EFEK PENAMBAHAN SENYAWA EKSTRAK DAUN BELIMBING WULUH SEBAGAI INHIBITOR KERAK KALSIUM KARBONAT (CaCO3) DENGAN METODE SEEDED EXPERIMENT

EFEK PENAMBAHAN SENYAWA EKSTRAK DAUN BELIMBING WULUH SEBAGAI INHIBITOR KERAK KALSIUM KARBONAT

(CaCO3) DENGAN METODE SEEDED EXPERIMENT

(Skripsi)

Oleh

Putri Febriani Puspita

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2013

ABSTRAK

EFEK PENAMBAHAN SENYAWA EKSTRAK DAUN BELIMBING WULUH SEBAGAI INHIBITOR KERAK KALSIUM KARBONAT

(CaCO3) DENGAN METODE SEEDED EXPERIMENT

Oleh

Putri Febriani Puspita

Endapan kerak merupakan suatu permasalahan serius yang terjadi pada peralatan-peralatan industri. Hal ini disebabkan karena terdapatnya senyawa-senyawa pembentuk kerak dalam air dengan jumlah yang melebihi kelarutannya pada keadaan kesetimbangan. Endapan kerak yang sering ditemukan adalah kalsium karbonat (CaCO3). Oleh karena itu, dalam penelitian ini dilakukan perbandingan antara penambahan inhibitor senyawa ekstrak daun belimbing wuluh dengan NALCO 72990 untuk mengurangi dampak negatif yang ditimbulkan oleh kerak tersebut. Penambahan inhibitor dan tanpa inhibitor terhadap kerak kalsium karbonat (CaCO3) telah dilakukan dengan menggunakan metode penambahan bibit kristal (Seeded experiment) pada konsentrasi CaCO3 sebesar 0,050, 0,075 dan 0,1 M serta variasi inhibitor sebesar 50, 150, serta 250 ppm. Berdasarkan persentase (%) kemampuan menghambat, konsentrasi optimum ekstrak daun belimbing wuluh dalam menghambat kerak CaCO3 pada larutan pertumbuhan 0,05 M adalah pada konsentrasi 250 ppm dengan % kemampuan menghambat sebesar 13,75 %. Pada NALCO 72990 konsentrasi optimum pada 250 ppm dengan % kemampuan menghambat sebesar 100 %. Berdasarkan analisis kualitatif menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) menunjukkan

bahwa morfologi permukaan kerak CaCO3 dengan penambahan inhibitor lebih rapuh dibandingkan dengan tanpa penambahan inhibitor, sedangkan analisis kuantitatif menggunakan Particle Size Analyzer (PSA) menunjukkan bahwa

distribusi ukuran partikel kerak CaCO3 menjadi lebih kecil dengan adanya penambahan inhibitor.

EFEK PENAMBAHAN SENYAWA EKSTRAK DAUN BELIMBING WULUH SEBAGAI INHIBITOR KERAK KALSIUM KARBONAT

(CaCO3) DENGAN METODE SEEDED EXPERIMENT

Oleh

PUTRI FEBRIANI PUSPITA

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA SAINS

pada Jurusan Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2013

Judul Skripsi : EFEK PENAMBAHAN SENYAWA EKSTRAK DAUN BELIMBING WULUH SEBAGAI INHIBITOR KERAK KALSIUM KARBONAT (CaCO3) DENGAN METODE SEEDED EXPERIMENT

Nama : Putri Febriani Puspita

Nomor Pokok Mahasiswa : 0857011011

Jurusan : Kimia

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

MENYETUJUI

1. Komisi Pembimbing

Pembimbing I, Pembimbing II,

Prof. Suharso, Ph.D Dr. Buhani, M.Si

NIP. 196905301995121001 NIP. 196904161994032003 2. Ketua Jurusan

Andi Setiawan, Ph.D. NIP 195809221988111001

MENGESAHKAN

1. Tim Penguji

Ketua : Prof. Suharso, Ph.D ………

Sekretaris : Dr. Buhani, M.Si ………

Penguji

Bukan Pembimbing : Kamisah D.P., M.Si ………...

2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Prof. Dr. Suharso, Ph. D NIP 196905301995121001

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 23 Februari 1991 sebagai anak pertama dari bapak Djoko Sartono dan Alm. ibu Erma Rosani, memiliki 3 adik dari bapak Djoko Sartono dan ibu Aisah.

Pendidikan Taman Kanak-kanak (TK) Al-Huda Bekasi diselesaikan oleh penulis pada tahun 1996. Penulis melanjutkan pendidikan Sekolah Dasar (SD) di SD Aren Jaya XIV Bekasi dan menyelesaikannya pada tahun 2002. Penulis menamatkan pendidikan Sekolah Menengah Pertama (SMP) di SMP Negri XI Bekasi pada tahun 2005. Pendidikan Sekolah Menengah Atas (SMA)

diselesaikan oleh penulis pada tahun 2008 di SMA Negri 1 Tambun Utara.

Penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung melalui jalur Ujian Mandiri (UM) pada tahun 2008. Selain menjadi mahasiswa, penulis pernah menjadi asisten pratikum mata kuliah Pratikum Kimia Anorganik I untuk mahasiswa S1 Kimia pada tahun 2011, Pratikum Kimia Dasar untuk mahasiswa Agribisnis pada tahun 2012. Penulis juga aktif di Organisasi Himpunan Mahasiswa Kimia (HIMAKI) FMIPA Unila sebagai anggota biro Kesekretariatan pada tahun 2008/2009. Penulis juga pernah melaksanakan Kerja Praktek (KP) di Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Tarahan, Lampung Selatan pada tahun 2011.

Dengan penuh rasa syukur pada Allah SWT

kupersembahkan karya tulis ini kepada :

Kedua orang tuaku yang selalu memberikan

dukungan, kasih sayang yang tulus serta doa

yang tiada henti-hentinya sehingga dapat

memberikan semangat pada saat diri ini

terpuruk

Budeh, Alm Pade dan Keluarga Besarku yang

selalu memberikan semangat, doa dan kasih

sayang pada diri ini

Mas Eko Wijianto yang selalu menemani dan

memberikan semangat

Sahabat dan teman yang selalu mendukung

dan berjuang bersama-sama

Guru-guruku yang selalu membimbing dan

memberikan ilmunya

Kata-kata motivasi

Hidup itu tidak sesederhana yang diucapkan tetapi hidup itu juga tidak sekompleks yang dipikirkan (Putri Febriani Puspita)

Hidup memang penuh resiko dan tak ada alasan untuk berdiam ataupun menghindarinya, bergeraklah selagi Allah SWT memberikan waktu

(Putri Febriani Puspita)

Orang Hebat tidak dihasilkan melalui kemudahan, kesenangan atau kenyamanan, tetapi Orang Hebat dibentuk melalui kesukaran, tantangan dan air mata

Terkadang kita harus salah, agar tahu apa yang benar. Harus jatuh, agar tahu cara untuk bangkit. Harus menangis, agar bisa menjadi tegar. Bahkan harus menyesal

agar tahu caranya menjadi yang lebih baik.

Apapun yang terjadi, yakinlah bahwa Allah SWT tidak akan pernah meninggalkanmu, Dia akan selalu ada untuk menguatkan hari-harimu dan menyinari jalanmu. Dia hanya ingin agar kita bertahan dalam hujan agar bisa

SANWACANA

Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala nikmat, rahmat, hidayah, dan ridho-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat serta salam semoga selalu tercurahkan kepada baginda Nabi Muhammad SAW sebagai suri tauladan yang baik dan pemberi syafaat di hari akhir kelak.

Berbekal pengetahuan dan pengalaman yang telah diperoleh, penulis mampu menyelesaikan skripsi yang berjudul Efek Penambahan Senyawa Ekstrak Daun Belimbing Wuluh sebagai Inhibitor Kerak Kalsium Karbonat (CaCO3) dengan Metode Seeded Experiment.

Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan penelitian, tidak lepas dari bantuan banyak pihak yang telah membantu dan membimbing hingga skripsi ini terselesaikan, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Prof. Suharso, Ph.D selaku dosen pembimbing I yang telah bersedia membimbing penulis, memberikan saran dan kritik hingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan skripsi ini;

2. Ibu Dr. Buhani, M.Si selaku dosen pembimbing II yang telah berkenan membimbing penulis, memberikan saran dan kritik pada skripsi yang penulis kerjakan;

3. Ibu Dra. Ilim, M.S selaku dosen pembahas pada saat seminar Usul Penelitian yang telah memberikan masukan, baik saran maupun kritik kepada penulis; 4. Ibu Kamisah D.P., M.Si selaku dosen pembahas yang telah memberikan

banyak masukan, baik saran maupun kritik kepada penulis untuk kesempurnaan tulisan dan penelitian penulis;

5. Ibu Dra. Aspita Laila, M.S selaku pembimbing akademik atas bantuan, saran, nasehat, perhatian serta semangat yang diberikan kepada penulis;

6. Bapak Andi Setiawan, Ph.D selaku Ketua Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung atas bantuan dan saran yang diberikan kepada penulis;

7. Bapak Dr. Eng Suripto Dwi Yuwono, M.T selaku Sekretaris Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung atas saran dan nasehat yang diberikan kepada penulis;

8. Seluruh dosen Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung atas ilmu, bimbingan, dan perhatian yang telah diberikan kepada penulis;

9. Bapak Prof. Suharso, Ph.D selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung;

10.Bapak Djoko, Ibuku, Bude, Alm Pade, Alm mbah serta adik-adikqu Najma, Ella dan Supri atas segala motivasi, limpahan kasih sayang, perhatian, nasihat dan saran yang telah diberikan kepada penulis;

11.Mas Eko Wijianto, yang tak pernah bosan memberikan dukungan serta semangat kepada penulis, terima kasih atas semua bantuannya selama ini, semua pengorbananmu yang tulus dan ikhlas diberikan untuk penulis sehingga dapat membangkitkan semangat penulis ketika terpuruk;

12.Sahabat terbaikku Rizki Amalia (Qie-qie) dan Siti Oktavia S.Si atas dukungan, semangat, dan perhatian yang telah diberikan kepada penulis; 13.Sahabat-sahabatku Dewi Slipianti (Dei FreechKawaii) dan Arindra Respati

yang selalu memberikan nasehat dan semangat kepada penulis;

14.Miftahudin Romli Thohir, S.Si atas semua bantuan, saran, kritik, dukungan yang telah diberikan kepada penulis, tanpamu penelitian ini tak akan berjalan lancar;

15.Mba Dewi Asmarani S.Si dan Mba Rivera Siallagan S.Si atas semua bantuan dan saran yang telah diberikan kepada penulis;

16.Miftasani Chaniago, selaku rekan penelitian atas bantuan, motivasi, kesabaran, keceriaan yang telah diberikan kepada penulis;

17.Teman sekamarku, Nyayu Putri Handayani (Nanda) atas semua kesabaran, bantuan, semangat, dan perhatian yang telah diberikan kepada penulis; 18.Teman-teman seperjuangan 2008 di Anorganik: Miftahudin Romli Thohir

S.Si, Ani Sulistriani S.Si, Elianasari S.Si, Albert Ferdinand S.Si, Musrifatun S.Si, DewaPutuSuryani, Miftasani, Rudi Jailani, Roby. Teman-teman di Analitik: HarnitaYuniar, Ayu Adhitya, NoviaWilliana, Eko Wijianto, Ahmad Ruzki, Majid Rimbani, Nyayu Putri Handayani. Teman-teman di Fisik : Raffel Stevano, Riki Fauzi, Rizki Amalia, Dewi Kartika Sari, Wanti Simanjuntak, Evi Rawati Sijabat, Leny Warlina S.Si, Eny HerianiS.Si, Muhammad Sobari. Kawan-kawan di Organik: Retno Dwi Palupi, TB Didi Supriadi, Mychel Dendiko, Nurjannah, Ricardo Simarmata, Muhammad Amin, Arif Azhari, Vivi. Rekan-rekan di Biokimia: Sundari Riawati S.Si, Ni Putu Yuliastri S.Si, Adek Purnawati S.Si, Muhammad Ramdhan S.Si, Shoffa

Nur Fauziah S.Si, Siti Oktavia S.Si, Puji Mugianto S.Si. Idrus Sapto, Candra Saka Nusantari, Aan Kurniawan atas motivasi, dukungan, keceriaan dan kebersamaan yang telah kita lalui. We are The Best

19.Adik-adik seperjuangan di Anorganik : Rina, Fadli, Sherly, Siska, Umam, Mersi, Dwi Yanto atas support yang diberikan kepada penulis;

20.Keluarga besar kimia 2005-2012; 21.Almamater tercinta;

22.Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang secara tulus memberikan bantuan moril dan materil kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa dalam skripsi ini masih terdapat kekurangan dan kesalahan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk dapat dijadikan acuan dalam memperbaiki kesalahan-kesalahan yang penulis lakukan. Akhirnya penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat dan semoga kebaikan dan bantuan yang diberikan kepada penulis mendapatkan rahmat dari Allah SWT.

Bandar Lampung, 26 Februari 2013 Penulis

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Endapan kerak dapat terjadi pada peralatan-peralatan industri. Hal ini

disebabkan karena terdapatnya senyawa-senyawa pembentuk kerak dalam air dengan jumlah yang melebihi kelarutannya pada keadaan kesetimbangan. Kerak yang terbentuk pada pipa-pipa peralatan industri akan memperkecil diameter dan menghambat aliran fluida pada sistem pipa tersebut, ini akan menyebabkan suhu semakin naik dan tekanan semakin tinggi sehingga kemungkinan pipa akan pecah (Asnawati, 2001).

Salah satu contoh yang merasakan dampak dari terbentuknya kerak tersebut adalah pada industri PLTP (Pembangkit Listrik Tenaga Panas) yang harus mengeluarkan dana sebesar 6-7 juta dolar untuk mengganti setiap pipa setiap 10 tahun untuk mengatasi masalah kerak (Suharso et al, 2010 ; Suharso and

Buhani, 2011 ; Suharso et al, 2011). Selain itu, endapan kerak dapat

menyebabkan penipisan pada dinding boiler yang berdampak terhadap peningkatan penggunaan bahan bakar solar sehingga meningkatkan biaya produksi dan pemborosan bahan bakar fosil yang saat ini persediaannya semakin menipis.

2

Endapan kerak yang sering ditemukan adalah kalsium karbonat (CaCO3) yang disebut juga kerak kalsit. Kalsium karbonat terbentuk ketika ion kalsium (Ca2+) bersenyawa dengan ion karbonat atau ion bikarbonat (CO32-). Berbagai metode untuk mengontrol pembentukan kerak telah banyak dilakukan, antara lain dengan cara pelunakan dan pembebasan mineral air, akan tetapi

penggunaan air bebas mineral dalam industri-industri besar membutuhkan biaya yang cukup tinggi. Hal ini karena sebagian besar biaya ditujukan untuk menyediakan air bebas mineral. Metode lain yang dapat dilakukan untuk mengontrol pembentukan kerak yaitu menggunakan asam untuk menurunkan pH larutan, rentang pH efektif untuk mencegah pengendapan kerak adalah 6,5 sampai 8,0. Namun menghilangkan kerak menggunakan asam dengan

konsentrasi tinggi tidak efektif karena dapat meningkatkan laju korosi dan konduktivitas, serta mempunyai tingkat bahaya yang cukup tinggi dalam penanganannya (Lestari, 2008).

Berdasarkan beberapa kelemahan tersebut, maka saat ini telah dikembangkan salah satu metode efektif yang dapat digunakan untuk mengurangi laju pertumbuhan kerak yaitu dengan menginjeksikan bahan-bahan kimia pencegah kerak (scale inhibitor) ke dalam air yang akan digunakan pada

proses industri. Salah satu prinsip kerja dari scale inhibitor yaitu

pembentukan senyawa kompleks (chelat) antara inhibitor kerakdengan

unsur-unsur pembentuk kerak. Senyawa kompleks yang terbentuk larut dalam air sehingga menutup kemungkinan pertumbuhan kristal yang besar serta dapat mencegah kristal kerak untuk melekat pada permukaan pipa (Asnawati, 2001). Adapun faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan scale

3

inhibitor adalah keefektifan, kestabilan, kecocokan dan biaya. Sifat dari scale

inhibitor yang sangat diharapkan stabil dalam air pada waktu yang panjang dan temperatur yang tinggi (Cowan and Weintritt, 1976).

Pada umumnya terdapat dua macam scale inhibitor yang digunakan yaitu scale inhibitor anorganik dan organik. Scale inhibitor anorganik yang banyak

digunakan adalah jenis fosfat, kondesat fosfat dan dehidrat fosfat, sedangkan untuk scale inhibitor organik yang biasa digunakan adalah organofosfonat,

organofosfat ester dan polimer-polimer organik. Menurut penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, Asnawati (2001) menggunakan inhibitor kerak organik seperti organofosfonat efektif untuk mencegah pembentukan kerak CaCO3. Namun inhibitor kerak tersebut umumnya digunakan pada

konsentrasi tinggi sehingga dapat meningkatkan laju korosi, menaikkan nilai konduktivitas dan total padatan terlarut.

Dengan demikian dibutuhkan inhibitor kerak baru yang lebih efektif jika digunakan pada konsentrasi rendah dan suhu tinggi. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan perbandingan senyawa ekstrak daun belimbing wuluh (Averrhoa bilimbi L) dengan NALCO 72990 sebagai inhibitor kerak CaCO3. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya (Siallagan, 2011), digunakan tanaman gambir sebagai inhibitor pertumbuhan kerak kalsium karbonat karena memiliki kandungan asam tanat (tanin) yang terdapat pada tanaman. Seperti halnya gambir, ekstrak daun belimbing wuluh memiliki kandungan tanin yang cukup tinggi (Wijayakusuma dan Dalimarta, 2006) sehingga memungkinkan tanaman ini untuk dijadikan inhibitor yang cukup

4

efektif dalam menghambat laju pertumbuhan kerak CaCO3 pada pipa-pipa industri.

Selain ekstrak daun belimbing wuluh, pada penelitian ini juga digunakan inhibitor NALCO 72990 sebagai perbandingan keefektifan terhadap kerak CaCO3. NALCO 72990 merupakan produk paten dari perusahaan National Aluminium Company (NALCO). Karena merupakan produk paten, maka komposisi kimia yang terkandung dalam NALCO 72990 tidak diberitahukan kepada konsumen pengguna.

B. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini adalah :

1. Mengetahui pengaruh penambahan ekstrak daun belimbing wuluh dan NALCO 72990 sebagai inhibitor kerak kalsium karbonat (CaCO3) pada konsentrasi yang berbeda.

2. Membandingkan efek penambahan ekstrak daun belimbing wuluh dan NALCO 72990 sebagai inhibitor kerak kalsium karbonat (CaCO3).

C. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang kemampuan inhibitor ekstrak daun belimbing wuluh untuk mencegah

pertumbuhan kerak CaCO3 sehingga dapat dikembangkan untuk menghambat pembentukan kerak pada peralatan-peralatan industri agar dapat mengurangi dampak negatif yang ditimbulkan oleh pembentukan kerak tersebut.

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengendapan Senyawa Anorganik

Endapan didefinisikan sebagai bentuk kristal keras yang menempel pada perpindahan panas permukaan dimana proses penghilangannya dapat

dilakukan dengan cara di bor atau di dril. Endapan yang berasal dari larutan akan terbentuk karena proses penurunan kelarutan pada kenaikan temperatur operasi dan kristal padat melekat erat pada permukaan logam. Endapan yang umum ditemui di lading minyak ada beberapa jenis, seperti kalsium karbonat (CaCO3), kalsium sulfat termasuk gips (CaSO4.2H2O) dan anhidrit (CaSO4), serta barium sulfat (BaSO4) (Lafifah, 2000).

B. Kerak

Kerak didefinisikan sebagai suatu deposit dari senyawa-senyawa anorganik yang terendapkan dan membentuk timbunan kristal pada permukaan suatu subtansi (Kemmer, 1979). Oleh karena itu, pembentukan kerak pada sistem perpipaan di industri maupun rumah tangga menimbulkan banyak

permasalahan teknis dan ekonomis. Hal ini disebabkan karena kerak dapat menutupi atau menyumbat air yang mengalir dalam pipa dan sekaligus

6

menyebabkan kerak yang terbentuk pada pipa-pipa akan memperkecil diameter dan menghambat aliran fluida pada sistem pipa tersebut.

Terganggunya aliran fluida menyebabkan suhu semakin naik dan tekanan semakin tinggi maka kemungkinan pipa akan pecah dan rusak (Patton, 1981). Adapun komponen-komponen kerak yang sering dijumpai pada peralatan industri yaitu, kalsium karbonat (CaCO3), kalsium sulfat (CaSO4) turunan dari kalsium bikarbonat, kalsium dan seng fosfat, kalsium fosfat, silika dengan konsentrasi tinggi, besi dioksida (senyawa yang disebabkan oleh kurangnya kontrol korosi atau alami berasal dari besi yang teroksidasi), besi fosfat (senyawa yang disebabkan karena pembentukan lapisan film dari inhibitor fosfat), mangan dioksida (mangan teroksidasi tingkat tinggi) magnesium silika, silika dan magnesium pada konsentrasi tinggi dengan pH tinggi, magnesium karbonat, magnesium dengan konsentrasi tinggi dan pH tinggi serta CO2 tinggi (Lestari, 2008; Nunn, 1997).

C. Pembentukan Endapan dan Kerak

Menurut Hasanuddin dan Ade (2004) proses pengendapan terjadi melalui 3 tahap, yaitu :

1. Nukleasi

Sebuah inti endapan adalah suatu partikel halus, pembentukan atau

pengendapan dapat terjadi secara spontan. Inti dapat dibentuk dari beberapa molekul atau ion komponen endapan yang tumbuh secara bersama-sama dan jaraknya berdekatan. Atau dapat juga dikatakan partikel halus secara kimia

7

tidak berhubungan dengan endapan tetapi ada kemiripan dengan struktur kisi kristal. Jika inti dibentuk dari ion atau komponen endapan, fasa awal endapan disebut nukleasi homogen.

2. Pertumbuhan Kristal

Kristal terbentuk dari lapisan ion komponen endapan pada permukaan inti. Hal ini karena pada pengolahan air yang melibatkan proses pengendapan sering tidak mencapai kesetimbangan.

3. Aglomerasi

Padatan yang awalnya terbentuk dengan pengendapan, kemungkinan bukan padatan yang paling stabil (secara termodinamika) untuk berbagai kondisi reaksi. Jika demikian, selama jangka waktu tertentu struktur kristal endapan dapat berubah menjadi fasa stabil. Perubahan ini disertai penambahan

endapan dan pengurangan konsentrasi larutan, sebab fasa yang stabil biasanya mempunyai kelarutan yang lebih kecil dari fasa yang dibentuk sebelumnya.

Pematangan juga demikian terjadi pada ukuran kristal endapan yang

bertambah. Sebab partikel yang lebih kecil memiliki energi permukaan yang besar dari pada partikel yang besar, konsentrasi larutan dalam kesetimbangan untuk partikel yang lebih tinggi sebanding untuk partikel yang lebih besar. Akibatnya, pada ukuran partikel yang beragam partikel yang lebih besar terus bertambah, sebab larutan masih dalam keadaan lewat jenuh. Partikel yang lebih kecil melarut, sebab konsentrasi larutan sekarang belum diketahui harga jenuhnya (Hasanuddin dan Ade, 2004).

8

D. Reaksi-Reaksi Pengendapan Senyawa Anorganik Pada Peralatan Industri

Proses pengendapan senyawa-senyawa anorganik biasa terjadi pada peralatan-peralatan industri yang melibatkan air garam seperti industri minyak dan gas, proses desalinasi dan ketel serta industri kimia. Hal ini disebabkan karena terdapatnya unsur-unsur anorganik pembentuk kerak seperti logam kalsium dalam jumlah yang melebihi kelarutannya pada keadaan kesetimbangan. Terakumulasinya endapan-endapan dari senyawa anorganik tersebut dapat menimbulkan masalah seperti timbulnya kerak (Weijnen et al, 1983 ; Maley,

1999).

Kerak didefinisikan sebagai suatu deposit dari senyawa-senyawa anorganik yang mengendap dan membentuk timbunan kristal pada permukaan suatu substansi yang kontak atau berada dalam air (Kemmer, 1979). Pada peralatan industri, kerak terbentuk karena unsur kimia yang larut dalam air terlalu jenuh. Dalam keadaan larutan lewat jenuh beberapa molekul akan bergabung

membentuk inti kristal. Inti kristal ini akan terlarut bila ukurannya lebih kecil dari ukuran partikel kritis (inti kritis), sementara itu kristal-kristal akan

berkembang bila ukurannya lebih besar dari partikel kritis. Apabila ukuran inti kristal menjadi lebih besar dari inti kritis, maka akan mulailah

pertumbuhan kristal. Laju pertumbuhan kristal ditentukan oleh laju difusi zat terlarut pada permukaan kristal dan laju pengendapan zat terlarut pada kristal tersebut. Daya dorong difusi zat-zat terlarut adalah perbedaan antara

konsentrasi zat-zat terlarut pada permukaan kristal dan pada larutan. Kristal-kristal yang telah terbentuk mempunyai muatan ion lebih rendah dan

9

cenderung untuk menggumpal sehingga terbentuklah kerak (Lestari dkk, 2004). Pada prinsipnya, pembentukan kerak terjadi dalam suatu aliran yang bersifat garam jika mengalami penurunan tekanan secara tiba-tiba, maka aliran tersebut menjadi lewat jenuh dan menyebabkan terbentuknya endapan garam yang menumpuk pada dinding-dinding peralatan proses industri (Amjad, 1995). Adapun komponen-komponen kerak yang sering dijumpai pada peralatan industri yaitu kalsium karbonat, kalsium dan seng fosfat, kalsium fosfat, silika dan magnesium silikat (Lestari dkk, 2008).

E. Kerak Kalsium Karbonat (CaCO3)

Kalsium adalah logam putih perak dan agak lunak. Ia melebur pada 845°C kalsium membentuk kation kalsium (II) (Ca2+_{) dalam larutan-larutan air.} Garam-garamnya biasa berupa bubuk putih dan membentuk larutan yang tak berwarna kecuali anionnya berwarna (Svehla, 1990).

Kalsium karbonat (CaCO3) merupakan salah satu endapan penyusun kerak yang menjadi masalah serius pada sebagian besar proses industri yang

melibatkan air garam (Amjad, 1987) dan pada operasi produksi minyak bumi (Halimatuddahliana, 2003). Kalsium karbonat (CaCO3) berupa endapan amorf putih terbentuk dari reaksi antara ion kalsium (Ca2+) dalam bentuk CaCl2 dengan ion karbonat (CO32-) dalam bentuk Na2CO3 (Svehla, 1990).

Ca2+ + CO32- CaCO3

Karbonat dari kalsium tidak larut dalam air dan hasil kali kelarutannya menurun dengan naiknya ukuran Ca2+ (Cotton and Wilkinson, 1989).

10

F. Pembentukan Kerak Kalsium Karbonat (CaCO3)

Pembentukan kerak merupakan proses kristalisasi yang biasanya terdiri dari empat tahap, yaitu : tercapainya keadaan larutan yang lewat jenuh,

pembentukan inti kristal, pertumbuhan kristal pada sekeliling inti,

pertumbuhan kristal kecil membentuk kristal dengan ukuran yang lebih besar (penebalan lapisan kerak) (Hasson and Semiat, 2005).

Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan kerak, adalah sebagai berikut:

1. Kualitas air

Pembentukan kerak dipengaruhi oleh konsentrasi komponen-komponen kerak (kesadahan kalsium, konsentrasi karbonat, dan lain - lain ), pH, dan

konsentrasi bahan penghambat kerak di dalam air. Ada berbagai indeks yang digunakan untuk meramalkan terjadinya pembentukan kerak, diantaranya adalah indeks kejenuhan dari Langelier untuk kalsium karbonat, indeks Green dkk untuk kalsium fosfat dan persamaan Kubo untuk menghitung derajat keasaman (pH) pengendapan kritis kalsium fosfat (Lestari dkk, 2004).

2. Temperatur air

Pada umumnya komponen pembentuk kerak cenderung mengendap atau menempel sebagai kerak pada temperatur tinggi. Hal ini disebabkan karena kelarutannya menurun dengan naiknya temperatur. Laju pengerakan mulai meningkat pada temperatur air 50°C atau lebih dan kadang-kadang masalah kerak terjadi pada temperatur air diatas 60°C (Lestari dkk, 2004).

11

3. Laju alir air

Laju pembentukan kerak akan meningkat dengan turunnya laju alir sistem. Dalam kondisi tanpa pemakaian penghambat kerak, pada sistem dengan laju alir 0,6 m/detik laju pembentukan kerak hanya seperlima dibanding pada laju alir air 0,2 m/detik (Lestari dkk, 2004).

G. Pengaruh Terbentuknya Kerak Kalsium Karbonat (CaCO3) Terhadap Peralatan Industri

Kerak kalsium karbonat (CaCO3) yang sering dijumpai pada pipa-pipa peralatan industri dapat menimbulkan masalah-masalah seperti mengecilnya diameter pipa sehingga menghambat aliran fluida pada sistem pipa tersebut. Terganggunya aliran fluida menyebabkan suhu semakin naik dan tekanan semakin tinggi sehingga kemungkinan pipa akan pecah (Asnawati, 2001). Pada operasi produksi minyak bumi, pembentukan kerak dapat mengurangi produktivitas sumur akibat tersumbatnya penorasi, pompa, valve, dan fitting

(Halimatuddahliana, 2003). Oleh karena itu, perlu dilakukan pencegahan pembentukan kerak untuk mengurangi atau menghilangkan kerak kalsium karbonat yang terdapat pada peralatan-peralatan industri.

H. Metode Pencegahan Terbentuknya Kerak Kalsium Karbonat

Beberapa metode yang pernah dilakukan untuk mencegah terbentuknya kerak kalsium karbonat pada peralatan-peralatan industri adalah sebagai berikut:

12

1. Pengendalian pH

Pengendalian pH dengan penginjeksian asam (asam sulfat atau asam klorida) telah lama diterapkan untuk mencegah pertumbuhan kerak oleh garam-garam kalsium, garam logam bivalen dan garam fosfat (Lestari dkk, 2000). Asam

sulfat yang biasa digunakan pada metode ini akan bereaksi dengan ion karbonat yang ada di air menghasilkan H2O dan CO2 sehingga pembentukan kerak CaCO3 dapat dicegah (Al-Deffeeri, 2006).

CaCO3 + 2H+ Ca2+ + H2O + CO2

Kelarutan bahan pembentuk kerak biasanya meningkat pada pH yang lebih rendah. Namun pada pH 6,5 atau kurang, korosi pada baja, karbon, tembaga, dan paduan tembaga dengan cepat akan berlangsung sehingga pH efektif untuk mencegah pengendapan kerak hanyalah pada pH 7 sampai 7,5.

Oleh karena itu, suatu sistem otomatis penginjeksian asam diperlukan untuk mengendalikan pH secara tepat. Selain itu, asam sulfat dan asam klorida mempunyai tingkat bahaya yang cukup tinggi dalam penanganannya. Saat ini, penghambatan kerak dengan hanya penginjeksian asam semakin jarang

digunakan (Lestaridkk, 2004).

2. Pelunakan dan pembebasan mineral air make-up

Make-up merupakan suatu peralatan industri sebagai tempat dilalui air.

Terbentuknya kerak pada peralatan industri dapat ditemukan di make-up.

Untuk mencegah terjadinya kerak pada air make-up yang mengandung

kesadahan tinggi (± 250 ppm CaCO3) perlu adanya pelunakan dengan

13

tidak akan dijumpai jika yang digunakan adalah air bebas mineral karena seluruh garam-garam terlarut dapat dihilangkan. Oleh karena itu, pemakaian air bebas mineral merupakan metode yang tepat untuk menghambat kerak di dalam suatu sistem dengan pembebanan panas tinggi dimana pengolahan konvensional dengan bahan penghambat kerak tidak berhasil (Lestari dkk, 2004). Namun penggunaan air bebas mineral dalam industri-industri besar membutuhkan biaya yang cukup tinggi sehingga dapat menurunkan efisiensi kerja.

3. Penggunaan inhibitor kerak

Inhibitor kerak pada umumnya merupakan bahan kimia yang sengaja ditambahkan untuk mencegah atau menghentikan terbentuknya kerak bila ditambahkan dengan konsentrasi yang kecil ke dalam air (Halimatuddahliana, 2003). Prinsip kerja dari inhibitor kerak adalah pembentukan senyawa kompleks (kelat) antara inhibitor dengan unsur-unsur penyusun kerak. Senyawa kompleks yang terbentuk larut dalam air sehingga menutup kemungkinan pertumbuhan kristal yang besar dan mencegah kristal kerak untuk melekat pada permukaan pipa (Patton, 1981).

Biasanya, penggunaan bahan kimia tambahan untuk mencegah pembentukan kerak didukung dengan penggunaan bola-bola spons untuk membersihkan secara mekanis permukaan bagian dalam pipa.

Syarat yang harus dimiliki senyawa kimia sebagai inhibitor kerak adalah sebagai berikut:

14

1. Inhibitor kerak harus menunjukkan kestabilan termal yang cukup dan efektif untuk mencegah terbentuknya air sadah dari pembentukan kerak. 2. Inhibitor kerak juga harus dapat merusak struktur kristal dan padatan tersuspensi lain yang mungkin akan terbentuk.

3. Selain itu, inhibitor kerak juga harus memiliki tingkat keamanan yang tinggi dalam penggunaannya sehingga tidak menimbulkan efek samping yang berbahaya bagi lingkungan sekitar (Al-Deffeeri, 2006).

Pada umumnya inhibitor kerak yang digunakan di ladang-ladang minyak atau pada peralatan industri dibagi menjadi dua macam yaitu inhibitor kerak anorganik dan inhibitor kerak organik. Senyawa anorganik fosfat yang umum digunakan sebagai inhibitor adalah kondesat fosfat dan dehidrat fosfat. Pada dasarnya bahan-bahan kimia ini mengandung grup P-O-P dan cenderung untuk melekat pada permukaan kristal. Oleh karena itu, inhibitor kerak organik yang biasa digunakan adalah organofosfonat organofosfat ester dan polimer-polimer organik (Asnawati, 2001). Inhibitor kerak yang pernah digunakan yaitu polimer-polimer yang larut dalam air dan senyawa fosfonat.

Salah satu inhibitor kerak dari polimer-polimer yang larut dalam air yaitu polifosfat. Polifosfat (Gambar 1) merupakan inhibitor kerak yang murah namun keefektifannya terbatas. Keunggulan polifosfat sebagai inhibitor kerak kalsium karbonat (CaCO3) antara lain karena kemampuannya untuk menyerap pada permukaan kristal yang mikroskopik, menghambat pertumbuhan kristal pada batas konsentrasi rendah dan strukturnya yang mampu merusak padatan tersuspensi. Hal ini dapat mencegah pertumbuhan kristal lebih lanjut, atau

15

setidaknya memperlambat proses pertumbuhan kerak. Namun, polifosfat memiliki kelemahan utama yaitu mudah terhidrolisis pada temperatur di atas 90°C menghasilkan ortofosfat.

Gambar 1. Reaksi hidrolisis polifosfat (Al-Deffeeri, 2006)

Reaksi di atas adalah reaksi hidrolisis polifosfat yang merupakan fungsi dari temperatur, pH, waktu, dan adanya ion-ion lain. Ortofosfat yang dihasilkan dapat menyebabkan menurunnya kemampuan untuk menghambat

pertumbuhan kerak dan menyebabkan terbentuknya kerak baru dari presipitasi kalsium fosfat (Gill, 1999), sehingga penggunaan polifosfat sebagai inhibitor kerak hanya efektif pada temperatur rendah (Al-Deffeeri, 2006). Fosfonat merupakan inhibitor yang sangat baik bila dibandingkan dengan polifosfat. Namun fosfonat masih memiliki kelemahan yaitu struktur fosfonat yang monomerik sehingga tidak efektif jika digunakan sebagai dispersing agents

(Al-Deffeeri, 2006).

Penggunaan senyawa-senyawa anorganik (Zhang and Dawe, 2000), asam amino (Manoli et al, 2002), polimer-polimer yang larut dalam air seperti

poliaspartat (Donachy and Sikes, 1994), polifosfat dan senyawa-senyawa lain seperti fosfonat, karboksilat (Al-Deffeeri, 2006), dan sulfonat telah diketahui

16

sangat efektif sebagai inhibitor endapan kalsium karbonat (He et al, 1999;

Choi et al, 2001).

I. Belimbing Wuluh

Belimbing wuluh (Averrhoa bilimbi L) atau sering disebut belimbing asam

merupakan salah satu tanaman yang tumbuh subur di seluruh daerah di Indonesia khususnya di Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam. Tanaman ini termasuk salah satu jenis tanaman tropis yang mempunyai kelebihan yaitu dapat berbuah sepanjang tahun. Belimbing wuluh pohonnya tergolong kecil, tinggi mencapai 10 m dengan batang tidak begitu besar, kasar berbenjol-benjol, dan mempunyai garis tengah hanya sekitar 30 cm. Percabangan sedikit, arahnya condong ke atas, cabang muda berambut halus seperti beludru berwarna coklat muda. Bentuk daun menyirip ganjil dengan 21-45 pasang anak daun. Bunga berukuran kecil dan berbentuk menyerupai bintang, warnanya ungu kemerahan (Wijayakusuma dan Dalimarta, 2006).

Belimbing wuluh dapat tumbuh baik di tempat-tempat terbuka yang mempunyai ketinggian kurang dari 500 meter di atas permukaan laut.

Tanaman ini tumbuh baik di daerah tropis dan di Indonesia banyak dipelihara di pekarangan atau kadang tumbuh liar di ladang atau tepi hutan. Tumbuhan belimbing wuluh menghasilkan buah berwarna hijau dan kuning muda atau sering juga disebut berwarna putih (Thomas, 1992).

17

Gambar 2. Tanaman Belimbing Wuluh (Dasuki, 1991)

Belimbing wuluh (Averrhoa bilimbi L.) banyak ditanam sebagai pohon buah.

Rasa buahnya asam digunakan sebagai sirup dan bahan penyedap masakan. Selain itu juga berguna untuk membersihkan noda pada kain, mengilapkan barang-barang yang terbuat dari kuningan dan sebagai obat tradisional (Wijayakusuma dan Dalimarta, 2006).

Daun belimbing wuluh berkhasiat untuk mengurangi rasa sakit atau nyeri dan pembunuh kuman serta dapat menurunkan kadar gula darah, bunganya juga dapat digunakan sebagai obat batuk dan perasan air buah sangat baik untuk asupan vitamin C dan di samping itu perasan buah juga dapat dipakai untuk keramas sebagai penghilang antiketombe, atau digosokkan sebagai penghilang panu (Arland, 2006). Rasa asam dan sejuk pada buah belimbing wuluh dapat menghilangkan sakit, memperbanyak pengeluaran empedu, antiradang, peluruh kencing (Wijayakusuma dan Dalimarta, 2006).

18

Klasifikasi ilmiah tanaman belimbing wuluh adalah (Dasuki, 1991) Kingdom : Plantae (tumbuhan)

Subkingdom : Tracheobionta (berpembuluh) Superdivisio : Spermatophyta (menghasilkan biji) Divisio : Magnoliophyta (berbunga)

Kelas : Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil) Sub-kelas : Rosidae

Ordo : Geraniales

Familia : Oxalidaceae (suku belimbing-belimbingan) Genus : Averrhoa

Spesies : Averrhoa bilimbi L

J. Komponen Kimia Daun Belimbing Wuluh (Averrhoa bilimbi L)

Daun belimbing wuluh mengandung tanin, sulfur, asam format dan peroksida (Wijayakusuma dan Dalimarta, 2006). Senyawa peroksida yang dapat

berpengaruh terhadap antipiretik, peroksida merupakan senyawa pengoksidasi dan kerjanya tergantung pada kemampuan pelepasan oksigen aktif dan reaksi ini mampu membunuh banyak mikroorganisme (Soekardjo, 1995). Penelitian yang dilakukan oleh Lidyawati dan Ruslan (2006) menunjukkan bahwa penapisan fitokimia menunjukkan bahwa simplisia dari ekstrak metanol daun belimbing wuluh mengandung flavonoid, saponin, tanin dan steroid atau triterpenoid. Pada sel daun terdapat cairan vakuola yang terdapat dalam vakuola terutama terdiri dari air, namun didalamnya dapat terlarut berbagai zat seperti gula, berbagai garam, protein, alkaloida, zat penyamak atau tanin dan

19

zat warna. Jumlah tanin dapat berubah-ubah sesuai dengan musim serta pigmen dalam vakuola adalah flavonoid (Hidayat, 1995).

1. Asam Tanat

Asam tanat (Gambar 3) merupakan unsur dasar dalam zat warna kimia tanaman. Asam tanat banyak terdapat dalam kayu oak, walnut, mahogany, gambir, dan daun belimbing wuluh. Asam tanat merupakan salah satu golongan tanin terhidrolisis dan termasuk asam lemah. Rumus kimia dari asam tanat adalah C41H32O26. Pusat molekul dari asam tanat adalah glukosa, dimana gugus hidroksil dari karboksilat terestrifikasi dengan gugus asam galat. Ikatan ester dari asam tanat mudah mengalami hidrolisis dengan bantuan katalis asam, basa, enzim, dan air panas. Hidrolisis total dari asam tanat akan menghasilkan karboksilat dan asam gallat (Hagerman, 2002).

Gambar 3. Struktur Asam Tanat (Hagerman, 2002)

2. Kuersetin

Kuersetin (Gambar 3) merupakan senyawa flavonoid yang banyak ditemukan dalam tanaman obat, apel, teh hijau, jeruk, dan beberapa sayuran hijau.

20

Kuarsetin banyak digunakan dalam dunia medis sebagai antioksidan dan anti kanker. Kuarsetin memiliki rumus kimia C15H10O7 dengan massa molekul sebesar 302,236 g/mol, densitas sebesar 1,799 g/cm3, dan titik lelehnya 3160C.

Gambar 4. Struktur Kuersetin (Haghiack and Walle, 2005)

K. NALCO 72990

NALCO 72990 merupakan produk paten dari perusahaan National Aluminium Company (NALCO). Karena merupakan produk paten, maka komposisi kimia yang terkandung dalam NALCO 72990 tidak diberitahukan kepada konsumen pengguna. Tetapi berdasarkan studi literatur diperkirakan bahan kimia yang terdapat dalam NALCO diantaranya adalah senyawa fosfat (terutama ortofosfat), zink, dan senyawa organik lainnya. Bahan kimia ini bersifat larut dalam air, tetapi membentuk lapisan-lapisan yang tidak larut pada permukaan logam.

Kandungan bahan kimia lain yang terdapat dalam NALCO selain zink dan ortofosfat adalah senyawa organik terutama lignin dan tanin. Senyawa organik ini dapat berperan dalam air pendingin baik sebagai inhibitor organik

21

ataupun hanya sebagai zat-zat penstabil dari ortofosfat sehingga ortofosfat dapat bekerja lebih baik dalam menghambat terbentuknya kerak, melalui efek sinergistik (jika bergabung memiliki sifat kombinasi yang berlipat ganda) antara ortofosfat dengan senyawa organik tersebut.

L. Seeded Experiment

Seeded Experiment merupakan salah satu metode pembentukan kristal dengan

cara menambahkan bibit kristal ke dalam larutan pertumbuhan. Penambahan bibit kristal dilakukan untuk mendorong terjadinya proses kristalisasi dengan lebih cepat. Adanya area permukaan bibit kristal akan mempermudah

pertumbuhan kristal menjadi lebih besar. Semakin cepat terjadinya proses kristalisasi maka akan semakin cepat laju pertumbuhan inti kristal kalsium karbonat untuk membentuk kristal yang lebih besar (Hardie and Lawrence 1967, Bremere and Ingrida, 1999). Hal ini dilakukan untuk melihat laju pertumbuhan kerak kalsium karbonat setelah ditambahkan ekstrak daun belimbing wuluh dan NALCO 72990 dengan penambahan bibit kristal.

M. Scanning Electron Microscopy (SEM)

SEM digunakan untuk menganalisis morfologi permukaan kristal CaCO3. SEM adalah salah satu jenis mikroskop elektron yang dapat mengamati dan menganalisis karakteristik struktur mikro dari bahan padat yang konduktif maupun yang nonkonduktif. Sistem pencahayaannya menggunakan radiasi elektron yang mempunyai  = 200 _– 0,1 Å. SEM mempunyai daya pisah

22

(resolusi) yang tinggi sekitar 5 nm sehingga dapat dicapai perbesaran hingga ±100.000 kali dan menghasilkan gambar atau citra yang tampak seperti 3 dimensi karena mempunyai depth of field tinggi. Kelebihan menggunakan

SEM antara lain material atau sampel dapat dianalisis tanpa preparasi khusus, karena itu sampel yang tebal sekalipun (bulk) juga dapat dianalisis (Handayani

dkk, 1996).

Pada prinsipnya SEM dapat mengamati morfologi, strukturmikro, komposisi dan distribusi unsur. SEM terdiri dari kolom elektron (electron column),

ruang sampel (sampel chamber), sistem pompa vakum (vacuum pumping system), kontrol elektron dan sistim bayangan (imaging system) (Handayani

dkk, 1996).

Gambar 5. Skema SEM (Gabriel, 1985)

N. Instrument Particle Size Analyzer (PSA)

PSA merupakan instrumen yang digunakan untuk melakukan analisis

distribusi ukuran partikel yang telah digunakan secara luas sejak tahun 1967. Instrumen ini lebih objektif jika dibandingkan dengan teknik pengukuran partikel lainnya, dapat dipercaya dan penggunaannya dapat diulang-ulang.

23

PSA dideskripsikan sebagai teknik yang sempurna, dapat menganalisis dengan cepat, cocok untuk perindustrian, relatif tidak mahal, operator tidak harus terlatih, dan dapat menganalisis ukuran partikel yang mengalami sedikit perubahan. Pada dasarnya PSA digunakan untuk mengamati sifat fisik, fenomena gravitasi padatan dan adsorpsi energi X-ray rendah.

24

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan April _– Oktober 2012 di Laboratorium Kimia Anorganik Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung. Analisis menggunakan SEM dilakukan di Pusat Survei Geologi (PPPGL) Bandung sedangkan analisis menggunakan PSA dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian Kimia (LIPI) Serpong dan analisis spektrofotometer IR dilakukan di Laboratorium Analitik FMIPA Universitas Gajah Mada.

B. Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini berupa alat-alat gelas yang biasa digunakan di laboratorium, botol film, pengaduk magnet, kertas saring, neraca analitik (Airshwoth AA-160), waterbath, botol-botol plastik, vakum

bucher, oven, SEM (Jeol JSM-6360la), PSA (Coulter LS 1000), dan spektrofotometer IR (Prestige-21 Shimadzu).

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah akuades, CaCl2 anhidrat dari chemical products, Na2CO3dari chemical products, dan ekstrak daun belimbing wuluh.

25

C. Prosedur Kerja

1. Pembuatan Ekstrak Daun Belimbing Wuluh

Ekstrak daun belimbing wuluh dibuat dengan cara menghaluskan daun belimbing wuluh yang sudah dikeringkan menggunakan oven. Sebanyak 100 gram serbuk daun belimbing wuluh dilarutkan dalam 1 liter akuades. Larutan tersebut diaduk menggunakan pengaduk magnet selama 2-3 jam, dengan suhu 800_{C. Berdasarkan perlakuan tersebut, diperoleh ekstrak} daun belimbing wuluh dengan konsentrasi 100.000 ppm. Kemudian filtrat diambil dengan menggunakan vakum bucher, setelah itu dianalisis dengan spektrofotometer IR.

2. Preparasi Bibit Kristal

Bibit kristal dibuat dengan melarutkan CaCl2 anhidrat 1 M dalam 50 mL akuades dan dicampurkan dengan Na2CO3 1 M yang sudah dilarutkan dalam 50 mL akuades. Campuran diaduk hingga mengendap sempurna. Kemudian endapan dipisahkan melalui proses penyaringan menggunakan kertas saring. Kristal dicuci dengan akuades untuk menghilangkan sisa-sisa cairan induk dan kotoran. Kristal yang diperoleh dikeringkan dengan oven. Prosedur ini diulang beberapa kali sampai diperoleh jumlah bibit kristal sebanyak 50 gram dan cukup untuk melakukan prosedur

berikutnya. Kristal yang terbentuk selanjutnya akan digunakan sebagai bibit kristal yang akan diamati pertumbuhannya (Suharso, dkk. 2009).

26

3. Pengujian Ekstrak Daun Belimbing Wuluh sebagai Inhibitor dalam Pengendapan Kristal CaCO3 dengan Metode Seeded Experiment Tahapan untuk menguji ekstrak daun belimbing wuluhsebagai inhibitor dalam pengendapan kristal CaCO3 dengan metode seededexperiment

dilakukan dengan rangkaian percobaan sebagai berikut:

a. Penentuan Laju Pengendapan CaCO3 tanpa Inhibitor pada beberapa Variasi Konsentrasi

Larutan pertumbuhan dibuat dengan cara mencampurkan larutan 0,050 M CaCl2 dalam 200 mL dengan larutan 0,050 M Na2CO3 dalam 200 mL. Campuran diaduk dengan pengaduk magnet pada suhu 800C. Kemudian ditempatkan ke dalam waterbath pada suhu 800C selama 15 menit.

Larutan dituangkan ke dalam botol plastik sebanyak 8 buah botol plastik masing-masing sebanyak 50 mL, kemudian ditambahkan 200 mg bibit kristal. Botol-botol ini kemudian ditempatkan ke dalam waterbath pada

suhu 800C. Pengamatan dilakukan selama satu jam, dan setiap 5 menit satu botol diambil untuk ditimbang berat kristal yang terbentuk dengan cara menyaring larutan dalam botol tersebut menggunakan kertas saring. Percobaan ini diulang dengan konsentrasi larutan yang berbeda yaitu 0,075 M dan 0,1 M. Endapan yang terbentuk ditimbang dan kemudian

morfologinya dianalisis dengan SEM. Untuk menganalisis perubahan ukuran kristal, distribusi ukuran partikel dalam kelimpahan endapannya dilakukan dengan menggunakan PSA.

27

b. Penentuan Laju Pengendapan CaCO3 dengan Penambahan Inhibitor pada Beberapa Variasi Konsentrasi

Larutan pertumbuhan dibuat dengan cara membuat larutan 0,050 M CaCl2 dalam 200 mL inhibitor 50 ppm, serta membuat larutan 0,050 M Na2CO3 dalam 200 mL inhibitor dengan konsentrasi 50 ppm. Kemudian larutan dicampur dan diaduk dengan pengaduk magnet pada suhu 800C.

Selanjutnya campuran larutan ditempatkan ke dalam waterbath pada suhu

800C selama 15 menit. Larutan dituangkan ke dalam botol plastik

sebanyak 8 buah botol plastik masing-masing sebanyak 50 mL, kemudian ditambahkan 200 mg bibit kristal. Botol-botol ini kemudian ditempatkan ke dalam waterbath pada suhu 800C. Pengamatan dilakukan selama satu

jam, dan setiap 5 menit satu botol diambil untuk ditimbang berat kristal yang terbentuk dengan cara menyaring larutan dalam botol tersebut menggunakan kertas saring. Percobaan ini diulang dengan beberapa variasi yaitu konsentrasi larutan 0,075 M dan 0,1 M serta konsentrasi inhibitor 100 ppm dan 250 ppm. Endapan yang terbentuk ditimbang dan kemudian morfologinya dianalisis dengan SEM. Untuk menganalisis perubahan ukuran kristal, distribusi ukuran partikel dalam kelimpahan endapannya dilakukan dengan menggunakan PSA.

4. Analisis Data

Data yang diperoleh berupa jumlah endapan terhadap waktunya dengan variasi konsentrasi larutan pertumbuhan dan variasi konsentrasi inhibitor, masing-masing diplot sebagai jumlah endapan terhadap waktu

28

menggunakan Microsoft Excel. Selanjutnya dapat disimpulkan efektivitas inhibitor dalam menghambat laju pembentukan kerak CaCO3. Efektivitas inhibitor dalam menghambat pembentukan kerak CaCO3 dapat diketahui dari jumlah endapan yang dihasilkan. Morfologi CaCO3 sebelum atau sesudah penambahan inhibitor dianalisis dengan SEM. Perubahan ukuran partikel dari kelimpahannya pada masing-masing endapan dari setiap percobaan yang dilakukan juga dianalisis dengan PSA. Distribusi ukuran partikel dari kelimpahannya akan memberikan petunjuk keefektifan inhibitor dalam menghambat laju pembentukan endapan CaCO3.

42

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

1) Pertumbuhan kerak CaCO3 mengalami penurunan setelah ditambahkan ekstrak daun belimbing wuluh. Oleh sebab itu, senyawa ekstrak daun belimbing wuluh dapat digunakan sebagai alternatif inhibitor kerak CaCO3. 2) Pada penelitian ini, konsentrasi yang paling optimum dalam menurunkan

pertumbuhan kerak CaCO3 adalah 250 ppm ekstrak daun belimbing wuluh dengan larutan pertumbuhan kerak 0,05 M. Adapun keefektifan yang dihasilkan adalah 13,75 %.

3) Ekstrak daun belimbing wuluh memiliki efektivitas lebih rendah jika dibandingkan dengan NALCO 72990. Akan tetapi ekstrak daun belimbing wuluh dapat digunakan sebagai alternatif inhibitor kerak CaCO3 karena ramah lingkungan.

43

B. Saran

Adapun saran yang diberikan untuk meningkatkan mutu penelitian yang telah dilakukan yaitu perlunya dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap kerak CaCO3 dengan menggunakan inhibitor bahan alami atau green inhibitor lainnya untuk

menghambat pertumbuhan kerak CaCO3 selain menggunakan ekstrak daun belimbing wuluh.

C. Prosedur Kerja

1. Pembuatan Ekstrak Daun Belimbing Wuluh

Ekstrak daun belimbing wuluh dibuat dengan cara menghaluskan daun belimbing wuluh yang sudah dikeringkan menggunakan oven. Sebanyak 100 gram serbuk daun belimbing wuluh dilarutkan dalam 1 liter akuades. Larutan tersebut diaduk menggunakan pengaduk magnet selama 2-3 jam, dengan suhu 800_{C. Berdasarkan perlakuan tersebut, diperoleh ekstrak} daun belimbing wuluh dengan konsentrasi 100.000 ppm. Kemudian filtrat diambil dengan menggunakan vakum bucher, setelah itu dianalisis dengan spektrofotometer IR.

2. Preparasi Bibit Kristal

Bibit kristal dibuat dengan melarutkan CaCl2 anhidrat 1 M dalam 50 mL akuades dan dicampurkan dengan Na2CO3 1 M yang sudah dilarutkan dalam 50 mL akuades. Campuran diaduk hingga mengendap sempurna. Kemudian endapan dipisahkan melalui proses penyaringan menggunakan kertas saring. Kristal dicuci dengan akuades untuk menghilangkan sisa-sisa cairan induk dan kotoran. Kristal yang diperoleh dikeringkan dengan oven. Prosedur ini diulang beberapa kali sampai diperoleh jumlah bibit kristal sebanyak 50 gram dan cukup untuk melakukan prosedur

berikutnya. Kristal yang terbentuk selanjutnya akan digunakan sebagai bibit kristal yang akan diamati pertumbuhannya (Suharso, dkk. 2009).

26

3. Pengujian Ekstrak Daun Belimbing Wuluh sebagai Inhibitor dalam Pengendapan Kristal CaCO3 dengan Metode Seeded Experiment

Tahapan untuk menguji ekstrak daun belimbing wuluh sebagai inhibitor dalam pengendapan kristal CaCO3 dengan metode seeded experiment dilakukan dengan rangkaian percobaan sebagai berikut:

a. Penentuan Laju Pengendapan CaCO3 tanpa Inhibitor pada beberapa Variasi Konsentrasi

Larutan pertumbuhan dibuat dengan cara mencampurkan larutan 0,050 M CaCl2 dalam 200 mL dengan larutan 0,050 M Na2CO3 dalam 200 mL. Campuran diaduk dengan pengaduk magnet pada suhu 800C. Kemudian ditempatkan ke dalam waterbath pada suhu 800C selama 15 menit. Larutan dituangkan ke dalam botol plastik sebanyak 8 buah botol plastik masing-masing sebanyak 50 mL, kemudian ditambahkan 200 mg bibit kristal. Botol-botol ini kemudian ditempatkan ke dalam waterbath pada suhu 800C. Pengamatan dilakukan selama satu jam, dan setiap 5 menit satu botol diambil untuk ditimbang berat kristal yang terbentuk dengan cara menyaring larutan dalam botol tersebut menggunakan kertas saring. Percobaan ini diulang dengan konsentrasi larutan yang berbeda yaitu 0,075 M dan 0,1 M. Endapan yang terbentuk ditimbang dan kemudian

morfologinya dianalisis dengan SEM. Untuk menganalisis perubahan ukuran kristal, distribusi ukuran partikel dalam kelimpahan endapannya dilakukan dengan menggunakan PSA.

b. Penentuan Laju Pengendapan CaCO3 dengan Penambahan Inhibitor pada Beberapa Variasi Konsentrasi

Larutan pertumbuhan dibuat dengan cara membuat larutan 0,050 M CaCl2 dalam 200 mL inhibitor 50 ppm, serta membuat larutan 0,050 M Na2CO3 dalam 200 mL inhibitor dengan konsentrasi 50 ppm. Kemudian larutan dicampur dan diaduk dengan pengaduk magnet pada suhu 800C.

Selanjutnya campuran larutan ditempatkan ke dalam waterbath pada suhu 800C selama 15 menit. Larutan dituangkan ke dalam botol plastik

sebanyak 8 buah botol plastik masing-masing sebanyak 50 mL, kemudian ditambahkan 200 mg bibit kristal. Botol-botol ini kemudian ditempatkan ke dalam waterbath pada suhu 800C. Pengamatan dilakukan selama satu jam, dan setiap 5 menit satu botol diambil untuk ditimbang berat kristal yang terbentuk dengan cara menyaring larutan dalam botol tersebut menggunakan kertas saring. Percobaan ini diulang dengan beberapa variasi yaitu konsentrasi larutan 0,075 M dan 0,1 M serta konsentrasi inhibitor 100 ppm dan 250 ppm. Endapan yang terbentuk ditimbang dan kemudian morfologinya dianalisis dengan SEM. Untuk menganalisis perubahan ukuran kristal, distribusi ukuran partikel dalam kelimpahan endapannya dilakukan dengan menggunakan PSA.

4. Analisis Data

Data yang diperoleh berupa jumlah endapan terhadap waktunya dengan variasi konsentrasi larutan pertumbuhan dan variasi konsentrasi inhibitor, masing-masing diplot sebagai jumlah endapan terhadap waktu

28

menggunakan Microsoft Excel. Selanjutnya dapat disimpulkan efektivitas inhibitor dalam menghambat laju pembentukan kerak CaCO3. Efektivitas inhibitor dalam menghambat pembentukan kerak CaCO3 dapat diketahui dari jumlah endapan yang dihasilkan. Morfologi CaCO3 sebelum atau sesudah penambahan inhibitor dianalisis dengan SEM. Perubahan ukuran partikel dari kelimpahannya pada masing-masing endapan dari setiap percobaan yang dilakukan juga dianalisis dengan PSA. Distribusi ukuran partikel dari kelimpahannya akan memberikan petunjuk keefektifan inhibitor dalam menghambat laju pembentukan endapan CaCO3.

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

1) Pertumbuhan kerak CaCO3 mengalami penurunan setelah ditambahkan ekstrak daun belimbing wuluh. Oleh sebab itu, senyawa ekstrak daun belimbing wuluh dapat digunakan sebagai alternatif inhibitor kerak CaCO3. 2) Pada penelitian ini, konsentrasi yang paling optimum dalam menurunkan

pertumbuhan kerak CaCO3 adalah 250 ppm ekstrak daun belimbing wuluh dengan larutan pertumbuhan kerak 0,05 M. Adapun keefektifan yang dihasilkan adalah 13,75 %.

3) Ekstrak daun belimbing wuluh memiliki efektivitas lebih rendah jika dibandingkan dengan NALCO 72990. Akan tetapi ekstrak daun belimbing wuluh dapat digunakan sebagai alternatif inhibitor kerak CaCO3 karena ramah lingkungan.

43

B. Saran

Adapun saran yang diberikan untuk meningkatkan mutu penelitian yang telah dilakukan yaitu perlunya dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap kerak CaCO3 dengan menggunakan inhibitor bahan alami atau green inhibitor lainnya untuk menghambat pertumbuhan kerak CaCO3 selain menggunakan ekstrak daun belimbing wuluh.