan terjadi pengendapan koloid. Penetralan dari muatan ini merupakan tujuan utama dari suatu proses koagulasi.
Energi listrik yang dimiliki oleh suspensi koloid disebut zeta potensial, energi ini terdapat di permukaan luar partikel flok. Muatan partikel ini saling tolak
menolak satu dengan yang lainnya. Tujuan penambahan koagulan adalah untuk mereduksi gaya tolakan elektrokinetik antar partikel. Penambahan ion positif dari
koagulan pada koloid yang bermuatan negatif, misalnya partikel tanah, akan mengurangi tolakan langsung dimana gaya Van Der Waals akan ditiadakan dan
partikel akan mengendap Sudarmo, 2004.
26
Partikel-partikel koloid mempunyai muatan listrik akibat penyerapan ion- ion dalam larutan. Muatan partikel ini dapat positif atau negatif. Muatan listrik
partikel dapat disebabkan oleh dua hal seperti dibawah ini : a.
Ionisasi dari partikel koloidnya sendiri Beberapa partikel koloid memperoleh muatan dari proses ionisasi gugus
yang ada pada permukaan partikel koloid. Contohnya adalah koloid protein dan koloid sabundeterjen. Koloid protein merupakan jenis sol yang mempunyai gugus
yang bersifat asam -COOH dan basa -NH
2
. Kedua gugus ini dapat terionisasi dan memberikan muatan pada molekul-molekul protein. Pada pH rendah
konsentrasi H
+
tinggi, gugus basa –NH
2
akan menerima proton H
+
dan membentuk gugus –NH
3 +
.
Pada pH tinggi, -COOH akan mendonorkan proton H
+
dan membentuk gugus –COO
-
. Dalam keadaan asam:
HOOC-R-NH
2
+ H
+
HOOC-R-NH
3 +
Dalam keadaan basa: HOOC-R-NH
2
+ OH
- -
OOC-R-NH
2
+ H
2
O Maka, partikel sol protein bermuatan positif pada pH rendah dan
bermuatan negatif pada pH tinggi. Pada titik pH isoelektrik, partikel-partikel protein bermuatan netral karena muatan -NH
3 +
dan –COO
-
saling meniadakan menjadi netral.
Sedangkan pada koloid sabundeterjen, yang memiliki molekul lebih kecil daripada molekul koloid, pada konsentrasi yang relatif pekat kedua molekul ini
dapat bergabung dan membentuk partikel-partikel berukuran koloid yang disebut
27
misel. Sabun adalah garam karboksilat dengan partikel R-COO
-
Na
+
. Di dalam air partikel ini akan terionisasi. Anion-anion R-COO
-
akan bergabung membentuk misel. Gugus R- tidak larut dalam air sehingga akan terorientasi ke pusat,
sedangkan COO
-
larut dalam air sehingga berada di permukaan yang bersentuhan dengan air.
b. Adsorpsi Selektif
Adsorpsi selektif dari ion-ion dalam larutan oleh partikel koloid menyebabkan terjadinya lapisan listrik rangkap, partikel koloid menyerap ion
positif, ion-ion ini kemudian menyerap ion negatif, tetapi jumlahnya yang diserap lebih sedikit dari ion positif yang ada. Disini terjadi lapisan listrik rangkap, yang
berkedudukan tetap. Contohnya adalah koloid FeOH
3
yang bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H
+
Pararaja, 2008. Tebbut 1982 menyatakan reaksi yang berlangsung untuk memisahkan
warna dengan proses koagulasi sangat tergantung pada pembentukan endapan dari kombinasi zat organik dan anorganik terlarut dengan koagulan, sehingga terdapat
hubungan antara intensitas warna dan dosis koagulan yang diperlukan untuk pemisahan warna. Partikel-partikel yang ada dalam air akan terdestabilisasi
kemudian terflokulasi, flok yang terbentuk akan memisahkan kekeruhan akibat koloid dalam air.
2.4.3. Faktor yang Mempengaruhi Koagulasi dan Flokulasi
