EFEKTIFITAS MEDAN ELEKTROMAGNET TERHADAP PRESIPITASI CaCO3 pada AIR SADAH.

SKRIPSI

EFEKTIFITAS MEDAN ELEKTROMAGNET TERHADAP
PRESIPITASI CaCO3 pada AIR SADAH

Oleh :

DWI AYU PRICILLIA
0852010032

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JATIM
SURABAYA
2012
.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

SKRIPSI

EFEKTIFITAS MEDAN ELEKTROMAGNET TERHADAP
PRESIPITASI CaCO3 pada AIR SADAH

untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam memperoleh
Gelar Sarjana Teknik ( S-1)

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

Oleh :

DWI AYU PRICILLIA
0852010032

FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “ VETERAN” JATIM
SURABAYA
2012
.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

SKRIPSI

EFEKTIFITAS MEDAN ELEKTROMAGNET TERHADAP
PRESIPITASI CaCO3 pada AIR SADAH
Oleh :

DWI AYU PRICILLIA
0852010032
Telah dipertahankan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi
Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
Pada hari :
Tanggal :

Menyetujui,
Pembimbing

Penguji I

OKIK H.C., ST. MT.
NIP : 3 7507 990172 1

Ir. Putu Wesen, MS.
NIP : 19520920 198303 1 00 1
Penguji II

Mengetahui,

Ir. Tuhu Agung R., MT.
NIP : 19620501 198803 1 00 1

Ketua Program Studi

Penguji III

Dr. Ir. Munawar, MT.
NIP : 19600401 198803 1 00 1

Ir. Naniek Ratni JAR., M.Kes
NIP : 19590729 198603 2 00 1

Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan
Untuk memperoleh gelar sarjana (S1), tanggal :.............................

Dekan Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan

Ir. Naniek Ratni J.A.R., Mkes.
NIP : 19590729 198603 2 00 1
.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

CURRICULUM VITAE
Penelit i
Nama Lengkap

:

Dwi Ayu Pricillia

NPM

:

0852010001

Tempat/ tanggal
lahir
Alamat

:

Ambon, 22 Agustus 1990

:

JL. Siwalankerto Utara Buntu 11-A

Nomor Hp.

:

085733844539

Email

:

Pricillia_dwiayu@yahoo.com

Pendidik an
No

Nama Univ / Sekolah

1

FTSP UPN ”Veteran”
Jatim
SMA Kemala
Bhayangkari I Surabaya

2

Program
Studi
Teknik
Lingkungan

Mulai

Keterangan

Dari

Sampai

2008

2012

Lulus

I PS

2005

2008

Lulus

3

SMPN 36 Surabaya

Umum

2002

2005

Lulus

4

SDN Siwalankerto I / 418

Umum

1996

2002

Lulus

Tugas Ak adem ik

No.

Kegiatan

1

Kuliah Lapangan

2

KKN

3

Kerja Praktek

4

PBPAM

5

SKRI PSI

Tempat/ Judul
PT. SI ER, PT. Multi Bintang I ndonesia, PT.
Sritex,DSDP Denpasar, Balai Konservasi
hutan Mangrove Denpasar-Bali
Desa Kedungrojo, Kec. Bantaran
Kab.Probolinggo
Proses Pengolahan Air Minum PDAM Tirta
Benteng Kota Tangerang
Perencanaan Bangunan Pengolahan Air
Minum
Efektifitas Medan Elektomagnet Terhadap
Presipitasi CaCO3 pada Air Sadah

Or ang Tua

.

Nama

:

Budhy Syakur

Alamat

:

JL. Siwalankerto Utara Buntu 11-A

Telp

:

-

Pekerjaan

:

Swasta

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

Selesai Tahun
2011
2011
2011
2012
2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah yang telah
diberikan kepada penulis sehingga Tugas Akhir Efektifitas Medan Elektromagnet
Terhadap Presipitasi CaCO3 Pada Limbah Pengolahan Udang terselesaikan
dengan baik.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu prasyarat akademik untuk meraih
gelar sarjana teknik (S1) Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik
Sipil dan Perencanaan, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa
Timur.
Tugas Akhir ini dapat terselesaikan atas bantuan serta bimbingan dari
berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima
kasih kepada :
1.

Ibu Ir. Naniek Ratni JAR., Mkes selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil dan
Perencanaan, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur

2.

Bapak DR. Ir. Munawar, MT selaku Ketua Program Studi Teknik
Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

3.

Ibu Ir. Naniek Ratni JAR., Mkes selaku dosen wali dan dosen penguji

4.

Bapak Okik H.C. ST, MT, selaku dosen pembimbing Tugas Akhir yang
telah membimbing dan memberikan pengarahan hingga tugas akhir ini
terselesaikan dengan baik.

i
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

5.

Bapak Ir. Putu Wesen.,MS, Bapak Ir. Tuhu Agung R., MT selaku dosen
penguji saya, terima kasih bapak atas saran, arahan, dan kritiknya sehingga
saya bisa menjadi lebih baik lagi.

Penyusun menyadari banyak kekurangan dalam penyusunan laporan ini.
Segala bentuk kritik dan saran yang sifatnya membangun, demi
kesempurnaan penyusunan laporan yang akan datang.

Surabaya,

Penyusun

ii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ................................................................................ i
DAFTAR ISI .............................................................................................. iii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................. v
DAFTAR TABEL ...................................................................................... vi
INTISARI ................................................................................................... vii
ABSTRACT ............................................................................................... viii
BAB I PENDAHULUAN
I.1

Latar Belakang ............................................................................... 1

I.2

Perumusan Masalah ........................................................................ 2

I.3

Tujuan ............................................................................................ 2

I.4

Manfaat .......................................................................................... 2

I.5

Ruang Lingkup ............................................................................... 2

BAB II TINJ AUAN PUSTAKA
II.1

Kesadahan ...................................................................................... 3

II.2

Cara Penurunan Kesadahan ............................................................. 6

II.2.1

Cara Kimia ..................................................................................... 6

II.2.2

Cara Fisik ....................................................................................... 9

II.3

Definisi proses pengolahan air secara fisik ...................................... 9

II.4

Air Sadah ....................................................................................... 18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN
III.1

Bahan Penelitian ............................................................................ 20

III.2

Alat Penelitian ................................................................................ 20

III.3

Variabel Penelitian ......................................................................... 21
iii

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

III.4

Pembuatan Larutan Sadah ............................................................... 21

III.5

Prosedur Kerja ............................................................................... 21

III.6

Pengujiaan presipitasi CaCO3 .......................................................... 22

III.7

Gambar Alat .................................................................................... 23

III.8

Kerangka Penelitian ....................................................................... 24

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1

Penelitian Pendahuluan ................................................................... 25

IV.2

Hasil Penelitian ............................................................................... 27

IV.2.1. Pengaruh Tegangan dan Laju Alir Terhadap Peningkatan Presipitasi
CaCO3 dengan Jumlah 150 Lilitan Pada Alat EWT ......................... 27
IV.2.2. Pengaruh Tegangan dan Laju Alir Terhadap Kesadahan Ca2+ ......... 30
IV.2.3. Pengaruh Tegangan dan laju Alir Terhadap Prosentase Penurunan
Kesadahan Ca2+ .............................................................................. 32

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1.

Kesimpulan .................................................................................... 34

V.2.

Saran .............................................................................................. 34

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. ix
LAMPIRAN A
LAMPIRAN B
LAMPIRAN C
LAMPIRAN D

iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Kurva Kenaikan Konduktivitas (Δ k) Fungsi Waktu dari Larutan
Elektrolit KCl,NaCl,Na3PO4 dan CaCl2 Sebagai Pengaruh Medan
Magnet pada Konsentrasi 0,1 M dan Suhu 20°C .................... 15
Gambar 3.1. Detail Alat Elektromagnet Water Treatment ........................... 23
Gambar 3.2. Bagan Kerangka Penelitian .................................................... 24
Gambar 4.1. Hubungan antara Tegangan terhadap Peningkatan Presipitasi
CaCO3 dengan Jumlah 150 lilitan pada Alat EWT ................. 28
Gambar 4.2. Hubungan antara Laju Alir terhadap Peningkatan Presipitasi
CaCO3 dengan Jumlah 150 lilitan pada Alat EWT ................. 29
Gambar 4.3. Hubungan Antara Tegangan Terhadap Terhadap Kesadahan Ca2+
............................................................................................... 30
Gambar 4.4. Hubungan Antara laju Alir Terhadap Kesadahan Ca2+ ........... 31
Gambar 4.5. Hubungan Tegangan dan Laju Alir Terhadap Prosentase Penurunan
Kesadahan Ca2+ ...................................................................... 33

v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Klasifikasi Tingkat Kesadahan ................................................... 3
Tabel 4.1. Data

Analisa

Awal

Limbah

ditambah

Limbah

Buatan

(Na2CO3+CaCl2) ........................................................................ 25
Tabel 4.2. Pengaruh Tegangan terhadap Peningkatan Presipitasi CaCO3 dengan
Jumlah 150 lilitan pada Alat EWT ............................................. 27
Tabel 4.3. Pengaruh Tegangan dan Laju Alir Terhadap Kesadahan Ca2+ ..... 30
Tabel 4.4. Pengaruh Tegangan dan Laju Alir Terhadap Prosentase penurunan
Kesadahan Ca2+ .......................................................................... 32

vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

INTISARI

Elektromagnet Water Treatment (EWT) merupakan metode baru yang
digunakan untuk menurunkan kesadahan air secara efektif. Medan elektromagnet
dapat mendorong presipitasi ion Ca2+ dan CO32- pada air sadah membentuk
CaCO3 sehingga kesadahan menurun. Untuk itu perlu adanya suatu penelitian
guna menguji efektifitas medan elektromagnet terhadap presipitasi CaCO3.
Percobaan ini menggunakan model air sadah sintetik yang didapatkan dengan
mencampurkan Na3CO3 dan CaCl2. Percobaan
ini menggunakan alat
Elektromagnet Water Treatment (EWT) yang jumlah lilitannya sebanyak 150,
waktu sirkulasi 10 menit dan volume sampel 2,085 l dengan memvariasikan laju
alir dan tegangan untuk mengukur kesadahan dan peningkatan presipitasi CaCO3 .
Metode analisis yang digunakan adalah titrasi EDTA untuk mengetahui
prosentase penurunan kesadahan dan pengujian presipitasi CaCO3 yang terjadi
untuk mengetahui seberapa efektif medan Elektromagnet Water Treatment
(EWT). Hasil percobaan alat Elektromagnet Water Treatment (EWT) terbukti
efektif terhadap peningkatan presipitasi CaCO3 dengan penurunan kesadahan
mencapai 93,22% karena peningkatan presipitasi berdampak terhadap turunnya
kesadahan dalam air sadah.

Kata Kunci : Kesadahan (Ca2+), Presipitasi CaCO3, Alat Elektromagnet Water
Treatment.

vii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

Abstract

Electromagnetic water treatment (EWT) is a method that can be developed
to reduce the hardness of water effectively. The electromagnetic field can promote
the precipitation of Ca2+ and CO32- ions form CaCO3 therefore reducing the
hardness. To research the extent of the precipitation, need to be conducted to test
effectiveness of electromagnetic fields on CaCO3 precipitation. This experiment
uses an artifical model of hard water obtained by mixing Na2CO3 and CaCl2. The
research uses a number of tools Electromagnetic water treatment windings 150,
circulation time 10 minutes, and the volume of 2,085l has been conducted by
varying the flow rate and voltage to measure hardness and increased
precipitation. The methods of analisis used were the EDTA titration to measure
concentration of Ca2+ and testing that CaCO3 precipitation and testing going on
to determine how effective field Electromagnetic water treatment (EWT). The
result indicates that electromagnetic proven effective against increased hardness
CaCO3 with decreasing precipitation reaches 93,22% because of increased
precipitation affect the hardness drop in water.
Keyword: Hardness (Ca2+), CaCO3 precipitation, Equipment Electromagneti
Water Treatment

viii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB I
PENDAHULUAN

I.1.

Latar Belakang
Air merupakan unsur penting dalam kehidupan, hampir seluruh kehidupan

di dunia ini tidak terlepas dari adanya unsur air. Air yang banyak mengandung
mineral kalsium dan magnesium dikenal sebagai “air sadah”. (Atatisna,dkk.2005).
Selama ini penurunan kesadahan dilakukan dengan berbagai cara salah
satunya yaitu dengan pengolahan air secara kimiawi, pengolahan ini banyak
digunakan untuk menghilangkan kesadahan air. Penambahan inhibitor anti kerak
digunakan untuk menghambat pembentukan kerak pada air sadah, namun pada
metode ini sifat kimia air akan berubah sehingga dapat membahayakan jika
digunakan dalam industri makanan dan farmasi. Oleh karena itu diperlukan
metode lain yang tidak mengubah sifat kimia air yaitu pengolahan air secara fisik
(Saksono,2006).
Saksono et al, menjelaskan metode pengolahan air secara fisik seperti
ultrasonik, radiasi ultraviolet, magnetik dan elektromagnetik merupakan teknologi
alternatif yang banyak dikembangkan saat ini karena bersifat relatif terhadap
manusia maupun lingkungan. Hingga saat ini, penelitian mengenai EWT
(Elektromagnet Water Treatment) masih terus dikembangkan.
Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai
Efektifitas Medan Elektromagnet terhadap presipitasi CaCO3 pada Air Sadah

1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2

I.2.

Perumusan Masalah
Penurunan kesadahan selama ini menggunakan cara kimia yang ternyata

dapat membahayakan karena penggunaan inhibitor anti karak pada pengolahan
oleh karenanya diperlukan metode lain yang dapat menurunkan kesadahan tanpa
merubah sifat kimia air dan juga relatif lebih ekonomis
I.3.

Tujuan
a. Untuk mengetahui pengaruh medan elektromagnet (EWT) terhadap
peningkatan jumlah presipitasi CaCO3.
b. Untuk mengetahui pengaruh laju alir dan tegangan yang efektif dalam
menurunkan kesadahan pada sistem EWT (Elektromagnet Water
Treatment).

I.4.

Manfaat
Manfaat dari penelitian ini ialah memberi solusi efektif dan ekonomis

dalam penurunan kesadahan.
I.5.

Ruang lingkup
Dalam penelitian ini dibatasi hal-hal sebagai berikut :
1. Air sampel : Sampel air sadah yang dikondisikan dari larutan Na2CO3
dan CaCl2
2. Proses pengolahan air secara fisik yang digunakan dalam penelitian ini
ialah proses fisik dengan menggunakan elektromagnet
3. Parameter yang diukur dalam penelitian ini adalah: Kesadahan Ca2+,
Presipitasi CaCO3.
4. Penelitian ini dilakukan dengan sistem Batch

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA

II.1.

Kesadahan
kesadahan disebabkan oleh adanya logam-logam atau kation-kation yang

bervalensi 2, seperti Fe, Sr, Mn, Ca dan Mg, tetapi penyebab utama dari kesadahan
adalah kalsium (Ca) dan magnesium (Mg). Kalsium dalam air mempunyai
kemungkinan bersenyawa dengan bikarbonat, sulfat, khlorida dan nitrat, sementara
itu magnesium terdapat dalam air kemungkinan bersenyawa dengan bikarbonat,
sulfat dan khlorida.
Tingkat kesadahan di berbagai tempat perairan berbeda-beda, pada umumnya air
tanah mempunyai tingkat kesadahan yang tinggi, hal ini terjadi, karena air tanah
mengalami kontak dengan batuan kapur yang ada pada lapisan tanah yang dilalui air.
Air permukaan tingkat kesadahannya rendah (air lunak), kesadahan non karbonat
dalam air permukaan bersumber dari kalsium sulfat yang terdapat dalam tanah liat
dan endapan Iainnya.
Tabel 2.1 : Klasifikasi Tingkat Kesadahan.
Mg/I CaCO 3

Tingkat Kesadahan

0 — 75

Lunak (soft)

75 – 150

Sedang (moderately hard)

150 – 300

Tinggi (hard)

>300

Tinggi sekali (very hard)

3
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

4

Kesadahan atau hardness adalah salah satu sifat kimia yang dimiliki oleh
air. Penyebab air menjadi sadah adalah karena adanya ion-ion Ca2+, Mg2+. Atau
dapat juga disebabkan karena adanya ion-ion lain dari polyvalent metal (logam
bervalensi banyak) seperti Al, Fe, Mn, Sr dan Zn dalam bentuk garam sulfat,
klorida dan bikarbonat dalam jumlah kecil.
Air yang banyak mengandung mineral kalsium dan magnesium dikenal
sebagai “air sadah”, atau air yang sukar untuk dipakai mencuci. Senyawa kalsium
dan magnesium bereaksi dengan sabun membentuk endapan dan mencegah
terjadinya busa dalam air. Oleh karena senyawa-senyawa kalsium dan magnesium
relatif sukar larut dalam air, maka senyawa-senyawa itu cenderung untuk
memisah dari larutan dalam bentuk endapan atau presipitat yang akhirnya menjadi
kerak.
Pengertian kesadahan air adalah kemampuan air mengendapkan sabun, di
mana sabun ini diendapkan oleh ion-ion yang saya sebutkan diatas. Karena
penyebab dominan/utama kesadahan adalah Ca2+ dan Mg2+, khususnya Ca2+,
maka arti dari kesadahan dibatasi sebagai sifat / karakteristik air yang
menggambarkan konsentrasi jumlah dari ion Ca2+ dan Mg2+, yang dinyatakan
sebagai CaCO3. Kesadahan ada dua jenis, yaitu (Giwangkara, 2008) :
a. Kesadahan Sementara
Adalah kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam bikarbonat,
seperti Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2. Kesadahan sementara ini dapat / mudah
dieliminir dengan pemanasan (pendidihan), sehingga terbentuk endapan CaCO3
atau MgCO3.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

5

Reaksinya:
Ca(HCO3)2 → dipanaskan → CO
2 (gas) + H2O (cair) + CaCO3 (endapan)
Mg(HCO3)2 →

dipanaskan

→

CO
2 (gas) +

H2O (cair)

+ MgCO3

(endapan)
b. Kesadahan Tetap
Adalah kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam klorida, sulfat
dan karbonat, misal CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2. Kesadahan tetap dapat
dikurangi dengan penambahan larutan soda – kapur (terdiri dari larutan natrium
karbonat dan magnesium hidroksida) sehingga terbentuk endapan kalsium
karbonat (padatan/endapan) dan magnesium hidroksida (padatan/endapan) dalam
air.
Reaksinya:
CaCl2 + Na2CO3 →

CaCO3 (padatan/endapan) + 2NaCl (larut)

CaSO4 + Na2CO3 →

CaCO3 (padatan/endapan) + Na2SO4 (larut)

MgCl2 + Ca(OH)2 →

Mg(OH)2 (padatan/endapan) + CaCl2 (larut)

MgSO4 + Ca(OH)2 →

Mg(OH)2 (padatan/endapan) + CaSO4 (larut)

Ketika kesadahan kadarnya adalah lebih besar dibandingkan penjumlahan
dari kadar alkali karbonat dan bikarbonat, yang kadar kesadahannya eqivalen
dengan total kadar alkali disebut “ kesadahan karbonat; apabila kadar kesadahan
lebih dari ini disebut “kesadahan non-karbonat”. Ketika kesadahan kadarnya sama
atau kurang dari penjumlahan dari kadar alkali karbonat dan bikarbonat, semua
kesadahan adalah kesadahan karbonat dan kesadahan noncarbonate tidak ada.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

6

Kesadahan mungkin terbentang dari nol ke ratusan miligram per liter, bergantung
kepada sumber dan perlakuan dimana air telah subjeknya.

II.2.

Cara Penurunan Kesadahan
Penurunan

kesadahan

menggunakan

berapa

cara

yaitu

beberapa

pengolahan yaitu cara kimia dan fisik:
II.2.1. Cara Kimia
a. Pemanasan
Untuk membebaskan air dari kesadahan tetap, tidak dapat dengan jalan
pemanasan melainkan harus dilakukan dengan cara kimia, yaitu dengan
mereaksikan air tersebut dengan zat-zat kimia tertentu. Pereaksi yang digunakan
adalah larutan karbonat, yaitu Na2CO3 (aq) atau K2CO3 (aq). Penambahan larutan
karbonat dimaksudkan untuk mengendapkan ion Ca2+ dan atau Mg2+.
CaCl2 (aq) + Na2CO3 (aq) –> CaCO3 (s) + 2NaCl (aq)
Mg(NO3)2 (aq) + K2CO3 (aq) –> MgCO3 (s) + 2KNO3 (aq)
Dengan terbentuknya endapan CaCO3 atau MgCO3 berarti air tersebut telah
terbebas dari ion Ca2+ atau Mg2+ atau dengan kata lain air tersebut telah terbebas
dari kesadahan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

7

b. Pengenceran
Pengenceran dengan menggunakan air destilasi (air suling/aquadest) dapat pula
dilakukan untuk menurunkan kesadahan. Air yang memiliki tingkat kesadahan
yang tinggi, dapat diencerkan dengan air yang bebas sadah.
c. Reverse Osmosis (RO) atau Deioniser (DI)
Cara yang paling baik untuk menurunkan kesadahan adalah dengan menggunakan
reverse osmosis (RO) atau deioniser (DI). Celakanya metode ini termasuk dalam
metode yang mahal. Hasil reverse osmosis akan memiliki kesadahan = 0, oleh
karena itu air ini perlu dicampur dengan air keran sedemikian rupa sehingga
mencapai nilai kesadahan yang diperlukan.
d. Penggunaan Asam-Asam Organik
Penurunan secara alamiah dapat pula dilakukan dengan menggunakan jasa asamasam organik (humik/fulvik) , asam ini berfungsi persis seperti halnya yang terjadi
pada proses deionisasi yaitu dengan menangkap ion-ion dari air pada gugus-gusus
karbonil yang terdapat pada asam organik (tanian). Beberapa media yang banyak
mengandung asam-asam organik ini diantaranya adalah gambut yang berasal dari
Spagnum (peat moss), daun ketapang, kulit pohon Oak, dll.
Proses dengan gambut dan bahan organik lain biasanya akan menghasilkan warna
air kecoklatan seperti air teh. Sebelum gambut digunakan dianjurkan untuk
direbus terlebih dahulu, agar organisme-organisme yang tidak dikehendaki hilang.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

8

e. Penggunaan Resin Pelunak Air (Penukar Ion)
Resin pelunak air komersial dapat digunakan dalam skala kecil, meskipun
demikian tidak efektif digunakan untuk sekala besar. Resin adalah zat yang punya
pori yang besar dan bersifat sebagai penukar ion yang berasal dari polysterol, atau
polyakrilat yang berbentuk granular atau bola kecil dimana mempunyai struktur
dasar yang bergabung dengan grup fungsional kationik, non ionik/anionik atau
asam. Dalam prosoes ini natrium (Na) pada umumnya digunakan sebagai ion
penukar, sehingga pada akhirnya natrium akan berakumulasi pada hasil air hasil
olahan. Kelebihan natrium (Na) dalam air akuarium merupakan hal yang tidak
dikehendaki.
f. Penggunaan Zeolit
Zeolit adalah aluminosilikat berhidrat, alami atau buatan, dengan struktur
Kristal berdimenci tiga terbuka, yang di dalam kisinya teerdapat molekul air. Air
dapat diusih lewat pemanasan dan zeolit kemudian dapat menyerap molekul lain
yang ukurannya cocok. Zeolit digunakan untuk memisahkan campuran lewat
penyerapan terpilih (selektif) (Anonim 2011).
Namun pengolahan air secara kimiawi, banyak digunakan untuk
menghilangkan kesadahan air. Penambahan inhibitor anti kerak digunakan untuk
menghambat pembentukan kerak pada air sadah. Pada metode ini, sifat kimia air
akan berubah, sehingga dapat membahayakan jika digunakan dalam industri
makanan dan farmasi. Metode lain yang digunakan adalah pengolahan air secara
fisik (Saksono,2006).

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

9

II.2.2. Cara Fisik
Saksono et al, menjelaskan metode pengolahan air secara fisik seperti
ultrasonik, radiasi ultraviolet, magnetik dan elektromagnetik merupakan teknologi
alternatif yang banyak dikembangkan saat ini karena bersifat relatif aman
terhadap manusia maupun lingkungan.
II.3.

Definisi Proses Pengolahan Air Secara Fisik

II.3.1. Ultrasonik
Gelombang ultrasonik dapat memberikan efek fisis, kimia, maupun
biologis pada medium. Salah satu efek dari iradiasi ultrasonik yang dikaji dalam
penelitian ini adalah peristiwa flokulasi yang dibuktikan melalui penurunan
kekeruhan air. Pemrosesan ultrasonik dilakukan dengan cara meiradiasikan
gelombang ultrasonik ke dalam cairan dengan frekuensi dan intensitas tertentu.
Salah satu efek dari iradiasi ultrasonik yang akan dikaji dalam penelitian ini
adalah penurunan kekeruhan sebagai efek dari adanya acoustic agglomeration
dari ultrasonik. Mekanisme acoustic agglomeration yang terjadi berprinsip pada
tumbukan antar partikel karena getaran molekuler yang diinduksikan dari iradiasi
gelombang pada medium. Iradiasi ultrasonik akan menyebabkan partikel-partikel
tersebut bergetar. Amplitudo dari partikel-partikel ini akan lebih besar dari
amplitudo getaran yang dialami oleh partikel lebih besar. Makin besar perbedaan
amplitudo getarannya, maka makin sering partikel-partikel kecil dan partikelpartikel yang lebih besar bertumbukan diantara mereka. Akibat tumbukan ini, dua
partikel akan saling

menempel membentuk partikel yang lebih besar

(agglomerasi). Makin banyak partikel-partikel lain yang bertumbukan dengan dua

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

10

partikel semula ini akan menyebabkan massa totalnya semakin membesar sampai
akhirnya cukup besar untuk mengendap (Komarov et al., 2005; Meegan et
al.,2001;). Mekanisme kompleks dari aglomerasi akustik melibatkan interaksi dari
gaya orthokinetik dan hidrodinamik. Interaksi orthokinetik merupakan interaksi
yang disebabkan akibat gaya kinetik partikel akibat tumbukan, sedangkan
interaksi hidrodinamik merupakan interaksi yang disebabkan oleh gaya luar
seperti pergerakan zat cair (Gallego, 1999). Gabungan partikel dapat terdiri dari
ukuran partikel yang bermacam-macam dan konsentrasi yang berbeda-beda pula.
Penggabungan partikel merupakan akibat lanjutan dari tumbukan antar partikel,
dimana laju tumbukan sebanding dengan konsentrasi dari dua partikel yang saling
bertumbukan (Gregory, 2006). Frekuensi dan daya yang digunakan turut
mempengaruhi efisiensi yang dihasilkan (Gondrexon et al., 1998). Frekuensi dari
iradiasi ultrasonik tidak bisa dinaikkan tanpa batas karena mempengaruhi efisiensi
proses yang terjadi (Googate, 2003). Percobaan sebelumnya yang pernah
dilakukan oleh Zhang (2006) membuktikan bahwa ultrasonik terbukti efektif
untuk menurunkan kekeruhan dari sampel yang mengandung alga. Dari hasil
percobaan yang dilakukan, trend penurunan kekeruhan sebanding dengan
peningkatan efisiensi penghilangan alga. Hasil tersebut menunjukkan bahwa
ultrasonik tidak hanya berfungsi untuk menghilangkan alga dalam air tetapi juga
zat-zat terlarut lainnya (Mutiarani,2011).
II.3.2. Radiasi Ultraviolet
Radiasi UV merusak DNA mikroba pada panjang gelombang hampir
260 nm. Menyebabkan dimerisasi thymine, yang menghalangi replikasi DNA dan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

11

efektif menginaktivasi mikroorganisme. Inaktivasi mikroba sebanding dengan dosis
UV, yang memakai satuan microwat per detik per centimeter kuadrat. Beberapa
variable (seperti partikel tersuspensi, COD, warna) dalam efluent air limbah
dapat mempengaruhi transmisi UV dalam air dan akhimya mempengaruhi
kebutuhan untuk disinfeksi. Beberapa senyawa organik (seperti zat humus,
senyawa phenol, lignin sulfonat dari industri pulp dan kertas, besi feri) dapat juga
mempengaruhi transmisi UV dalam air.
Bakteri indikator sebagian terlindungi dari radiasi UV apabila bersatu
dengan partikel. padatan tersuspensi. Padatan tersuspensi hanya melindungi
sebagian mikroorganisme dari efek bahaya radiasi UV. Hal ini disebabkan partikel
suspensi dalam air dan air buangan hanya mengabsorbsi sebagian dari sinar UV.
Padatan mengabsorbsi 75% cahaya, dan sisa 25% dipantulkan. Beberapa variable
(seperti partikel tersuspensi, COD, warna) dalam efluent air limbah dapat
mempengaruhi transmisi UV dalam air dan akhimya mempengaruhi kebutuhan
untuk disinfeksi. Beberapa senyawa organik (seperti zat humus, senyawa
phenol, lignin sulfonat dari industri pulp dan kertas, besi feri) dapat juga
mempengaruhi transmisi UV dalam air. Disinfeksi dengan UV saat ini secara
ekonomis bersaing dengan khlorinasi dan tidak menimbulkan hasil samping
racun seperti pada khlorinasi. Masalah yang terjadi adalah kesulitan
mengukur dosis UV yang diperlukan untuk disinfeksi efluent air limbah.
Model seperti pengujian dengan spora Bacillus subtilis atau RNA phage
MS2 diajukan untuk menentukan dosis UV yang efektif untuk disinfeksi. MS2

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

12

menunjukkan ketahanan yang lebih tinggi terhadap iradiasi UV dibandingkan
virus enteric (seperti virus hepatitis A, rotavirus).
Keuntungan dan Kerugian Disinfeksi dengan UV
Berikut keuntungan disinfeksi air atau air limbah dengan iradiasi UV antara
lain :
•

Efisien untuk menginaktivasi bakteri dan virus pada air minum
(diperlukan dosis yang lebih tinggi untuk kista protozoa).

•

Tidak menimbulkan hasil samping senyawa karcinogen atau hasil samping
yang bersifat racun.

•

Tidak menimbulkan masalah rasa atau bau.

•

Tidak diperlukan penyimpanan dan penanganan bahan kimia beracun.

•

Unit UV hanya memerlukan ruang yang kecil.

Beberapa kerugian disinfeksi dengan UV antara lain adalah :
•

Tidak ada residu disinfektan pada air yang telah diolah (oleh karena itu
diperlukan penambahan khlorin atau ozon setelah proses UV)

•

Relat if sulit menentukan dosis UV.
Pembentukan bioffim pada permukaan lampu (Said,2008).

II.3.3. Anti-scale Magnetic Water Treatment (AMWT)
Anti-scale Magnetic Water Treatment (MWT) merupakan suatu metode
yang dapat mengurangi tingkat kesadahan air tanpa mengubah sifat kimia dari air
dan relatif lebih ekonomis. Magnetisasi air sadah banyak dilakukan dengan sistem

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

13

sirkulasi fluida dinamik, yaitu air sadah dialirkan melalui suatu medan magnet
secara berulang-ulang. Proses ini menyebabkan peningkatan CaCO3 yang
terbentuk (Saksono at al.,2007).
Anti scale magnetic treatment (AMT), merupakan metode pengolahan air
sadah dengan menggunakan medan magnet yang mempunyai sejarah panjang dan
kontroversial. Publikasi ilmiah dibidang AMT ini hingga saat ini masih terus
dilaporkan
Hal ini disebabkan masih banyak aspek-aspek teoretis maupun aplikasi
yang belum terjawab dengan memuaskan. Pengaruh medan magnet terhadap
pembentukan CaCO3 hingga efektifitas proses AMT masih menjadi perdebatan
yang hangat oleh para peneliti, dimana hasil-hasil yang dilaporkan masih bersifat
kontradiktif
Efektivitas AMT akan dapat diketahui dengan memahami terlebih dahulu
pengaruh medan magnet terhadap proses presipitasi CaCO3. Model larutan air
sadah yang banyak digunakan oleh para peneliti sampai saat ini, untuk melihat
proses pembentukan partikel CaCO3, adalah campuran larutan Na2CO3 dan CaCl2.
Persamaan reaksinya dapat ditulis pada Persaman (1) :
Na2CO3 (aq)+ CaCl2 (aq) → CaCO3 (s)+ 2NaCl(aq) (1)
Higashitani dalam percobaannya mendapatkan bahwa magnetisasi ion CO32- pada
larutan Na2CO3 yang dilanjutkan dengan pencampuran dengan larutan CaCl2
mampu menahan pembentukan CaCO3 di fasa larutan.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

14

II.3.3.1. Efek Hidrat Ion
Dalam air sadah terdapat ion-ion dan partikel hasil presipitasi ion-ion.
Keberadaan ion-ion seperti Ca2+ dan CO32- dalam air sadah menyebabkan ion-ion
tersebut akan terhidrasi oleh molekul air membentuk ion hidrat. Semakin tinggi
energi hidrasinya (Δ G hydration), maka semakin kuat molekul air terikat di
sekeliling ion tersebut. Proses pembentukan kerak (presiptasi CaCO3) akan sangat
ditentukan oleh kestabilan ion Ca2+ dan CO32- dalam larutan air sadah.
Magnetisasi diduga akan memperkuat energi hidrasi ion terutama untuk ion
dengan energi hidrasi yang rendah (ion meta-stabil) seperti CO32-. Magnetisasi ion
CO32- dalam larutan dapat menstabilkan atau mencegah ion tersebut dari proses
presipitasi dengan ion Ca2+ untuk membentuk kerak.Efek hidrat ion juga memiliki
sifat memori, dimana ion CO32- yg sudah termagnetisasi akan tetap memiliki sifat
kestabilan yang tinggi meskipun sudah tidak dikenai medan magnet lagi
Efek hidrat ion adalah salah satu efek penting yang akan diamati dalam penelitian
ini dengan perlakuan magnetisasi larutan Na2CO3 sebelum dicampur dengan
CaCl2 untuk diamati proses presipitasinya.
II.3.3.2. Konduktivitas Larutan Elektrolit.
Holysz telah melakukan pengamatan pengaruh medan magnet terhadap
konduktivitas dari berbagai larutan elektrolit menggunakan sistem fluida statik.
Gambar 1 menunjukkan bahwa medan magnet akan menaikkan konduktivitas
larutan.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

15

Konduktivitas suatu larutan elektrolit dapat menunjukkan mobilitas dari
ion-ion hidrat yang ada dalam larutan tersebut. Kenaikan konduktivitas suatu
larutan eletrolit pada konsentrasi, tekanan dan suhu yang konstan menunjukkan
adanya penurunan diameter ion hidrat yang disertai dengan penguatan ikatan ion
hidratnya. Semakin tinggi kenaikan konduktivitas (Δ κ), menunjukkan semakin
besar penguatan hidrat ion yang terjadi akibat medan magnet.

Gambar 2.1. Kurva Kenaikan Konduktivitas ( Δ κ) Fungsi Waktu dari Larutan
Elektrolit KCl, NaCl, Na3PO4 dan CaCl2 Sebagai Pengaruh Medan Magnet pada
Konsentrasi 0.1 M dan Suhu 20oC
Pengujian konduktivitas dari larutan Na2CO3 dan CaCl2 dibawah pengaruh
medan magnet akan memberikan informasi dan pemahaman yang lebih baik
terhadap efek hidrat ion khususnya dalam menekan laju presipitasi CaCO3.
II.3.3.3. Morfologi Kristal CaCO 3
Jenis kristal kerak CaCO3 yang terbentuk merupakan bagian penting dari
efektivitas proses AMT. Kalsit merupakan jenis kristal yang paling banyak

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

16

dijumpai pada kerak CaCO3. Beberapa hasil penelitian menunjukkan adanya
peningkatan jumlah kristal Aragonit di fasa larutan pada air sadah yang
termagnetisasi . Kristal aragonit adalah jenis kristal yang bersifat lebih mudah
lepas dari dinding (soft scale) dibanding kalsit. Studi tentang pengaruh medan
magnet terhadap pembentukan kerak khususnya pada deposit kerak akan
melengkapi studi komprehensif pengaruh medan magnet dalam proses presipitasi
CaCO3 (Saksono,2007).
II.3.4. Elektromagnet Water Treatment (EWT)
Electromagnetic Water Treatment (EWT) merupakan metode yang
berpotensi dikembangkan untuk menurunkan kesadahan air. Medan elektromagnet
dapat mendorong presipitasi in Ca2+ dan CO32- pada air sadah membentuk CaCO3
sehingga kesadahan menurun
Metode pengolahan air sadah menggunakan medan elektromagnet
memberikan suatu keuntungan tersendiri karena

dampaknya yang tidak

menimbulkan perubahan kimia terhadap produk air yang diolah serta biaya
pemeliharaan dan operasionalnya yang relatif rendah. Prinsip kerja alat ini adalah
dengan memberikan medan listrik dengan frekuensi tertentu pada aliran air sadah
melalui sebuah kumparan dengan lilitan tertentu sehingga dapat mendorong
terjadi proses presipitasi CaCO3. Hasil penelitian terkini menunjukan bahwa
penggunaan medan elektromagnet pada air sadah mampu meningkatkan
pembentukan jumlah partikel CaCO3 hingga 540 % (Leonard et al., 2007).
Medan elektromagnet dapat mempengaruhi jenis kristal CaCO3 yang
terbentuk. Kristal kalsit merupakan kristal yang paling banyak dijumpai pada

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

17

kerak CaCO3, dan bersifat menempel kuat di permukaan (hard scale). Aragonit
dijumpai sebagai kerak CaCO3 yang mudah terlepas dari dinding (soft scale),
sedangkan vaterite bersifat tidak stabil dan bertransformasi lanjut menjadi kalsit
(Abdel et al., 2002). Knez (2005) dan Kobe (2002) dengan memakai larutan
CaCO3 dan kuat medan magnet di atas 1 T mendapatkan adanya peningkatan
aragonit pada fasa larutan. Sistem EWT yang efektif adalah yang mampu
mendorong presipitasi CaCO3, sehingga kandungan ion Ca2+ pada air sadah dapat
diturunkan. Untuk itu diperlukan studi pengaruh kondisi operasi EWT terhadap
proses presipitasi CaCO3 pada air sadah.
Ion Ca2+ dan CO32- pada air sadah akan dikelilingi oleh molekul air
membentuk suatu lapisan (hydration shell) yang disebut hidrat ion. Hydration
shell ini akan menahan bergabungnya ion-ion tersebut membentuk molekul
CaCO3 seperti yang terlihat pada Gambar 2.2

Gambar 2.2. Orientasi molekul air Terhadap ion Ca2+ dan CO32- dalam
larutan.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

18

Kekuatan interaksi hidrat ion dapat dipengaruhi oleh agitasi mekanik,
suhu, konsentrasi
ion dan medan elektromagnet. Medan elektromanget dapat memperlemah ion dan
molekul air dan meningkatkan tumbukan antara ion Ca2+ dan CO3

2-

sehingga

mempercepat laju nukleasi dan presipitasi CaCO3. Laju nukleasi CaCO3 (J) dapat
dirumuskan pada persamaan (1) sebagai berikut (Cho et al., 1997)
J=A exp

∆

A exp

(

)

Dimana A : faktor frekuensi; T : suhu; S :faktor supersaturasi/konsentrasi ; dan _:
Volume molekular.
Faktor frekuensi mengatur jumlah dan efektivitas tumbukan yang
berhubungan dengan jumlah tumbukan total. Medan elektromagnet dapat
merubah faktor frekwensi sehingga keefektifan dari tumbukan ion-ion meningkat
dan akhirnya akan menghasilkan nukleasi (Choet al.1997). Perubahan faktor
frekuensi meyebabkan melemahnya ikatan hidrogen antara ion dan molekul air di
sekelilingnya. Medan elektromagnet mengorientasikan penggabungan ion (baik
positif maupun negatif) dengan meningkatkan momen dipolenya (Kozic et al.,
2003). Hal ini merupakan basis dalam memahami peningkatan presipitasi CaCO3
dibawah pengaruh medan elektromagnet (Saksono et al, 2010).
II.4.

Air Sadah
Dalam penelitian ini air sadah yang digunakan adalah air sadah buatan,

dengan volume 1000 ml didapatkan dari campuran antara Na2CO3 1060 mg dan
CaCl2 1100 mg yang diencerkan dengan aquades hingga mencapai 1000 ml.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

19

Model air sadah ini banyak digunakan oleh para peneliti untuk melihat proses
pembentukkan partikel CaCO3 .
Wang et al melakukan magnetisasi pada campuran larutan Na2CO3 dan
CaCl2 dengan mengamati turbiditas larutan saat presipitasi. Wang mendapatkan
bahwa saat magnetisasi terjadi peningkatan nukleasi CaCO3 dan terbentuk partikel
CaCO3 yang lebih banyak dengan ukuran partikel yang lebih kecil dibanding
sampel non-magnetisasi.
Sedangkan Gabrielli et al menggunakan model larutan CaCO3 dan sistem
aliran sirkulasi mendapatkan adanya peningkatan laju presipitasi CaCO3 di fasa
larutan selama proses magnetisasi. Presipitasi partikel CaCO3 dapat terjadi di fasa
larutan dan di fasa permukaan berupa deposit. Total presipitasi CaCO3 merupakan
gabungan presipitasi dari kedua fase tersebut ( Saksono et al,2006 ).

Dalam penelitian sebelumnya Saksono (2010) membuktikan bahwa medan
elektromagnet berpengaruh terhadap meningkatnya jumlah presipitasi CaCO3
dimana terjadi kenaikan presipitasi CaCO3 hingga 347 % dengan jumlah 150
lilitan dibanding tanpa medan elektromagnet.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB III
METODE PENELITIAN
III.1. Bahan yang digunakan
1. Serbuk Na2CO3 1,06 gram dan serbuk CaCl2 1,10 gram
2. Aquades
3. Larutan EDTA 0,01 N
4. Larutan Buffer pH 12 sebanyak 2 ml
5. Larutan buffer pH 10 sebanyak 2 ml
6. Indikator Murexida 1 spatula
7. Indikator EBT 3 spatula
III.2. Peralatan Penelitian
1. Pipa besi
2. Kawat tembaga
3. Adaptor
4. Pipa dengan panjang ± 2 m dan diameter 1,8 cm dan tebal 1 mm
5. Pompa submersibel
6. Bak penampung
7. Valve
8. Erlenmeyer 250 ml
9. Pipet volume 2 ml
10. Filler
11. Timbangan digital

20
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

21

12. Cawan
13. Labu ukur 1000 ml
III.3. Variabel
1. Variabel tetap :
a. jumlah lilitan yaitu

= 150 lilitan

b. Waktu sirkulasi

= 10 menit

c. Volume sampel

= 2,085 liter

2. Variabel Bebas :

3.

a. Laju alir ( ml/det )

: 3,3 ; 5 ; 6,7 ; 8,3

b. Tegangan (Volt)

: 3 ; 4,5 ; 6 ; 9 ; 12

Parameter yang diteliti

: Kesadahan Ca2+ ; Presipitasi CaCO3

III.4. Pembuatan Larutan Sadah
Pembuatan larutan Natrium Karbonat (Na2CO3) 0,01 M dan larutan kalsium
klorida (CaCl2)

0,01 M dilakukan dengan melarutkan masing-masing

sebanyak 1060 mg dan 1100 mg dengan aquades hingga mencapai volum
1000 ml menggunakan labu ukur.
III.5. Prosedur Kerja
1. Sampel air sadah menggunakan larutan Na2CO3 dan CaCl2 masing-masing
0,01M
2. Sampel air sadah kemudian di masukkan ke dalam bak penampung
(reservoir) disirkulasi melewati medan elektromagnet menggunakan selang
dengan panjang ± 2 m dan diameter 1,8 cm dan tebal 1 mm dan pompa

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

22

3. Sebelum proses treatment terlebih dahulu dilakukan sirkulasi 1 menit yang
ditujukan untuk mencampur larutan sadah sintetik secara merata
4. Proses treatment dilakukan dengan mensirkulasi larutan sadah sebanyak
2,085 liter selama 10 menit dengan kecepatan yang di variasi antara lain:
3,3 ml/det ; 5 ml/det ; 6,7 ml/det ; 8,3 ml/det
5. Setelah proses treatment larutan dalam tabung reservoar dikeluarkan untuk
dilakukan proses pengujian.
6. Pengujian meliputi titrasi kompleksometri EDTA untuk mengukur
kandungan ion Ca2+
III.6. Pengujian Presipitasi CaCO 3
Setelah terjadi presipitasi dalam waktu 10 menit larutan sampel
dipindahkan ke labu erlemeyer untuk diukur kandungan ion Ca2+ nya. Pertama
larutan sampel ditambahkan 2ml larutan buffer 10 untuk membuat suasana basa
dimana indikator EBT dapat bekerja. Penambahan indikator EBT sebanyak 3
spatula akan menangkap semua ion Ca2+ bebas yang ada dilarutan hingga tidak
terjadi presipitasi lanjut. Selanjutnya larutan ini dititrasi dengan larutan EDTA
dimana molekul EDTA akan menarik kembali ion Ca2+ dari indikator EBT hingga
warna sampel larutan berubah menjadi biru. Volum tirasi EDTA akan dihitung
sebagai jumlah CaCO3 yang belum terpresipitasi

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

23

III.7. Gambar Alat

Gambar 3.1. Detail Alat Elektromagnet Water Treatment
Keterangan :
1. Bak penampung
2. Pompa
3. Valve
4. Pipa dengan panjang ± 2 m dan diameter 1,8 cm dan tebal 1 mm
5. Alat Elektromagnet Water Treatment
6. Larutan sadah

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

24

III.8. Kerangka Penelitian

Judul
Efektifitas Medan Elektromagnet terhadap Presipitasi CaCO3 pada
Air Sadah

Studi literatur

Persiapan Alat dan
Bahan

Pembuatan Larutan sadah

Pelaksanaan Penelitian

Analisa Hasil
1. Analisa Kesadahan Ca2+
2. Presipitasi CaCO3

Pembahasan Hasil
1. Pengaruh Tegangan dan laju alir terhadap peningkatan
presipitasi CaCO3 dengan jumlah 150 lilitan pada alat
Elektromagnet Water Treatment (EWT)
2. Pengaruh Tegangan dan laju alir Terhadap Kesadahan Ca2+
Gambar 3.2. Bagan Kerangka Penelitian
3. Pengaruh Tegangan dan laju alir terhadap prosentase
Penurunan Kesadahan Ca2+

Kesimpulan dan Saran
Gambar 3.2. Bagan Kerangka Penelitian

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1. Penelitian Pendahuluan
Penelitian ini dilakukan sesuai dengan prosedur kerja yang tercantum
dalam bab tiga dan dilaksanakan di laboratorium riset dengan menggunakan
sampel air sadah yang dikondisikan.
Pada penelitian ini dilakukan penelitian pendahuluan (Trial and eror)
untuk menentukan laju alir, proses yang dilakukan sesuai dengan variabel tetap
yaitu waktu proses 10 menit dengan variasi putaran valve, hasil yang didapatkan
adalah 8,3 ml/det ; 6,7 ml/det ; 5 ml/det dan 3,3 ml/det.
Dari hasil variasi valve yang telah ditetapkan kemudian dilakukan uji
analisa awal sebagai berikut :
Tabel 4.1. Data Analisa Awal Air Sadah
Parameter

Satuan

Air Sadah

Kesadahan

Mg/l

188,8

Presipitasi awal

Mg/l

0,01200

Sumber : Data Primer
Dari hasil analisa diatas menunjukkan bahwa nilai Kesadahan belum
mencapai

klasifikasi tingkat kesadahan yang seharusnya sehingga perlu
25

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

26

dilakukan proses agar Air Sadah mencapai klasifikasi tingkat kesadahan agar
aman untuk digunakan.

Penelitian ini diawali

dengan membuat larutan sadah sintetik dari

campuran serbuk Na2CO3 sebanyak 1060 mg dan CaCl2 sebanyak 1100 mg
dengan konsentrasi masing-masing 0,01 M dengan cara dilarutkan dengan
aquades sampai 1000 ml, setelah itu larutan sadah sintetik di sirkulasi 1 menit
dengan tujuan untuk mencampur larutan air sadah secara merata.

Setelah itu larutan sadah yang telah tercampur diolah dengan proses fisik
yaitu dengan menggunakan metode Elektromagnet Water Treatment dengan
variasi laju alir yang digunakan yaitu 8,3 ml/det ; 6,7 ml/det ; 5 ml/det dan 3,3
ml/det, sesuai dengan range untuk laju alir yaitu 0,12-22 ml/det (Saksono et al,
2009). Dan variasi tegangan 3 ; 4,5 ; 6 ; 9 ; 12. Dengan variabel tetap yaitu waktu
proses 10 menit, dengan jumlah lilitan 150 dan volume sampel 2,085 liter.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

27

IV.2. Hasil Penelitian
IV.2.1.Pengaruh Tegangan dan Laju Alir terhadap Peningkatan Presipitasi
CaCO 3 dengan J umlah 150 Lilitan pada Alat Elektromagnet Water
Treatment
Tabel 4.2. Pengaruh Tegangan dan Laju Alir terhadap Peningkatan Presipitasi
CaCO3 dengan Jumlah Lilitan 150 pada Alat Elektromagnet Water
Treatment
Tegangan ( Volt )

Laju Alir
(ml/det)
3

4,5

6

9

12

3,3

0,01234

0,01263

0,01296

0,01330

0,01368

5

0,01296

0,01339

0,01373

0,01392

0,01445

6,7

0,01368

0,01402

0,01440

0,01469

0,01503

8,3

0,01488

0,01570

0,01594

0,01632

0,01666

Sumber : Hasil Pengamatan,2012

Gambar 4.1. Hubungan antara Tegangan dengan Peningkatan Presipitasi CaCO3
pada Alat Elektromagnet Water Treatment dengan Jumlah 150
Lilitan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

28

Berdasarkan Gambar 4.1 dan tabel 4.2. dapat dilihat bahwa peningkatan
presipitasi pada alat Elektromagnet Water Treatment dengan jumlah 150 lilitan
yang optimum terjadi pada tegangan 12 volt yaitu 0,016 mg/l hal ini disebabkan
karena pada kumparan Elektromagnet Water Treatment dengan jumlah 150 lilitan
semakin besar tegangan yang diberikan maka semakin besar juga induksi medan
elektromagnet yang diterima air sadah dalam kumparan sehingga menyebabkan
peningkatan jumlah presipiasi CaCO3.
Semakin banyak jumlah lilitan yang digunakan maka akan semakin besar
induksi medan elektromagnet yang diterima air sadah dalam kumparan. Hal
tersebut berdampak pada peningkatan keefektifan tumbukan tumbukan antara ion
Ca2+ dan CO32- sehingga akan meningkatkan proses presipitasi CaCO3.
Jumlah lilitan yang semakin banyak akan menghasilkan medan terpapar
yang semakin luas. Sehingga menambah waktu kontak antara ion-ion dengan
medan elektromagnet sehingga akan menambah efektif proses treatment yang
dilakukan (Saksono et al,2010).
Selain itu juga mempertegas dengan acuan teori gradient medan magnet
yaitu daerah dimana terjadi perubahan kuat medan sebagai fungsi posisi. Jika
suatu zat dengan sifat kemagnetan lemah (paramagnetik) melewati dengan gra