universitas indonesia identifikasi laju reaksi

UNIVERSITAS INDONESIA
IDENTIFIKASI LAJU REAKSI PENYISIHAN LINEAR
ALKYLBENZENE SULFONAT, AMONIA, BESI, DAN MANGAN
MELALUI PROSES HIBRIDA OZONASI DAN TEKNOLOGI MEMBRAN
SKRIPSI
ARDHIAN SOLICHIN
0806367815
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
DEPOK
JUNI 2011
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri,
dan semua sumber baik yang dikutip maupun yang dirujuk
telah saya nyatakan dengan benar
Nama
: Ardhian Solichin
NPM
: 0806367815
Tanda Tangan :
Tanggal
: Juni 2011
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
KATA PENGANTAR
Bismillahirahmanirrahim
Puji syukur saya panjatkan kehadirat ALLAH SWT atas rahmat dan
karuniaNya sehingga penyusunan skripsi yang berjudul “Indentifikasi Laju Reaksi
Penyisihan Linear Alkylbenzene Sulfonat, Amonia, Besi dan Mangan Melalui
Proses Hibrida Ozonasi dan Teknologi Membran” dapat terselesaikan dengan
baik. Penyusunan skripsi ini adalah salah satu dari tugas akhir yang harus
dilakukan untuk memenuhi persyaratan dalam penyelesaian pendidikan Strata
Satu (S1) di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia.
Saya menyadari bahwa penyusunan skripsi ini tidak dapat terselesaikan
dengan baik tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu pada
kesempatan ini, saya menguncapkan terima kasih kepada:
1. Ibu Eva Fathul Karamah, ST, MT, selaku dosen pembimbing yang begitu
sabar dalam memberikan pengarahan dan bimbingannya serta telah
mengorbankan waktu dan tenaga dalam penyusunan skripsi ini.
2. Kedua orang tua dan keluarga saya yang telah banyak memberikan support
kepada saya.
3. Teman-Teman angkatan 2008, yang banyak membantu dalam menyelesaikan
skripsi ini.
4. Serta pihak-pihak lain yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satupersatu dan terutama kepada wiji suryandari atas doa, cinta, dan
dukungannya.
Semoga Allah memberikan imbalan serta amal baik atas budi luhur Bapak/Ibu
tersebut diatas.
Saya menyadari bahwa dalam skripsi ini terdapat banyak kekurangan, untuk itu
saya sangat membutuhkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Akhirnya, saya
berharap agar dimasa yang akan datang tesis ini dapat bermanfaat bagi pihak-pihak yang
membutuhkan.
Depok, Juni 2011
Ardhian Solichin
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
HALAMAN PERYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademis Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama
: Ardhian Solichin
NPM
: 0806367815
Program Studi
: Teknik Kimia
Departemen
: Teknik Kimia
Fakultas
: Teknik
Jenis Karya
: Skripsi
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Nonekslusif (Non-exclisive Royalty Free Right)
atas karya ilmiah saya yang berjudul:
Indentifikasi Laju Reaksi Penyisihan Linear Alkylbenzene Sulfonat, Amonia, Besi
dan Mangan Melalui Proses Hibrida Ozonasi dan Teknologi Membran
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Nonekslusif ini
Universitas Indonesia berhak menyimpan, mengalihmedia/formatkan, mengelola dalam
bentuk pangkalan data (database), merawat dan mempublikasikan tugas akhir saya
selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di
: Depok
Pada Tanggal : Juni 2011
Yang menyatakan
(Ardhian Solichin)
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
ABSTRAK
Nama:
Ardhian Solichin
Judul :
Identifikasi
Laju
Reaksi
Penyisihan
Linear
Alkilbenzene
Sulfonat, Amonia, Besi, dan Mangan Melalui Proses Hibrida
Ozonasi dan Teknologi Membran
Salah satu metode pengolahan air konsumsi terhadap pencemaran organik ataupun logam
terlarut adalah dengan metode hibrida gabungan ozonasi dan filtrasi dengan membran.
Ozonasi digunakan untuk mengurangi fouling pada membran, selain itu juga ozonasi
digunakan sebagai pretreatment awal untuk meningkatkan kerja filtrasi membran seperti
meningkatkan suhu. Membran digunakan untuk menyaring limbah atau bahan pencemar
pada air. Untuk mengetahui besarnya reaksi penyisihan limbah dapat dilihat pada nilai
konstanta laju reaksi tersebut. Dari percobaan dilakukan sebanyak 3 tingkat maka nilai
konstanta reaksi untuk masing masing limbah adalah 1,59 x 10-9 mol/s, 1,56 x 10-9 mol/s,
dan 2,14 x 10-9 mol/s untuk LAS. 1,89 x 10-8 mol/s, 1,19 x 10-12 mol/s, dan 5,07 x 10-8
mol/s untuk Amonia. 3,34 x 10-10 mol/s, 1,67 x 10-10 mol/s, dan 9,71 x 10-9 mol/s untuk
mangan. 1,38 x 10-8 mol/s, 2,95 x 10-8 mol/s, 9,43 x 10-7 mol/s untuk besi.
Kata kunci : Ozonasi, fouling, filtrasi membran, hibrida.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL
i
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
ii
HALAMAN PENGESAHAN
iii
KATA PENGANTAR
iv
HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
v
ABSTRAK
vi
DAFTAR ISI
vii
DAFTAR TABEL
ix
DAFTAR GAMBAR
x
1.
PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Rumusan Masalah
5
1.3 Tujuan Penelitian
5
1.4 Batasan Masalah
5
1.5 Sistematika Penelitian
6
TINJAUAN PUSATAKA
7
2.1 Besi (Fe)
7
2.2 Mangan (Mn)
9
2.3 Amonia (NH3)
10
2.4 Linier Alkil Benzen Sulfonat (LAS)
12
2.5 Kinetika Reaksi Langsung Ozon
14
2.6 Penerapan Kinetika Kimia
15
2.7 Penentuan Model Kinetika Empiris dengan Hukum Pangkat Sederhana
16
METODE PENELITIAN
18
3.1 Diagram Alir Penelitian
18
3.2 Rancangan Penelitian
19
2.
3.
3.2.1 Study Literatur
20
3.2.2 Pengumpulan Data
20
3.2.3.Penentuan Persamaan Kinetika
20
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Halaman
4.
3.2.4 Validasi
21
HASIL DAN PEMBAHASAN
22
4.1 Deskripsi Proses
22
4.2 Karakteristik Data
23
4.2.1 Penyisihan Logam Besi (Fe)
24
4.2.2 Penyisihan Logam Mangan (Mn)
26
4.2.3 Penyisihan Logam Ammonia (NH3)
27
4.2.4
Penyisihan Linear Alkilbenzene Sulfonat (LAS)
4.3 Penyisihan Amonia, LAS, Besi dan Mangan secara campuran
29
30
4.3.1 Penyisihan Logam Besi (Fe) Campuran
31
4.3.2 Penyisihan Logam Mangan (Mn) Campuran
33
4.3.3 Penyisihan Ammonia (NH3) Campuran
35
4.3.4
37
Penyisihan Linear Alkilbenzene Sulfonat Campuran
4.4 Identifikasi Laju Reaksi Dari Grafik Kinetika Reaksi
39
4.4.1 Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Logam Besi (Fe)
40
4.4.2 Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Logam Mangan (Mn)
41
4.4.3 Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Ammonia (NH3)
47
4.4.4 Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Linear
Alkilbenzene Sulfonat
51
4.4.5 Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Logam Besi (Fe) Campuran 55
4.4.6 Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Logam
Mangan (Mn) Campuran
58
4.4.7 Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Ammonia (NH3) Campuran 61
4.4.8 Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Linear Alkilbenzene
Sulfonat Campuran
5. KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
63
67
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Sifat Fisika Besi
9
Tabel 2.2
Sifat Fisik Mangan
10
Tabel 2.3
Sifat Fisika Amonia
11
Tabel 2.4
Sifat – Sifat Fisika LAS
13
Tabel 4.1
Data penyisihan logam besi
25
Tabel 4.2
Data penyisihan logam mangan (Mn)
26
Tabel 4.3
Data penyisihan ammonia
28
Tabel 4.4
Data penyisihan LAS
29
Tabel 4.5
Data Penyisihan Besi campuran
31
Tabel 4.6
Data Penyisihan Mangan campuran
33
Tabel 4.7
Data Penyisihan Amonia campuran
35
Tabel 4.8
Data Penyisihan LAS campuran
37
Tabel 4.9
Hasil Perhitungan Nilai regresi linear dan Tetapan
Laju Reaksi pada Data Penyisihan Logam Besi
Tabel 4.10
Hasil Perhitungan Nilai regresi linear dan Tetapan
Laju Reaksi pada Data Penyisihan Logam Mangan (Mn)
Tabel 4.11
58
Hasil Perhitungan Nilai Regrensi linear dan tetapan laju
reaksi pada bahan pencemar campuran untuk Ammonia
Tabel 4.16
55
Hasil Perhitungan Nilai Regrensi linear dan tetapan laju
reaksi pada bahan pencemar campuran untuk Mangan
Tabel 4.15
51
Hasil Perhitungan Nilai Regrensi linear dan tetapan laju
reaksi pada bahan pencemar campuran untuk logam besi
Tabel 4.14
48
Hasil Perhitungan Nilai Regresi linear dan Tetapan Laju
Reaksi pada Data Penyisihan LAS
Tabel 4.13
44
Hasil Perhitungan Nilai regresi linear dan Tetapan
Laju Reaksi pada Data Penyisihan Ammonia
Tabel 4.12
40
61
Hasil Perhitungan Nilai Regrensi linear dan tetapan laju
reaksi pada bahan pencemar campuran untuk LAS
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
64
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Struktur molekul LAS
13
Gambar 3.1
Diagram alir penelitian
18
Gambar 4.1
Skema Unit pengolahan Air Proses Oksidasi Lanjut
(Ozonasi dan Kavitasi hidrodinamik) dan Filtrasi
23
Gambar 4.2
Grafik Persentase Penyisihan Logam Besi
25
Gambar 4.3
Grafik Persentase Penyisihan Mangan
27
Gambar 4.4
Grafik Persentase Penyisihan Ammonia
28
Gambar 4.5
Grafik Persentase Penyisihan LAS
30
Gambar 4.6
Grafik Persentase Penyisihan Besi Campuran
32
Gambar 4.7
Grafik Perbandingan persentase penyisihan logam
besi data tunggal dan campuran
32
Gambar 4.8
Grafik Persentase Penyisihan Mangan Campuran
34
Gambar 4.9
Grafik perbandingan persentase penyisihan Mangan
data tunggal dan data campuran
34
Gambar 4.10 Grafik Persentese Penyisihan Amonia Campuran
36
Gambar 4.11 Grafik perbandingan persentase penyisihan Amonia pada
bahan pencemar tunggal dengan bahan pencemar campuran 36
Gambar 4.12 Grafik Persentese Penyisihan LAS Campuran
38
Gambar 4.13 Grafik perbandingan persentase penyisihan LAS pada
pencemar tunggal dan campuran
38
Gambar 4.14 Perubahan pH Terhadap Waktu pada Proses
Penyisihan Logam Besi
41
Gambar 4.15 Hasil linearisasi pada orde (n=3/2) untuk penyisihan
logam besi
42
Gambar 4.16 Perubahan pH Terhadap Waktu pada Proses
Penyisihan Mangan
Gambar 4.17 Hasil Kinetika reaksi orde (n=0) pada penyisihan Mangan
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
46
47
Halaman
Gambar 4.18 Perubahan pH Terhadap Waktu pada Proses
Penyisihan Ammonia
50
Gambar 4.19 Hasil Linearisasi pada orde (n=5/2) untuk penyisihan
Ammonia
50
Gambar 4.20 Perubahan pH Terhadap Waktu pada Proses
Penyisihan LAS
Gambar 4.21 Hasil Linearisasi pada orde 0 untuk penyisihan LAS
53
54
Gambar 4.22 Hasil Linearisasi pada orde (n=1) untuk penyisihan
logam besi campuran
57
Gambar 4.23 Hasil Linearisasi pada orde (n=0) untuk penyisihan
logam mangan campuran
60
Gambar 4.24 Hasil Linearisasi pada orde nol (n=0) pada penyisihan
Ammonia campuran
63
Gambar 4.25 Hasil Linearisasi pada orde 1 (n=1) untuk penyisihan
LAS campuran
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
66
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Setiap mahluk hidup di bumi sangat membutuhkan air untuk keberlangsungan
hidupnya, tidak terkecuali bagi manusia. Sekitar 70 % dari berat tubuh manusia terdiri
dari air. Kegunaan air bagi tubuh, di antaranya sebagai bahan pembentukan sel, bahan
pembawa, pengatur suhu, pelarut, pereaksi, pelumas dan sebagai bantalan/adsorber
(Bekti, 2009). Dengan begitu besarnya kegunaan air bagi tubuh tersebut, maka
mengkonsumsi air dengan kuantitas yang cukup serta kualitas yang baik diperlukan oleh
setiap manusia.
Umumnya untuk memenuhi kebutuhan air minum, masyarakat menggunakan air
dalam kemasan (termasuk air isi ulang), air dari PDAM maupun air tanah. Namun,
karena harga air dalam kemasan yang semakin tinggi serta masih belum dapatnya PDAM
melayani seluruh kebutuhan air minum masyarakat, maka sebagian masyarakat masih
menggantungkan sumber air minumnya pada air tanah.
Berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik (2008) DKI Jakarta, persentase
banyaknya rumah tangga dan sumber air minum yang digunakan di Jakarta yaitu : air
kemasan 49,01 %, ledeng (PDAM) 25,29 %, air tanah (baik dengan sumur pompa, sumur
terlindung maupun tidak terlindung) 24,89 %, dan lainnya 0,81 %. (Awaludin, 2007)
Air minum yang layak konsumsi harus memenuhi persyaratan fisik, kimia,
mikrobiologi dan radioaktif. Namun akibat banyaknya air tanah yang telah tercemar oleh
limbah domestik serta limbah industri, menyebabkan air tanah sering kali tidak
memenuhi baku mutu untuk air minum terutama jika dilihat dari parameter kimia.
Berdasarkan data dari Badan Pengelolaan Lingkungan Hidup Daerah (2006)
Provinsi DKI Jakarta, pemantauan yang dilakukan pada 75 sumur memperlihatkan bahwa
persentase sumur yang sudah melebihi baku mutu air bersih untuk parameter besi dan
mangan yaitu masing-masing sebesar 13% dan 43%. Pemantauan lain yang dilakukan
oleh BPLHD pada tahun 1996 terhadap 60 sumur dangkal di setiap kota administrasi
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Jakarta, menunjukkan bahwa persentase sumur yang melebihi baku mutu air minum
untuk parameter amonia dan detergen yaitu masing-masing sebesar 19,67% dan 47,67%
(BPPT, n.d 2007).
Menurut Keputusan Menteri Kesehatan Nomor 907 Tahun 2002, kandungan
maksimum besi yang diperbolehkan untuk air minum adalah sebesar 0,3 mg/L, mangan
0,1 mg/L, amonia 1,5 mg/L, LAS (Linear Alkylbenzene Sulfonat, sebagai surfaktan pada
deterjen) sebesar 0,05 mg/L. Kandungan besi yang berlebih pada air minum dapat
menyebabkan efek jangka pendek (akut) bagi yang mengkonsumsinya seperti iritasi
terhadap tenggorokan saluran pernafasan dan hidung serta efek jangka panjang (kronis)
seperti gangguan pada hati, sistem kardiovaskular, saluran pernafasan atas, pankreas
(Iron Metal MSDS, n.d. 2007). Mangan dalam jumlah yang melebihi baku mutu juga
dapat menyebabkan iritasi terhadap tenggorokan (akut) dan gangguan pada paru-paru,
otak, darah, sistem saraf pusat (kronis) (Manganese MSDS, n.d. 2007). Sedangkan
kandungan amonia yang berlebih pada tubuh manusia dapat mengakibatkan mual,
muntah dan pingsan (MSDS Anhydrous Ammonia, n.d. 2007). Linear Alkylbenzene
Sulfonat dapat menyebabkan kerusakan parah dan permanen pada saluran pencernaan,
luka bakar pada saluran pencernaan, muntah, dan diare (MSDS LAS, n.d. 2007). Oleh
karena itu, untuk menghindari efek negatif seperti yang dijelaskan diatas, maka sumber
air minum yang mengandung bahan kimia (seperti : besi, mangan, amonia dan LAS)
perlu diolah terlebih dulu sebelum dikonsumsi oleh manusia.
Pada umumnya metode pengolahan air yang digunakan untuk menyisihkan bahan
pencemar pada sumber air minum adalah dengan metode kimia, fisika maupun kombinasi
dari keduanya. Metode fisika dapat dilakukan dengan cara filtrasi, aerasi, pertukaran ion
(ion exchange), flotasi maupun adsorpsi. Sedangkan metode kimia dapat dengan cara
klorinasi, ozonasi, koagulasi serta flokulasi.
Teknologi membran merupakan salah satu teknologi alternatif dalam pengolahan
air limbah. Keunggulan teknologi membran dibandingkan dengan pengolahan
konvensional di antaranya adalah energi yang digunakan relatif rendah untuk operasi dan
pemeliharaan, peralatannya modular sehingga mudah di-scale up, tidak memerlukan
kondisi ekstrem (temperatur dan pH), tidak memerlukan bahan kimia dan tidak
menghasilkan limbah tambahan, serta mudah dikombinasikan dengan proses lain
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
(Budiyono & Buchori, 2007; Wenten, 1996; Fane, n.d). Namun membran juga memiliki
kekurangan, yaitu mudah mengalami fouling (penyumbatan) baik di dalam maupun di
luar dari pori membran. Terjadinya fouling akan menyebabkan penurunan fluksi permeat
dan menurunkan efisiensi ekonomi dari plant pengolahan air. Fouling dapat terjadi
karena adanya pertumbuhan biologis oleh bakteri maupun mikroorganisme, adsorpsi
organik pada permukaan membran serta endapan material koloid. Fouling yang
disebabkan oleh pertumbuhan biologis dapat dicegah dengan penambahan disinfektan,
sedangkan fouling yang terjadi akibat material koloid dan senyawa organik dapat dicegah
dengan perlakuan awal (pretreatment) (Manis et al., 2006).
Salah satu metode perlakuan awal yang biasa digunakan untuk membran adalah
dengan ozonasi. Ozonasi merupakan teknologi yang ramah terhadap lingkungan, instalasi
pengolahannya tidak membutuhkan tempat yang luas, proses pengolahannya relatif cepat,
tidak memerlukan pemakaian bahan kimia lain serta dapat membentuk radikal hidroksida
(OH•) yang merupakan oksidator terkuat dalam air hasil dari dekomposisi ozon (Bismo,
1998). Namun ozon memiliki kelarutan dan stabilitas ozon dalam air yang relatif rendah
(I. Oyane et al., 2005; Gunten, 2003a).
Advanced Oxidation Procecces (AOPs) merupakan pengolahan limbah cair yang
memanfaatkan radikal hidroksil yang tebentuk dengan cara oksidasi dengan
menggunakan gas ozon yang dikombinasikan dengan proses lain seperti sinar ultraviolet,
peroksida, ataupun kavitasi. Pada proses oksidasi lanjut, teknik berikut digunakan seperti:
proses berbasis H2O2 (H2O2 + UV, Fenton, photo-Fenton dan proses Fenton lainnya),
fotolisis, fotokatalisis, proses berbasis ozon (O3, O3 + UV dan O3 + katalis) (Pera-Titus
dkk, 2003).
Teknologi oksidasi lanjut berbasis ozon dilakukan karena proses ini bersifat
sebagai oksidator. Selain itu, ozon mudah terdekomposisi menjadi senyawa-senyawa
yang jauh lebih reaktif yaitu radikal OH dan akan bereaksi dengan senyawa-senyawa lain
yang tidak dapat bereaksi dengan ozon. Teknologi oksidasi lanjut berbasis ozon juga
efektif digunakan dalam pengolahan air yang mengandung komponen organik yang sulit
untuk dihilangkan.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Kekurangan dari proses ini adalah kelarutan dan stabilitasnya ozon di air yang
rendah dengan cepat terdekomposisi menjadi oksigen. Pada proses ozonasi, laju reaksi
kimia total dipengaruhi oleh kinetika reaksi dan perpindahan massa. Laju perpindahan
massa ozon dapat ditingkatkan dengan memperbesar luas permukaan kontak melalui
penggunaan gelembung dengan diameter yang lebih kecil tau disebut gelembung mikro.
Fenomena kavitasi dapat memaksimalkan kinerja ozon. Hal inilah yang membuat
teknologi oksidasi lanjut berbasis ozonasi dan kavitasi merupakan teknologi alternatif
yang dapat dimanfaatkan untuk pengolahan air.
Proses pengolahan air minum dengan menggunakan metode hibrida ozonasi –
membran telah banyak dilakukan sebelumnya. Antara lain yaitu dengan menggunakan
kombinasi proses ozonasi dan membran mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi dari bahan keramik
terbukti mampu mengurangi fouling (Sclichter, et al., 2003). Penelitian lainnya juga
telah dilakukan dengan ozonasi gelembung mikro untuk menyisihkan logam besi (Fe),
Mangan (Mn), Amonia (NH3), dan linear alkilbenzene sulfonat (LAS) (Nofi Rahmawati
A.R.S. 2011). Penelitian ini hanya sebatas melakukan penelitian tentang kemampuan
proses hibrida ozonasi-membran dalam menyisihkan senyawa polutan dalam air tanpa
menjelaskan identifikasi laju reaksi penyisihan tersebut.
Oleh karena itu, diperlukan adanya suatu pengembangan aplikasi dari data yang
dihasilkan dari penelitian tersebut untuk menggambarkan kinetika reaksi penyisihan yang
terjadi, yaitu dengan cara melakukan identifikasi laju reaksi. Identifikasi laju reaksi yang
akan dilakukan pada penelitian ini adalah dengan menggaplikasikan data yang dihasilkan
dari penelitian sebelumnya ke dalam suatu persamaan kinetika empiris. Tujuannya adalah
untuk menentukan parameter kinetika seperti konstanta laju reaksi dan orde reaksi yang
terjadi selama proses penyisihan polutan. Dengan cara ini, diharapkan dapat memberikan
suatu gambaran mengenai laju reaksi penyisihan polutan dalam air.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
1.2
Rumusan Masalah
Masalah yang akan dikaji dalam penelitian ini adalah bagaimana gambaran
fenomena kinetika berdasarkan identifikasi laju reaksi dalam reaksi penyisihan polutan
dalam air yang meliputi penentuan konstanta laju reaksi dan orde reaksi dari suatu model
kinetika empiris yang dihasilkan dari pengaplikasian data dari penelitian sebelumnya
dengan pendekatan matematis.
1.3
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui kinerja unit pengolahan air dengan
Proses Oksidasi Lanjut (ozonasi/kavitasi hidrodinamik) dan filtrasi membran keramik
dalam menyisihkan besi, mangan, amonia dan LAS (secara terpisah maupun bersana)
berdasarkan pengkajian laju reaksi.
1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah adalah sebagai berikut :
1. Data yang diperoleh berdasarkan hasil penelitian tesis (Rahmawati, 2011 )
dengan judul Oksidasi Lanjut dan Filtrasi Membran Keramik untuk
Penyisihan Besi, Mangan, Amonia dan Linear Alkylbenzene Sulfonate dari
Air Tanah.
2. Data berupa nilai penyisihan konsentrasi terhadap waktu dengan bahan
polutan yaitu besi, mangan, amonia, dan LAS. Penyisihan dilakukan
secara bertingkat tiga (yaitu: retentate hasil filtrasi dimasukkan lagi ke
dalam reservoir untuk diproses kembali, recycle terhadap retentate
dilakukan 2 kali), baik dengan data penyisihan tunggal maupun campuran.
3. Hasil data yang diperoleh diolah dengan menggunakan persamaan hukum
pangkat sederhana berdasarkan variasi orde reaksi yang ditentukan. Orde
reaksi yang digunakan yaitu 0, 1/2 , 1 , 3/2 , 2 , dan 5/2.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
4. Proses validasi terhadap persamaan yang diperoleh dilakukan dengan
metode linearisasi. Persamaan yang paling sesuai dengan kinetika laju
reaksi dilihat dari nilai regresi linear ( R2) yang mendekati satu.
1.5
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada tesis ini adalah sebagai berikut:
BAB 1
PENDAHULUAN
Berisikan latar belakang permasalahan, rumusan masalah, tujuan penelitian,
batasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Berisikan tentnang teori kinetika umum, teori kinetika ozonasi dan aplikasi
kinetika.
BAB 3
METODE PENELITIAN
Berisikan tentang metode penelitian
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisi hasil yang diperoleh dalam penelitian dan pembahasannya.
BAB 5
KESIMPULAN
Berisi kesimpulan dari hasil penelitian yang dilakukan.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pembahasan bab ini terbagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu: pembahasan
mengenai karaktersistik besi, mangan, amonia, LAS, Kinetika Reaksi Langsung Ozon,
Penerapan Kinetika Kimia, dan Penentuan Model Kinetika
2.1 Besi (Fe)
Besi adalah salah satu logam berat yang berlimpah pada kerak bumi. Terdapat
secara alami di dalam air dalam bentuk terlarut sebagai senyawa ferro atau besi-II (Fe2+);
ferri atau besi-III (Fe3+); tersuspensi sebagai butir koloidal (diameter < 1 mm) atau lebih
besar, seperti Fe(OH)3; dan tergabung dengan zat organik atau zat padat yang anorganik
(seperti tanah liat dan partikel halus terdispersi). Senyawa besi-II dalam air yang sering
dijumpai di alam adalah FeO, FeSO4, FeSO4.7H2O, FeCO3, Fe(OH)2, dan FeCl2.
Sedangkan senyawa besi-III yang sering dijumpai adalah FePO4, Fe2O3, FeCl3, Fe(OH)3.
Kandungan besi pada air juga dapat berasal dari industri, pertambangan, korosi logam
dan lain-lain (Lenore et al., 2005; Said, 2003; Lenntech, n.d).
Kandungan zat besi pada air permukaan relatif rendah yakni kurang dari 1 mg/L,
sedangkan konsentrasi besi pada air tanah bervariasi mulai dari 0,01 mg/L sampai dengan
± 25 mg/L. Pada air tanah yang tidak mengandung oksigen (O2), umumnya besi
berada dalam bentuk terlarut (Fe2+), sedangkan pada air sungai yang mengalir dan
terjadi aerasi, Fe2+ teroksidasi menjadi Fe3+ yang sulit larut dalam air pada pH 6 sampai 8
(kelarutan hanya di bawah beberapa mg/L), bahkan dapat menjadi ferihidroksida
Fe(OH)3, atau salah satu jenis oksida yang merupakan zat padat dan bisa mengendap.
Masalah utama yang ditimbulkan akibat adanya kandungan besi yang tinggi pada
air adalah mengenai estetika air. Kandungan besi dalam air akan memberikan warna
karat pada air, menimbulkan noda berwarna coklat kemerahan pada pipa ledeng, porselin,
piring maupun pakaian serta memberikan rasa logam sehingga tidak enak jika
dikonsumsi.
Ada banyak metode yang dapat digunakan untuk menyisihkan logam besi dalam
air. Seperti dengan aerasi, namun penggunaan aerasi sebagai satu-satunya cara untuk
oksidasi besi umumnya tidak dianjurkan, karena laju oksidasi besi secara kinetika lambat
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
dan dipengaruhi oleh pH. Selain itu juga, penggunaan gas klor (Cl2) saat ini dihindari
karena dapat berpotensi menghasilkan Trihalometan (THMs), organo-klorida lainnya,
atau bahkan dioksin yaitu senyawa-senyawa yang bersifat karsinogenik dan mutagenik
akibat adanya reaksi antara senyawa-senyawa organik berhalogen dalam air baku dengan
gas klor (Vercellotti, 1988).
Potasium permanganat juga telah banyak digunakan untuk mengoksidasi besi dan
mangan. Umumnya penggunaan
potasium permanganat diikuti dengan penambahan
bahan kimia yaitu dengan filter manganese green sand (pasir mangan). Namun metode
tersebut memiliki kelemahan yaitu biaya bahan kimia yang tinggi dan kerusakan filter
ketika pH dibawah 7 (Hoigne' et al, 1985). Hoigné dkk (1985), menggunakan ozon untuk
mengoksidasi besi dengan pH larutan awal 7, dimana besi dapat teroksidasi secara
sempurna hanya dalam waktu kurang dari 2 menit.
Resin pertukaran ion (ion exchanger) dapat digunakan untuk menyisihkan ion-ion
logam (senyawa anorganik) dari air minum termasuk besi dan mangan, namun
pembentukan oksida logam tidak terlarut dapat menurunkan kinerja resin pertukaran ion
(Vaaramaa & Lehto, 2003).
Kwang-Ho Choo dkk (2005), melakukan penelitian menggunakan gas klorasi
diikuti dengan membran ultrafiltrasi (UF) untuk menyisihkan besi
(1 mg/L) dan
mangan (0,5 mg/L). Hasilnya, penyisihan besi dalam jumlah besar dapat tercapai
meskipun tanpa menggunakan gas klor, karena dengan oksigen terlarut saja sudah
mampu mengoksidasi ferro (besi terlarut) menjadi ferri (endapan zat besi) yang kemudian
akan dihilangkan dengan membran UF. Jumlah penyisihan mangan dapat diabaikan
dengan tidak adanya gas klor, tapi dengan penambahan gas klor efisiensi penyisihan
mangan meningkat tajam dan mencapai lebih dari 80% (kurang dari 0,1 mg/L) dengan
dosis gas klor sekitar 3 mg/L sebagai Cl2. Hasil memperlihatkan bahwa endapan material
oleh oksidasi (ferrihidrat) dapat berperan dalam menghilangkan NOM dan kekeruhan dari
air dengan cara menyerapnya (sorption).
Besi dapat membentuk larutan kompleks dengan zat organik (seperti : jenis asam humic
dan asam fulvic) yang terdapat pada air permukaan atau air tanah. Bentuk larutan
kompleks tersebut dimungkinkan tidak dapat teroksidasi menjadi bentuk tidak terlarut
(insoluble) tanpa menggunakan oksidan kuat (Vaaramaa & Lehto, 2003).
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Besi (Fe) adalah logam berwarna putih keperakan, liat dan dapat dibentuk. Fe di
55,85 g.mol-1, nomor atom 26, berat jenis 7.86g.cm-3. Untuk lebih lengkapnya sifat fisika
untuk besi dapat dilihat pada Tabel 2.1. dibawah ini :
Tabel 2.1. Sifat Fisika Besi
Sifat Fisika
Nilai
Massa jenis (g/cm3)
7,86
Titik leleh (oC)
1.538
Titik didih (oC)
2.861
Kalor peleburan (kJ/mol)
13,81
Kalor penguapan (kJ/mol)
340
Kapasitas kalor (J/mol K)
25,1
Sumber : Iron. (n.d). http://en.wikipedia.org/wiki/Iron
2.2 Mangan (Mn)
Mangan merupakan salah satu logam yang banyak dijumpai di kulit bumi dan
sering terdapat bersama besi. Mangan terlarut dalam air tanah dan air permukaan yang
miskin oksigen. Mangan bisa membentuk oksida yang tidak larut dan menghasilkan
endapan bila terpapar dengan oksigen, sehingga menimbulkan masalah berupa
penampilan fisik air yang mengganggu.
Mangan digunakan dalam campuran baja, industri pigmen, las, pupuk, pestisida,
keramik, elektronik, dan alloy (campuran beberapa logam dan bukan logam, terutama
karbon), industri baterai, cat, dan zat tambahan pada makanan. Di alam jarang sekali
berada dalam keadaan unsur. Umumnya berada dalam keadaan senyawa dengan berbagai
macam tingkat oksidasi atau valensi. Di dalam hubungannya dengan kualitas air yang
sering dijumpai adalah senyawa mangan
dengan valensi 2, valensi 4, valensi 6. Mangan di dalam senyawa MnCO3, Mn(OH)2
mempunyai valensi dua, zat tersebut relatif sulit larut dalam air, tetapi untuk senyawa Mn
seperti garam MnCl2, MnSO4, Mn(NO3)2 mempunyai kelarutan yang besar di dalam air
(Lenore et al., 2005; Said, 2003; Crossgrove & Wei Zheng, 2004).
Umumnya untuk menyisihkan mangan, metode yang banyak digunakan adalah
dengan cara fisik-kimia, dengan mengoksidasi Mn2+ menjadi Mn4+, yang kemudian
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
terbentuk presipitat/endapan dalam bentuk mangan dioksida (MnO2). Endapan tersebut
kemudian dipisahkan dari air dengan penyaringan.
Mangan (Mn) adalah logam berwarna abu–abu keperakan yang merupakan unsur pertama
logam golongan VII-B, dengan berat atom 54.94 g.mol-1, nomor atom 25, berat jenis
7,43g.cm-3. Mangan termasuk logam berat dan sangat rapuh tetapi mudah teroksidasi.
Sifat fisika dari mangan dapat dilihat pada Tabel 2.2 di bawah ini.
Tabel 2.2 Sifat Fisik Mangan
Sifat Fisika
Nilai
Massa Jenis (g/cm3)
7,21
Titik lebur (oK)
1519
Titik didih (oK)
2334
Kalor peleburan (kJ/mol)
12.91
Kalor penguapan (kJ/mol)
221
Kapasitas kalor (J/mol K)
26.32
Sumber : Manganese. (n.d). http://en.wikipedia.org/wiki/Manganese
2.3. Amonia (NH3)
Amonia adalah senyawa kimia dengan rumus NH3. Biasanya senyawa ini didapati
berupa gas dengan bau tajam yang khas (disebut bau amonia). Walaupun amonia
memiliki sumbangan penting bagi keberadaan nutrisi di bumi, amonia sendiri adalah
senyawa kaustik dan dapat merusak kesehatan. Amonia yang digunakan secara komersial
dinamakan amonia anhidrat. Istilah ini menunjukkan tidak adanya air pada bahan
tersebut. Karena amonia mendidih di suhu -33 °C, cairan amonia harus disimpan dalam
tekanan tinggi atau temperatur amat rendah.
Walaupun begitu, kalor penguapannya amat tinggi sehingga dapat ditangani
dengan tabung reaksi biasa di dalam sungkup asap. "Amonia rumah" atau amonium
hidroksida adalah larutan NH3 dalam air. Sifat fisika dari amonia bisa dilihat pada Tabel
2.1 berikut:
Tabel 2.3 Sifat Fisika Amonia
Rumus Molekul
NH3
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Berat molekul
17,03 gram/g.mol
Titik didih
-33,45 oC
Titik cair normal
-77,7 oC
Temperatur kritis
207,5 oC
Tekanan kritis
111,3 atm
∆Hof
-39,222 kJ/mol
Volume kritis
0,08040 m3/kg.mol
Warna dan sifat
Tidak berwarna dan berbau tajam (khas amonia)
Fase
Cair jenuh (30 oC; 11,5 atm)
Specific gravity
0,817 (-79 oC); 0,617 (15 oC)
Kelarutan dalam air (25 oC)
0,94%
(sumber : Hernawan, D, 2008)
Sedangkan sifat kimia dari senyawa amonia adalah sebagai berikut:
1. Amonia dapat membentuk campuran, mudah terbakar dengan udara pada
nilai ambang batas (16,25% volume).
2. Bahaya ledakan amonia akan semakin meluas apabila kontak dengan
oksigen pada temperatur serta tekanan tinggi di atmosfer.
3. Reaksi oksidasi-reduksi
2NH3 + O2
2NO + 3H2O
(2.1)
N2 + 3H2O
(2.2)
Jika tanpa katalis
2NH3 + O2
3CuO + 2NH3
3Cu + 3H2O + N2
(2.3)
4. Reaksi substitusi
Masuknya ion H+ dalam amonia, yang sering disebut ammonisasi.
NH3 + H2O
NH4OH NH4+ + OH-
NH3 + HX NH4+ + X-
(2.4)
(2.5)
5. Reaksi ammonolisis
Reaksi amonia dengan senyawa lain dimana amonia bereaksi sebagai
gugus NH2.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
HgCl2 + 2NH3
Hg(NH2)Cl + NH4Cl
(2.6)
Amonia dapat menjadi limbah organik yang beracun dan berbahaya. Amonia
yang terlarut dalam lingkungan perairan merupakan masalah besar karena dapat
membahayakan kesehatan manusia dan merusak lingkungan. Berdasarkan data Lembaga
Kajian Ekologi dan Konservasi Lahan Basah tahun 2003, delapan sungai di Bekasi
telah tercemar oleh limbah amonia. Kandungan amonia di Sungai Blencong - Bekasi
mencapai 11,60 mg/L; Sungai Bojong mencapai 19,52 mg/L; dan Sungai Kaliabang Hilir
mencapai 59,06 mg/L. Selain itu, didapatkan tambahan data bahwa bahan baku air yang
dikelola PT Thames PAM Jaya atau TPJ, yang berasal dari Kali Malang, tercemar
amonia berkadar tinggi, yakni 1,77 ppm (part per million). Sedangkan berdasarkan
Peraturan Menteri Kesehatan R.I Nomor 492/MENKES/PER/IV/2010, konsentrasi
amonia yang diperbolehkan berada dalam air bersih adalah sebesar 1,5 mg/L.
Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Pekerjaan Amerika Serikat
memberikan batas 15 menit bagi kontak dengan amonia dalam gas berkonsentrasi 35 ppm
volum, atau 8 jam untuk 25 ppm volum. Kontak dengan gas amonia berkonsentrasi tinggi
dapat menyebabkan kerusakan paru-paru dan bahkan kematian. Amonia juga dapat
menyebabkan timbulnya gejala gangguan patologis yaitu gangguan terhadap organ-organ
dalam seperti hati, ginjal dan menimbulkan komplikasi.
2.4. Linier Alkil Benzen Sulfonat (LAS)
Surfaktan (surface active agent) merupakan zat aktif permukaan yang mempunyai
ujung berbeda yaitu bagian hidrofil dan hidrofob. Bahan aktif ini berfungsi menurunkan
tegangan permukaan air sehingga dapat melepaskan kotoran yang menempel pada
permukaan bahan. Secara garis besar, terdapat empat kategori surfaktan yaitu anionik,
kationik, ionik dan amfoterik. Linear Alkil benzen Sulfonat (LAS) merupakan salah satu
surfaktan dalam bentuk anionik. Senyawa LAS dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Struktur molekul LAS
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Untuk sifat-sifat fisika dari LAS, dapat dilihat Tabel 2.2 berikut ini:
Tabel 2.4. Sifat-sifat Fisika LAS
Rumus Molekul
C12H25C6H4SO3Na
Berat Molekul
348 gram/g.mol
Titik Didih
637 oC
Titik Leleh
277 oC
Densitas
1198,4 kg/m3
Wujud dan Warna
Cair dan bening
Kapasitas Panas
0,6 kcal/kg.K
Viskositas
23,87 cp
(sumber : www.chemicalland21.com)
Sedangkan sifat-sifat kimia dari LAS adalah sebagai berikut sangat larut dalam air
dan bersifat sebagai surfaktan yang menimbulkan busa.
LAS merupakan campuran kompleks homolog yang berbeda panjang rantai alkil
(C10 - C13) dan isomer posisi fenil 2 sampai 5-fenil, yang masing-masing memiliki
sebuah cincin aromatik tersulfonasi pada posisi para dan melekat pada sebuah rantai alkil
linier pada posisi manapun dengan pengecualian dari terminal satu (1-fenil).
LAS merupakan surfaktan sintetis karena biaya yang relatif rendah, memiliki
kinerja yang baik dan mudah terdegradasi/ramah lingkungan karena
memiliki rantai lurus. LAS digunakan sebagai deterjen rumah tangga, seperti deterjen
serbuk, serbuk laundry (deterjen serbuk laundry), cairan laundry (deterjen cair), produk
pencuci peralatan rumah tangga dan pembersih. Selain itu, LAS juga digunakan dalam
industri tekstil dan fiber, bahan kimia, dan pertanian (HERA, 2009).
Menurut Asosiasi Pengusaha Deterjen Indonesia (APEDI), surfaktan anionik
yang digunakan di Indonesia saat ini adalah alkil benzen sulfonat rantai bercabang (ABS)
sebesar 40% dan alkil benzen sulfonat rantai lurus (LAS) sebesar 60%, dengan produksi
deterjen Indonesia rata-rata per tahun sebesar 380 ribu ton. Sedangkan tingkat
konsumsinya, menurut hasil survey yang dilakukan oleh Pusat Audit Teknologi di
wilayah Jabotabek pada tahun 2002, per kapita rata-rata sebesar 8,232 kg
(http://buletin.melsa.net.id/news/46deterjen.html).
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
LAS pada kondisi aerob (cukup oksigen dan mikroorganisme) mudah terurai.
Tetapi, LAS tidak dapat terurai pada kondisi anaerob (tidak terdapat udara), sehingga jika
badan air memang sudah menghitam seperti kondisi sungai Jakarta, akan terjadi kondisi
anaerobik yang tidak memungkinkan LAS terurai. LAS yang tidak terurai ini memiliki
efek sangat toksik bagi organisme (cukup dapat mematikan ikan dalam kadar 3-10
mg/liter) dan bersifat bioakumulatif (tersimpan dalam jaringan) (Sudradjat, 2002).
Keberadaan LAS umumnya sebagai deterjen rumah tangga dapat memberikan
dampak jika kontak dengan kulit baik secara langsung maupun tidak langsung, terhirup
dan tertelan dari sisa pencucian yang terakumulasi di peralatan makan dan minum.
Paparannya diperkirakan 4 μg/kg berat badan/hari. Pada beberapa percobaan yang
dilakukan terhadap tikus, LAS dengan konsentrasi 500 – 2480 mg/kg berat badan dapat
bersifat racun akut. LAS juga bersifat racun akut pada konsentrasi 9,1 mg/L untuk alga,
pada konsentrasi 4,1 mg/L untuk invertebrata, dan pada konsentrasi 3,5 mg/L untuk ikan
(HERA, 2009).
2.5. Kinetika Reaksi Langsung Ozon
Reaksi ozonasi pada air masih berhubungan dengan reaksi gas-cair pada
komponen gas (ozon) dari fase gas (oksigen dan udara) ke fase air, dimana reaksi
disimulasikan dengan zat kimia (polutan) yang menghambur. Kinetika ozone ini dapat
menentukan konstanta rata-rata reaksi dan koefesiensi transfer massa.
Pada kenyataannya kesetimbangan kimia, hukum kinetik empiris dan
penetapannya dapat dilakukan dengan cara eksperimen. Salah satu hal dari hasil
eksperimen ozon yakni reaksi homogenasi ozon, dimana ozone dan beberapa senyawa
dapat tersuspensi dalam air dan bercampur dengan masing-masing konsentrasi mereka.
Hukum kinetika memperlihatkan reaksi kimia rata-rata pada konsentrasi tertentu pada
reaksi irrevesible, dapat dilihat contoh sebagai berikut:
zO3O3
+
z BB
zpP
(2.7)
dimana zO3, zB dan zp adalah koefesien dari ozone B dan P.
Reaksi ozon dibawa oleh satu reaktan (B atau O3) yang berlebih sehigga proses tersebut
menunjukan nilai order reaksi (n). Sebagai contoh, jika diasumsikan B berlebih, lalu sisa
konsentrasinya konstan pada waktu tertentu dimana kadar ozone berkurang.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Reaksi ozon pada proses heterogen ataupun homogen memiliki kelebihan dan
kekurangan. Seperti contohnya pada proses homogen, tidak memiliki masalah pada
transfer massa
dan konstanta rata-rata dari data waktu konsentrasi. Tetapi sangat
disayangkan, perbandingan antara transfer massa dan kecepatan reaksi kimia terjadi
sangat cepat pada reaksi ozone, sehingga dibutuhkan peralatan yang mahal untuk
menganalisanya seperti septrophotometer (Beltran, J, Fernando. 2005)
2.6. Penerapan Kinetika Kimia
Adapun beberapa tujuan penerapan model kinetika kimia pada proses hibrida
adalah sebagai berikut:
a) Menentukan kecepatan reaksi dan koefesien transfer massa dalam sebuah
ruang lingkup laboratrium standar/kecil (small content).
b) Membuat model matematika dari sistem kinetika yakni kesetimbangan
massa.
c) Memecahkan masalah dengan sistem model matematika kinetik yang
dapat terjadi pada reaktor.
d) Untuk
mengaplikasikan konstruksi model pada skala besar dan
membandingkan hasil komputerisasi dengan hasil eksperimen nyata.
(Beltran, J, Fernando. 2005).
2.7. Penentuan Model Kinetika Empiris dengan Hukum Pangkat Sederhana
Salah satu metode untuk menentukan model kinetika empiris adalah dengan
Hukum Pangkat Sederhana (Simple Power Law). Tujuannya adalah untuk menentukan
nilai konstanta laju reaksi dan orde reaksi yang kemudian akan dievaluasi dengan data
percobaan.
Reaksi ozonasi senyawa polutan dapat dituliskan secara sederhana sebagai
berikut:
A + Oz P
(2.8)
dengan A adalah polutan, Oz adalah ozon, dan P adalah produk.
Dengan Hukum Pangkat Sederhana, hubungan laju reaksi penyisihan polutan A
dengan konsentrasi reaktan dapat di rumuskan sebagai berikut:
 rA  
dC A
n
 k .C Am C Oz
dt
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
(2.9)
Dengan menggunakan pseudo-nth order pada ozon, maka hubungan tersebut dapat
dirubah menjadi (Beltrán, Fernando J., 1955):
 rA  
dC A
 k '.C Am
dt
(2.10)
Dimana k’ = k.COzn.
Dari persamaan 13, kita dapat mendapatkan orde reaksi untuk polutan A, m.
Solusi persamaannya dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:
Untuk m = 1
ln
CA
 k '.t
C A0
(2.11)
Untuk m ≠ 1
C 1Am  C 1A0m  m  1.k '.t
(2.12)
Solusi persamaan (2.10) dan (2.11) dapat diperoleh dengan memplot grafik ln
CA
t
C A0
dengan slope –k’untuk nilai m = 1. Sedangkan untuk m ≠ 1, dapat diselesaikan dengan
memplot grafik ( C1Am  C1A0m ) vs t dengan slope (m – 1)k’.
Dengan cara ini, nilai k’ dan m akan diperoleh. Selanjutnya untuk menentukan orde reaksi
ozon, n, dan nilai konstanta laju reaksi, k, dapat dicari dengan cara berikut:
ln k '  ln(k )  n. ln COZ 
(2.13)
Dengan memplot grafik ln (k’) vs ln (COZ) dengan slope n makan nilai k dapat diperoleh.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 DIAGRAM ALIR PENELITIAN
Mulai
Studi Literatur
Teori kinetika, kinetika ozon
dalam air dan menentukan
persamaan kinetika
Pengumpulan Data
Data konsentrasi beberapa
polutan seperti Besi, Mangan,
Penentuan Persamaan Kinetika
LAS, dan Amonia
metode grafik untuk berbagai
variasi nilai orde reaksi
Validasi
Menetukan grafik yang memiliki
nilai laju reaksi mendekati 1 (r =
1)
Selesai
Gambar 3.1. Diagram alir penelitian
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
3.2 RANCANGAN PENELITIAN
Rancangan penelitian dibagi menjadi 4 tahap utama yaitu :
1. Studi Literatur
2. Pengumpulan Data
3. Penentuan Persamaan Kinetika
4. Validasi
3.2.1 Study Literatur
Studi literatur meliputi teori kinetika, kinetika ozon dalam air dan juga
menentukan persamaan kinetika. Studi literatur dilakukan untuk mendapatkan materimateri yang diperlukan dalam penelitian ini. Hal ini dapat dilakukan dengan cara mencari
materi-materi yang dibutuhkan dari berbagai sumber yang ada, baik dari internet maupun
dari buku - buku dan jurnal - jurnal yang ada perpustakaan.
3.2.2 Pengumpulan Data
Data yang digunakan adalah konsentrasi beberapa polutan di dalam air. Polutan
tersebut adalah Besi, Mangan, Amonia dan LAS (Linear Alkylbenzene Sulfonate ). Data
kinetika yang digunakan pada penelitian ini adalah data percobaan dari penelitian
sebelumnya yang belum ada pembahasan tentang kinetika reaksi yang terjadi. Data
kinetika yang dipakai adalah data hasil penelitian skripsi Nofi Rahmawati A.R.S. (2010).
3.2.3. Penentuan Persamaan Kinetika
Metode untuk menentukan persamaan kinetika pada penelitian ini adalah dengan
menerapkan Hukum Pangkat Sederhana (Simple Power Law). Tujuannya adalah untuk
menentukan nilai konstanta laju reaksi dan orde reaksi yang kemudian akan dievaluasi
dengan data percobaan.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Reaksi ozonasi senyawa polutan dapat dituliskan secara sederhana sebagai
berikut:
A + Oz  P
dengan A adalah polutan, Oz adalah ozon, dan P adalah produk.
Dengan Hukum Pangkat Sederhana, hubungan laju reaksi penyisihan polutan A
dengan konsentrasi reaktan dapat di rumuskan sebagai berikut:
 rA  
dC A
n
 k .C Am C Oz
dt
(3.1)
Dengan menggunakan pseudo-nth order pada ozon, maka hubungan tersebut dapat
dirubah menjadi (Beltrán, Fernando J., 1955):
 rA  
dC A
 k '.C Am
dt
(3.2)
Dimana k’ = k.COzn.
Dari persamaan 2, kita dapat mendapatkan orde reaksi untuk polutan A, m. Solusi
persamaannya dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:
Untuk m = 1
ln
CA
 k '.t
C A0
(3.3)
Untuk m ≠ 1
C 1Am  C 1A0m  m  1.k '.t
Solusi persamaan (2.3) dan (2.4) dapat diperoleh dengan memplot grafik ln
(3.4)
CA
vs t
C A0
dengan slope –k’untuk nilai m = 1. Sedangkan untuk m ≠ 1, dapat diselesaikan dengan
memplot grafik ( C1Am  C1A0m ) vs t dengan slope (m – 1)k’. dengan cara ini, nilai k’ dan m
akan diperoleh.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Selanjutnya untuk menentukan orde reaksi ozon, n, dan nilai konstanta laju reaksi,
k, dapat dicari dengan cara berikut:
ln k '  ln(k )  n. ln COZ 
(3.5)
Dengan memplot grafik ln (k’) vs ln (COZ) dengan slope n makan nilai k dapat diperoleh.
3.2.4 Validasi
Validasi dalam metode grafik ini adalah memilih grafik yang memiliki nilai laju
reaksi kinetik nya adalah mendekati atau sama dengan satu ( r = 1). Setelah mendapatkan
persamaan kinetika, langkah berikutnya adalah menguji persamaan kinetika tersebut
dengan data kinetika. Pengujian ini dilakukan untuk
mendapatkan persamaan kinetika yang sesuai dengan data kinetika yang ada. Pengujian
dilakukan dengan cara melihat nilai regresi linier (R2) dari grafik yang diperoleh dalam
penentuan orde reaksi pada polutan (m). Pada penelitian ini, Persamaan kinetika
dikatakan benar atau yang terbaik apabila nilai R2 mendekati 1 yang mengindikasikan
persamaan kinetika tersebut cocok untuk menjadi persamaan kinetika reaksi penyisihan
dengan proses hibrida ozonasi-membran.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Deskripsi Proses
Pengolahan air pada penelitian kali ini diawali dengan Proses Oksidasi
Lanjut/AOP (ozonasi dan kavitasi hidrodinamik) yang kemudian dilanjutkan dengan
proses filtrasi (membran) untuk memisahkan padatan hasil oksidasi. Membran yang
digunakan setelah Proses Oksidasi Lanjut harus stabil secara kimia, mekanis dan suhu
akibat dari pengaruh yang akan ditimbulkan dari penggunaan kavitasi hidrodinamik dan
ozonasi pada tahap awal. Membran dengan bahan penyusun polimer tidak memiliki
ketentuan seperti yang diharapkan di atas. Oleh sebab itu dalam penelitian kali ini akan
digunakan membran dengan bahan penyusun dari keramik yang memiliki stabilitas secara
kimia, mekanis dan suhu yang baik.
Tahap awal penyisihan pencemar dalam air (besi, mangan, amonia dan LAS) akan
dilakukan dengan Proses Oksidasi Lanjut (gabungan ozonasi dan kavitasi hidrodinamik)
kemudian dilanjutkan dengan proses filtrasi membran keramik. Pengolahan air dengan
Proses Oksidasi Lanjut dan filtrasi membran keramik ini, dilakukan secara bertingkat tiga
(yaitu: retentate hasil filtrasi dimasukkan lagi ke dalam reservoir untuk diproses kembali,
recycle terhadap retentate dilakukan 2 kali). Membran keramik berfungsi untuk
menyaring padatan tidak terlarut hasil dari Proses Oksidasi Lanjut.
Kondisi optimal dalam kinerja membran pada umumnya dinyatakan oleh
besarnya permeabilitas dan selektivitas membran. Permeabilitas dilihat dari laju alir
volumetrik, sedangkan selektivitas berdasarkan pada pengukuran laju permeasi relatif
dari komponen yang berbeda. Adapun gambar skema proses pada proses ozonasi dan
membran dapat dilihat pada gambar 4.1 berikut ini.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Air Umpan
Membran
Flowmeter Injektor
3 way valve
Pompa
Tangki Umpan
Ozonator
Tangki Permeat Tangki Retentate
Gambar 4.1 Skema Unit pengolahan Air
Proses Oksidasi Lanjut (Ozonasi dan Kavitasi hidrodinamik) dan Filtrasi
(Rahmawati,2011)
4.2
Karakteristik Data
Data yang diperoleh pada proses hibrida ozonasi dan membran adalah berupa data
hubungan antara konsentrasi dan waktu untuk setiap tingkatan proses. Data-data inilah
yang akan digunakan untuk mendapatkan nilai laju reaksi dalam bentuk konstanta dan
orde reaksi. Adapun nilai perubahan konsentrasi terhadap waktu ditentukan berdasarkan
tingkatan orde reaksi seperti yang tertera sebagai berikut:
Orde reaksi 0 (n = 0)
nilai perubahan konsetrasi terhadap waktu
Orde reaksi 1/2 (n = 1/2)
nilai perubahan konsetrasi terhadap waktu(
)
Orde reaksi 1 (n = 1)
nilai perubahan konsetrasi terhadap waktu
Orde reaksi 3/2 (n = 3/2)
nilai perubahan konsetrasi terhadap waktu (
)
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Orde reaksi 2 (n = 2)
nilai perubahan konsetrasi terhadap waktu
Orde reaksi 5/2 (n = 5/2)
nilai perubahan konsetrasi terhadap waktu (
).
Selanjutnya nilai persamaan kinetika diaplikasikan ke dalam suatu grafik
linearisasi dengan menggunakan persamaan yang bertujuan untuk mendapatkan
nilai regresi linear (R2).
Nilai regresi linear (R2) didalam grafik menunjukan kesamaan antara
persamaan kinetika dengan kinerja proses hibrida ozonasi dan membran. Semakin
besar nilai R2 atau maksimal mendekati 1 maka proses hibrida tersebut dapat
dikatakan memiliki kesamaan dengan persamaan kinetika.
Nilai regresi linear inilah yang akan menentukan nilai orde reksi tersebut. Dalam
hal ini orde suatu reaksi adalah jumlah semua eksponen (dari konsentrasi dalam
persamaan laju. Orde reaksi juga menyatakan besarnya pengaruh konsentrasi reaktan
(pereaksi) terhadap laju reaksi. Persamaan kinetika tersebut yang selanjutnya dijadikan
acuan dalam menentukan nilai tetapan laju reaksi (k). Nilai k adalah tetapan laju yang
bersifat spesifik untuk reaksi tertentu dan temperatur tertentu, ditentukan dari percobaan.
4.2.1
Penyisihan Logam Besi (Fe)
Penyisihan logam besi ini dilakukan dengan proses oksidasi lanjut - filtrasi
membran keramik bertingkat 3 (retentate hasil filtrasi dimasukkan kembali ke
dalam reservoir untuk diproses kembali, recycle terhadap retentate dilakukan 2
kali). Berikut data penyisihan konsentrasi logam besi yang diperoleh dalam
percobaan:
Tabel 4.1 Data penyisihan logam besi
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Tingkat
1
2
3
Waktu
Konsentrasi Besi
(menit)
(mg/L)
0
4,67
10
0,59
20
0,34
30
0,08
10
0,19
20
0,04
30
0,03
0
4,135
10
0,06
20
0,07
30
0,03
Berikut ini adalah grafik persen penyisihan logam besi terhadap waktu yang
penurunan konsentrasi besi (%)
diperoleh dari data di atas.
100,00
99,53
98,39
99,30
98,39
99,54
99,77
98,21
98,00
96,00
94,00
Tingkat 1
Tingkat 2
92,83
92,60
Tingkat 3
92,00
90,00
88,00
10
20
Waktu Penyisinan (menit)
30
Gambar 4.2 Grafik Persentase Penyisihan Logam Besi
Gambar 4.1 memperlihatkan bahwa penyisihan logam besi dengan proses oksidasi
lanjut ozonasi dan filtrasi membran keramik berjalan sangat baik dengan persentase
penyisihan total sebesar 99,77 %.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Persen penyisihan tiap tahap memiliki nilai yang berbeda. Hal ini juga dapat
dilihat pada grafik. Pada tingkat 1 untuk 10 menit pertama memiliki nilai sebesar 92,60%
dan pada menit selanjutnya mengalami kenaikan persen. Begitu juga dengan tingkat 2
dan 3 akan semakin besar nilai persen penyisihan seiring dengan bertambah waktu.
Persen penyisihan logam besi untuk setiap tahap masih berada pada nilai lebih dari 90%,
artinya proses berjalan baik. %. Dimana konsentrasi awal besi pada tingkat satu sebesar
4,46 mg/L dan konsentrasi besi pada akhir pengolahan (tingkat tiga, menit ke-30) sebesar
< 0,01 mg/L.
4.2.2
Penyisihan Logam Mangan (Mn)
Unsur pencemar air berikutnya dalam percobaan adalah Mangan (Mn),
Seperti halnya pada penyisihan logam besi, penyisihan mangan-pun dilakukan
dengan proses oksidasi lanjut - filtrasi membran keramik bertingkat 3. Berikut
data penyisihan Mangan (Mn) yang diperoleh dalam percobaan:
Tabel 4.2 Data penyisihan Mangan (Mn)
Tingkat
1
2
3
Waktu
Konsentrasi mangan
(menit)
(mg/L)
0
4,96
10
4,65
20
4,28
30
4,29
0
4,73
10
4,55
20
4,17
30
4,08
0
4,62
10
4,33
20
4,01
30
3,66
Berikut dibawah ini adalah grafik persen penyisihan logam mangan yang
diperoleh dari percobaan.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
penurunan konsentrasi Mangan(%)
25,00
20,78
20,00
Tingkat 1
13,71 13,20
11,84
15,00
13,51 13,74
Tingkat 3
10,00
6,28
6,25
5,00
Tingkat 2
3,81
10
20
30
Waktu Penyisinan (menit)
Gambar 4.3 Grafik Persentase Penyisihan Mangan
Dari Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa persen penyisihan logam mangan total
hanya sebesar 20,78 % pada tingkat 3.
Pada percobaan penyisihan logam mangan (Mn) dilakukan secara 3 tingkat
dengan variasi waktu yang sama.
Dari grafik juga dapat dilihat bahwa persen penyisihan logam Mangan berada
pada nilai di bawah 50%. Misalkan pada tahap 1 untuk menit 10 hanya sebesar 6,25 %
dan untuk menit 20 sebesar 13,71%.
Tingkat 3 merupakan proses yang paling baik untuk penyisihan logam Mangan
karena mempunyai nilai persen penyisihan yang paling besar yaitu sebesar 20,78%.
4.2.3
Penyisihan Ammonia (NH3)
Pada kali ini, akan dilakukan penyisihan amonia dengan konsentrasi awal rata-
rata pada tiga kali tingkatan yakni 58,68 mg/. Setiap tahap akan menghasilkan data
penurunan konsentrasi mangan terhadap waktu. Berikut merupakan data penyisihan
konsentrasi terhadap waktu untuk logam mangan
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Tabel 4.3 Data penyisihan ammonia
Tingkat
Waktu
(menit)
0
10
20
30
0
10
20
30
0
10
20
30
1
2
3
Konsentrasi ammonia
(mg/L)
58,98
58,78
58,81
58,44
58,84
58,33
57,96
57,54
58,22
57,66
57,53
56,78
Gambar 4.4 memperlihatkan penyisihan amonia sangat kecil. Berikut ini adalah
penurunan konsentrasi Ammonia(%)
grafik persen penyisihan amonia.
3,00
2,47
2,50
2,21
Tingkat 1
2,00
Tingkat 3
1,19
0,87
1,00
0,50
Tingkat 2
1,50
1,50
0,34
0,96
0,92
0,29
10
20
30
Waktu Penyisinan (menit)
Gambar 4.4 Grafik Persentase Penyisihan Ammonia
Dari Gambar 4.4 terlihat bahwa penurunan konsentrasi amonia begitu kecil. Dari
grafik 4.5 diatas didapatkan persen penurunan konsentrasi ammonia terbesar pada
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
percobaan ke-3 (t = 30 menit) sebesar 2,47% dengan nilai akhir konsentrasi sebesar 56,78
mg/L.
Persen penyisihan Amonia memiliki nilai yang jauh lebih kecil dibandingkan
dengan logam besi dan mangan, yaitu di bawah 10%. Pada tahap 1, 2, dan 3 nilai yang
kecil ini dapat dikarenakan proses kurang maksimal. Karena untuk jumlah konsentrasi
awal adalah sangat besar, sedangkan proses hanya berjalan 2,5 %, berarti proses hanya
mampu menghilangkan 1,5 mg/L konsentrasi Amonia. Pada penyisihan amonia memiliki
persentase penurunan konsentrasi yang kecil, khusus untuk amonia hal ini karena proses
oksidasi NH3 dengan ozonasi berlangsung lambat, sehingga penyisihan amonia berjalan
lambat.
4.2.4
Penyisihan Linear Alkilbenzene Sulfonat (LAS)
Penyisihan LAS tetap dilakukan dengan proses oksidasi lanjut - filtrasi
membran keramik bertingkat 3. Berikut merupakan data penyisihan LAS.
Tabel 4.4 Data penyisihan LAS
Tingkat
1
2
3
Waktu
(menit)
0
10
20
30
0
10
20
30
0
10
20
30
Konsentrasi LAS
(mg/L)
25,77
20,91
21,52
16,21
21,84
16,45
15,65
9,22
18,72
13,17
8,38
5,02
Berikut dibawah ini adalah grafik persen penyisihan LAS yang diperoleh dari
percobaan.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
penurunan konsentrasi LAS(%)
80,00
69,98
70,00
57,78
60,00
50,00
Tingkat 2
37,10
40,00
Tingkat 3
31,04
30,00
20,00
Tingkat 1
49,88
18,86
21,23
24,68
16,49
10,00
10
20
30
Waktu Penyisinan (menit)
Gambar 4.5 Grafik Persentase Penyisihan LAS
Pada gambar 4.5 menunjukan persentase penyisihan LAS pada reaksi ozonasi
yang berjalan cukup baik yakni pada percobaan ke-3 sebesar 69,98% pada konsentrasi
5,02 mg/L.
Penyisihan LAS berjalan baik dengan diperoleh konsentrasi LAS pada air
permeate tingkat tiga menit ke-30 sebesar 5,02 mg/L dengan konsentrasi awal 25,77
mg/L (% penyisihan 80,52%).
Proses penyisihan LAS memiliki peningkatan persen yang signifikan, karena semakin
waktu bertambah persen juga bertambah. Dari grafik dapat dilihat pada tingkat 3 pada 10
menit pertama adalah sebesar 21,23 % sedangkan pada 20 menit dan 30 menit naik
sebesar 48,99 % dan 69,89 %. Proses yang terjadi pada tahap 3 adalah yang paling baik
karena retentate pada tingkat sebelumnya akan menambah konsentrasi limbah untuk
tingkat selanjutnya.
4.3 Penyisihan Amonia, LAS, Besi dan Mangan secara campuran
Dalam suatu kasus dengan campuran berbagai bahan pencemar, dilakukan
penyisihan bersama-sama seperti dalam percobaan ini yang melakukan penyisihan
terhadap Amonia, LAS, Besi dan Mangan dalam air dengan prinsip ozonasi.
Berikut karakterisktik data yang diperoleh dalam penyisihan masing-masing
bahan pencemar tersebut:
4.3.1
Penyisihan Logam Besi (Fe) Campuran
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Proses dilakukan dengan perlakuan yang sama pada logam pencemar
tunggal yaitu sebanyak 3 tingkat. Berikut ini adalah tabel data penyisihan besi
campuran.
Tabel 4.5 Data Penyisihan Besi campuran
Tingkat
1
2
3
Waktu
(menit)
0
10
20
30
0
10
20
30
0
10
20
30
Konsentrasi Besi
(mg/L)
4,67
0,59
0,34
0,08
4,38
0,19
0,04
0,03
4,14
0,06
0,07
0,03
Berikut dibawah ini adalah grafik persen penyisihan besi campuran yang
diperoleh dari percobaan.
Gambar 4.6 menunjukan persentase penyisihan logam besi campuran.
Grafik menunjukan total penyisihan besi sebesar 99,27 % pada tingkat 3. Pada
tingkat 1 juga memiliki nilai persentase yang besar, yaitu pada menit 10 sebesar
87,37 % dan pada menit 30 nilai persen penyisihan naik menjadi 98,55 %. Begitu
juga dengan tingkat 2 mengalami kenaikan persen penyisihan. Kenaikan persen
penyisihan pada logam besi campuran memiliki kecendrungan nilai yang sama
untuk persen penyisihan data tunggal.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
penurunan konsentrasi besi (%)
100,00
99,32
99,09
98,29
98,00
98,31
99,27
98,55
95,66
96,00
Tingkat
1
Tingkat
2
92,72
94,00
92,00
90,00
88,00
87,37
86,00
84,00
82,00
80,00
Waktu Penyisihan (menit)
20
30
10
Gambar 4.6 Grafik Persentase Penyisihan Besi Campuran
Berikut ini adalah grafik persen penyisihan perbandingan antara logam
besi tunggal dengan campuran :
100,00
99,17 98,96
Penurunan konsentrasi (%)
99,00
98,00
97,00
96,76
96,92 96,70
96,00
95,00
94,00
Pencemar tunggal besi
93,86
Pencemar Campuran
logam besi
93,00
92,00
91,00
10
20
30
Waktu (menit)
Gambar 4.7 Grafik Perbandingan persentase penyisihan logam besi data
tunggal dan campuran
Dari grafik 4.7 menunjukan nilai penyisiham logam besi pada bahan
pencemar tunggal memiliki nilai efektifitas lebih baik dibanding dengan bahan
pencemar campuran.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Pada menit awal (t=10) penyisihan konsentrasi antara bahan pencemar
tunggal dengan bahan pencemar campuran untuk logam besi sangat berbeda.
Tetapi setelah menit ke-30, diperoleh nilai persentase yang tidak jauh berbeda.
Yaitu untuk pencemar tunggal sebesar 99,17 % dan untuk campuran sebesar 98,96
%. Data yang digunakan pada data tunggal adalah rata rata dari ketiga tingkat
proses dan begitu juga dengan data campuran.
4.3.2
Penyisihan Logam Mangan (Mn) Campuran
Penyisihan Mangan pada bahan pencemar campuran tidak terlalu besar.
Penyisihan mangan campuran juga dilakukan sebanyak 3 tingkat dengan proses ozonasi
dan filtrasi. Berikut ini adalah data penyisihan logam mangan campuran.
Tabel 4.6 Data Penyisihan Mangan campuran
Tingkat
1
2
3
Waktu
Konsentrasi mangan
(menit)
(mg/L)
0
10
20
30
0
10
20
30
0
10
20
30
5,43
5,28
5,14
4,72
5,14
4,91
4,45
4,21
5,00
4,55
4,33
4,26
Gambar 4.8 menunjukan nilai persentase penyisihan logam mangan campuran.
Nilai persentase total penyisihan mangan dari grafik adalah sebesar 14, 80 % untuk
tingkat 3. Nilai persentase ini juga tidak terlalu memiliki perbedaan besar dengan mangan
tunggal. Hal ini dikarenakan jumlah konsentrasi awal mangan tidak terlalu besar, yaitu
hanya 5,43 mg/L sehingga retentate untuk tingkat selanjutnya tidak menambah
konsentrasi.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
penurunan konsentrasi Mangan (%)
20,00
18,09
18,00
14,80
13,40
16,00
13,42
13,08
14,00
12,00
Tingkat 2
9,00
10,00
Tingkat 1
Tingkat 3
8,00
5,34
6,00
4,47
2,76
4,00
2,00
-
1
2
3
Waktu Penyisinan (menit)
Gambar 4.8 Grafik Persentase Penyisihan Mangan Campuran
Berikut ini adalah grafik persen penyisihan perbandingan antara logam
mangan tunggal dengan campuran :
18,00
16,01
Penurunan konsentrasi (%)
16,00
14,00
15,19
12,92
12,00
10,60
10,00
8,00
6,00
Pencemar tunggal
mangan
Pencemar
Campuran mangan
5,44
4,00
2,00
0,92
10
20
30
Waktu (menit)
Gambar 4.9 Grafik perbandingan persentase penyisihan Mangan data tunggal dan
data campuran
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Dilihat pada grafik 4.9 persentase penyisihan mangan rata-rata pada menit
ke-30 sebesar 15,19%, lebih rendah dibandingkan dengan bahan pencemar
tunggal mangan. Sedangkan pada menit sebelumnya nilai persen yang diperoleh
sangat kecil yaitu di bawah 15 %. Data yang digunakan pada grafik perbandingan
di atas adalah berupa nilai rata rata konsentrasi awal pada ketiga tingkat.
4.3.3
Penyisihan Amonia (NH3) Campuran
Konsentrasi amonia pada limbah cukup besar. Proses penyisihan amonia juga
dilakukan dalam 3 tingkat. Berikut adalah data konsentrasi amonia pada proses
penyisihan:
Tabel 4.7 Data Penyisihan Amonia campuran
Tingkat
1
2
3
Waktu
(menit)
0
10
20
30
0
10
20
30
0
10
20
30
Konsentrasi ammonia
(mg/L)
60,22
59,88
59,45
58,96
59,86
59,25
59,34
58,86
59,49
59,04
58,67
58,48
Berikut di bawah ini adalah grafik persen penyisihan untuk amonia
campuran. Dapat dilihat bahwa persen penyisihan amonia memiliki nilai sangat
kecil. Dari gambar 4.10 menunjukan nilai persen total penyisihan hanya sebesar
2,09 %. Hal ini dikarenakan reaksi oksidasi yang terjadi antara amonia dengan
ozon berjalan lambat sehingga penyisihan amonia kecil.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
penurunan konsentrasi ammonia (%)
2,50
2,09
2,00
1,70
1,67
1,50
1,38
1,28
Tingkat 2
Tingkat 3
1,02
0,87
1,00
Tingkat 1
0,76
0,56
0,50
1
2
3
Waktu Penyisinan (menit)
Gambar 4.10 Grafik Persentese Penyisihan Amonia Campuran
Berikut ini adalah grafik persentase perbandingan penurunan konsentrasi
amonia tunggal dan amonia campuran :
2,00
1,87 1,82
Penurunan konsentrasi (%)
1,80
1,60
1,40
1,18
1,20
0,99
1,00
0,80
Pencemar tunggal
ammonia
Pencemar Campuran
ammonia
0,72
0,60
0,40
0,20
0,19
10
20
30
Waktu (menit)
Gambar 4.11 Grafik perbandingan persentase penyisihan Amonia pada bahan
pencemar tunggal dengan bahan pencemar campuran
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Dari gambar 2.11 ditunjukan bahwa total penyisihan amonia campuran
adalah sebesar 1,82 % sedangkan untuk penyisihan amonia data tunggal adalah
sebesar 1,87 %. Sedikitnya nilai penyisihan ammonia pada bahan pencemar
campuran dapat juga disebabkan oleh tingkat keasaman larutan (pH). pH awal
dalam percobaan sebesar 7, sehingga amonia dalam bentuk kation (NH4+) yang
lebih dominan dibandingkan dengan amonia dalam bentuk molekul (NH3) dalam
larutan tersebut (Said, 2003).
4.3.4
Penyisihan Linear AlkilBenzene Sulfonat Campuran
Proses penyisihan LAS campuran juga sama perlakuannya yaitu dengan 3
tingkat. Berikut ini adalah data penyisihan konsentrasi dari LAS.
Tabel 4.8 Data Penyisihan LAS campuran
Tingkat
1
2
3
Waktu
(menit)
0
10
20
30
0
10
20
30
0
10
20
30
Konsentrasi LAS
(mg/L)
25,17
20,52
14,44
10,89
22,56
16,43
12,33
9,98
16,01
11,38
6,02
5,01
Persen penyisihan LAS dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Persen
pernyisihan LAS campuran memiliki nilai yang baik pada tingkat 3 yaitu
sebesar 68,71 % dan sebagai nilai penyisihan total juga. Gambar 4.10
menunjukan juga bahwa terjadi peningkatan nilai nilai persentase dari setiap
tingkat. Nilai tertinggi yaitu pada tingkat 3 dan terendah pada tingkat 1, hal ini
dikarenakana retentate akan menambah jumlah konsentrasi ke tingkat
selanjutnya.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
penurunan konsentrasi LAS (%)
80,00
68,71
62,40
70,00
56,73
60,00
50,00
55,76
Tingkat 1
45,35
42,63
Tingkat 2
40,00
Tingkat 3
20,00
28,92
27,17
30,00
18,47
10,00
1
2
3
Waktu Penyisinan (menit)
Gambar 4.12 Grafik Persentase Penyisihan LAS Campuran
Berikut grafik perbandingan penyisihan LAS antara bahan pencemar
campuran (besi, mangan, amonia dan LAS) dengan bahan pencemar tunggal LAS.
Persentase penurunan nilai LAS campuran memiliki kecendrungan naik dari tahap
satu ke tahap selanjutnya :
70,00
Penurunan konsentrasi (%)
60,40
60,00
54,95
50,12
50,00
40,00
30,35
30,00
23,71
Pencemar tunggal LAS
20,00
10,00
Pencemar Campuran LAS
6,16
10
20
30
Waktu (menit)
Gambar 4.13 Grafik perbandingan persentase penyisihan LAS pada
pencemar tunggal dan campuran
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Saat bahan pencemar (besi, mangan, amonia dan LAS) di campur,
penyisihan untuk LAS tidak jauh berbeda ketika bahan pencemar tersebut sebagai
bahan pencemar tunggal pada unit pengolahan air. Hal ini dapat dilihat pada
grafik bahwa nilai persentase total untuk pencemar LAS tunggal adalah sebesar
54,95 %, sedangkan pada persen penyisihan LAS campuran adalah 60,40 %. Hal
ini dikarenakan radikal hidroksida cukup efektif dalam penyisihan LAS.
4.4 Identifikasi Laju Reaksi Dari Grafik Kinetika Reaksi
Bahan pencemar yang dianalisa persamaan kinetiknya pada penelitian ini
adalah logam besi, logam mangan, amonia, dan LAS. Penentuan persamaan
kinetika untuk limbah tersebut dilakukan dengan proses ozonasi dan filtrasi
membran. Data yang diperoleh berupa persentase penurunan konsentrasi yang
kemudian dari data tersebut ditentukan persamaan kinetikanya yang sesuai dengan
menggunakan persamaan kinetika untuk ozon dan membran pangkat sederhana
yaitu
 rA  
dC A
 k '.C Am
dt
(4.1)
Konstanta laju reaksi ( k ) merupakan nilai yang menyatakan perbandingan dengan
laju reaksi. Nilai k yang semakin besar artinya laju reaksi tersebut makin besar juga. Orde
reaksi atau tingkat reaksi terhadap suatu komponen merupakan pangkat dari konsentrasi
komponen tersebut dalam hukum laju. Orde reaksi juga menyatakan ketergantungan laju
reaksi terhadap konsentrasi senyawa. Nilai k dipengaruhi oleh orde reaksi ( n ).
Persamaan kinetika yang sudah diperoleh dengan menggunakan persamaan diatas dengan
variasi orde, selanjutnya divalidasi dengan cara melihat nilai regresi linearnya. Semakin
besar nilai regresi linear atau mendekati 1, maka persamaan kinetika tersebut cocok untuk
data yang tersedia. Berikut ini adalah data tetapan laju reaksi beserta grafik persamaan
kinetika dari beberapa limbah data tunggal :
4.4.1
Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Logam Besi (Fe)
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Dari data penyisihan logam besi kemudian diolah secara sistematis berdasarkan
rumus nilai perubahan konsetrasi terhadap waktu yang berkaitan dengan tingkatan orde
reaksi, sehingga diperoleh hasil kinetika reaksi sebagai berikut:
Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Nilai regresi linear dan Tetapan Laju Reaksi pada Data
Penyisihan Logam Besi
Orde Reaksi
(n)
1
0
0,6464
1/2
0,7309
1
0,8649
3/2
0,8933
2
0,7913
5/2
0,701
Regresi linear (R2)
Tingkat
2
3
0,6093
0,6038
0,6515
0,6301
0,7875
0,751
0,9347
0,9374
0,8222
0,9624
0,7249
0,885
1
3,92 x 10-8
8,21 x 10-9
3,61 x 10-8
1,38 x 10-8
1,10 x 10-7
1,98 x 10-7
Tetapan Laju Reaksi (k)
Tingkat
2
3
-8
3,88 x 10
3,82 x 10-8
8,68 x 10-9 8,85 x 10-9
4,82 x 10-8 5,5 x 10-8
2,95 x 10-8 1,4 x 10-7
4,46 x 10-7 9,43 x 10-7
1,58 x 10-6 4,72 x 10-6
Tabel 4.9 menunjukan nilai regresi linear dan tetapan laju reaksi pada logam
besi. Dari data tingkat 1 dapat dilihat bahwa nilai regresi mengalami fluktuatif,
dan nilai regresi yang paling mendekati 1 adalah pada orde reaksi 3/2 yaitu
sebesar 0,8933. Pada tingkat 1 persamaan tidak dapat dibuat menjadi linear karena
berdasarkan trial dari orde reaksi nilai regresi hanya maksimal pada orde 3/2 dan
untuk orde selanjutnya nilai regresi semakin menurun. Sedangkan untuk konstanta
pada tingkat 1 yang memiliki nilai konstanta pada orde 3/2 sebesar 1,38 x 10-8
mol/s.
Pada tingkat 2 dapat dilihat bahwa nilai regresi yang paling mendekati satu
adalah pada orde 3/2 dengan nilai 0,9374. Pada tingkat 2 nilai regresi sudah lebih
mendekati 1 dibandingkan dengan pada tingkat sebelumnya, artinya persamaan
lebih linear pada tingkat 2 dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 2,95 x 10-8
mol/s.
Sedangkan untuk tingkat 3 nilai regresi yang mendekati linear adalah pada orde 2
dengan nilai sebesar 0,9624 dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 9,43 x 10-7 mol/s.
Nilai konstanta laju reaksi pada tingkat 3 adalah yang paling besar. Hal ini dapat
dianalisa dari proses, artinya proses berjalan paling baik pada tingkat 3. Proses dikatakan
paling baik dengan dibuktikan dari persen penyisihan logam besi pada tingkat 3 sebesar
99,77 %.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Nilai konstanta laju reaksi pada tiap tahap menunjukan perbedaan yang
signifikan antara konstanta pada tingkat 2 dan tingkat 3. Hal ini dapat dianalisa
berdasarkan pada proses keseluruhan yang terjadi. Nilai konstanta pada
penyisihan logam besi dengan nilai yang kecil, artinya dapat dikatakan bahwa
nilai ini disebabkan oleh proses penyisihan yang kurang baik. Salah satunya dapat
disebabkan oleh proses filtrasi membran. Reaksi penyisihan logam oleh ozonasi
dapat terjadi dalam reaksi oksidasi dan pengendapan. Reaksi pengendapan logam
dapat menyumbat membran sehingga mengurangi kinerja proses filtrasi membran.
Adapun reaksi ozonasi logam besi adalah :
2 Fe2+ + O3(aq) + 5 H2O →
2 Fe(OH)3(s) + O2(aq) + 4 H+
(4.2)
Sedangkan Nilai konstanta laju reaksi yang lebih besar dapat disebabkan oleh
analisa pH. Semakin besar konsentrasi awal maka kebutuhan akan radikal
hidroksil juga akan semakin besar, semakin besar produksi radikal hidroksil maka
nilai pH juga akan bertambah, semakin besar nilai pH maka reaksi oksidasi juga
akan semakin besar.
Berikut ini adalah grafik perubahan pH terhadap waktu pada penyisihan logam
besi.
7,8
pH
7,6
7,4
tingkat 1
7,2
tingkat 2
tingkat 3
7
0
10
20
30
waktu (menit)
Gambar 4.14 Perubahan pH Terhadap Waktu pada Proses Penyisihan Logam
Besi
Berdasarkan tabel kinetika nilai regresi dan konstanta laju reaksi dapat
ditentukan bahwa persamaan dipilih adalah yang paling linear (R2 mendekati 1)
pada tingkat 3 dengan nilai regresi sebesar 0,9624 dan nilai konstanta laju reaksi
sebesar 9,43 x 10-7 mol/s. Setiap tingkat memiliki perbedaan nilai konstanta laju
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
reaksi. Semakin besar tingkat maka nilai konstanta akan semakin besar. Tingkat 3
memiliki nilai konstanta yang paling besar, hal ini dapat disebabkan oleh persen
penyisihan konsentrasi pada tingkat 3 yang paling besar adalah 99,77 %. Semakin
besar selisih penyisihan konsentrasi, maka konstanta akan juga semakin besar
karena laju reaksi juga akan semakin besar.
Maka dapat ditentukan persamaan laju reaksi untuk penyisihan logam besi
dari data yang yang dipilih adalah
 rA  
dC A
 9,43 x 10 -7.C A2
dt
(4.3)
Berikut ini adalah grafik hasil linearisasi untuk persamaan laju reaksi yang
mendekati 1 atau paling linear.
120,0000
CA^(-1) - CA0^(-1)
100,0000
y = 1,4931x - 2,9261
R² = 0,8222
80,0000
60,0000
y = 3,1596x - 1,7369
R² = 0,9624
40,0000
20,0000
y = 0,3692x - 1,0426
R² = 0,7913
0
5
(20,0000)
10
15
20
25
30
35
40
45
t - t0
tingkat 1
tingkat 2
tingkat 3
Gambar 4.15 Hasil linearisasi pada orde (n=3/2) untuk penyisihan logam besi
Persamaan kinetika yang tepat untuk logam besi adalah pada orde 3/2. Orde
reaksi menyatakan ketergantungan nilai laju reaksi terhadap nilai perubahan konsentrasi.
Dari persamaan 4.1 dapat dilihat bahwa nilai laju reaksi sangat tergantung dari gradien
konsentrasi dan konstanta laju reaksi yang dipengaruhi oleh orde reaksi. Semakin besar
nilai perubahan/gradien konsentrasi dan orde reaksi maka nilai laju reaksi semakin besar
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
dengan faktor pengali dari konstanta. Pada penyisihan logam besi dapat dilihat besarnya
persen penyisihan menunjukan nilai laju reaksi yang semakin besar juga. Penyisihan
konsentrasi terlarut logam besi dari menit awal sebesar 4.135 mg/L menjadi 0,03 mg/L
menunjukan gradien penurunan konsentrasi yang besar. Maka semakin besar nilai
perubahan konsentrai dengan pangkat orde reaksi yang besar juga pada orde 2, maka
dapat dikatakan bahwa laju reaksi penyisihan logam besi adalah besar. Secara matematis
dapat dikatakan bahwa untuk menghasilkan persamaan yang linear maka dibutuhkan
sebuah gradien konsentrasi yang besar. Orde yang semakin besar akan membuat laju
reaksi semakin besar juga. Analisa sifat fisik limbah terhadap nilai orde yang besar pada
penyisihan logam besi yaitu pada n = 2 menunjukan bahwa logam besi Fe2+ sangat
mudah teroksidasi membentuk Fe3+ di dalam air maupun oksigen yang masuk karena
pertukaran dengan udara sekitar, maka jumlah Fe2+ yang teroksidasi juga meningkat,
selain itu juga dengan adanya kavitasi pada proses oksidasi lanjut maka dapat
meningkatkan konsentrasi radikal hidroksida yang cukup efektif untuk menyisihkan
logam besi (Gunten, 2003).
4.4.2
Identifikasi laju Reaksi Penyisihan Logam Mangan (Mn)
Data penyisihan logam Mangan selanjutnya ditentukan nilai tetapan laju
reaksi dengan menggunakan persamaan regresi dari grafik. Proses penyisihan
logam mangan juga dilakukan dengan 3 tingkat.
Berikut ini adalah hasil perhitungan nilai regresi linear dan tetapan laju
reaksi :
Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Nilai Regresi linear dan Tetapan Laju Reaksi pada Data
Penyisihan Mangan (Mn)
Regresi linear (R2)
Orde Reaksi
Tingkat
(n)
1
2
3
0
0,8892 0,9509 0,9982
½
0,8898 0,9511 0,9965
Tetapan Laju Reaksi (k)
Tingkat
1
2
3
7,22 x 10-9
7,07 x 10-9 9,71 x10-9
1,70 x 10-9
1,70 x 10-9 2,40 x 10-9
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
1
3/2
2
5/2
0,8903
0,8906
0,8907
0,8907
0,9514
0,9516
0,9517
0,9517
0,9942
0,9913
0,9878
0,9838
1,57 x 10-9
1,82 x 10-10
3,34 x 10-10
1,21 x 10-10
1,61 x 10-9
1,97 x 10-10
1,67 x 10-10
1,37 x 10-10
2,37 x 10-9
2,88 x 10-10
2,82 x 10-10
2,12 x 10-10
Tabel 4.10 menunjukan nilai regresi linear dan tetapan laju reaksi pada
logam mangan. Dari data tingkat 1 dapat dilihat bahwa nilai regresi yang paling
linear atau mendekati 1 adalah pada orde 2 dengan nilai regresi sebesar 0,8907.
Akan tetapi nilai regresi ini masih jauh dari linear atau mendekati 1. Persamaan
untuk tingkat 1 tidak dapat dijadikan linear, karena kemungkinan dibutuhkan orde
yang lebih tinggi untuk mencapai hasil maksimal untuk persamaan yang linear.
Sedangkan persen penyisihan untuk logam mangan adalah nilai persen yang kecil.
Nilai konstanta laju reaksi pada tingkat 1 adalah 3,34 x 10-10 mol/s pada orde 2.
Pada penyisihan tingkat 2 dapat dilihat bahwa persamaan yang paling
linear dihasilkan pada saat orde reaksi 2 yaitu sebesar 0,9517. Pada tingkat 2
persamaan lebih mendekati linear, karena nilai regresi yang lebih mendekati 1
dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 1,67 x 10-10 mol/s.
Sedangkan pada penyisihan tingkat 3 persamaan kinetika laju reaksi yang
dapat dijadikan paling linear adalah pada orde 0 dengan nilai regresi sebesar
0,9982 dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 9,71 x 10-9 mol/s.
Berdasarkan tabel kinetika nilai regresi dan konstanta laju reaksi dapat
ditentukan bahwa persamaan dipilih adalah yang paling linear (R2 mendekati 1)
pada tingkat 3 dengan nilai regresi sebesar 0,9982 dan nilai konstanta laju reaksi
sebesar 9,71 x 10-9 mol/s.
Sehingga persamaan laju reaksi untuk penyisihan mangan adalah
 rA  
dC A
 9,71 x 10 -9.C A0
dt
(4.4)
Setiap tingkat pada penyisihan logam mangan memiliki nilai konstanta laju
reaksi yang berbeda beda. Nilai konstanta mengalami fluktuatif dari tingkat 1 ke
tingkat 3. Nilai konstanta laju reaksi pada tingkat 1 memiliki nilai yang lebih
besar dibandingkan dengan tingkat 2, perbedaan ini dapat dianalisa berdasarkan
proses yang terjadi. Nilai konstanta laju reaksi pada tingkat 1 merupakan nilai
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
yang kecil. Bila dianalisa dari proses penyisihan logam mangan maka nilai
konstanta yang kecil ini dapat disebabkan oleh persen penyisihan mangan yang
kecil juga pada tingkat 1 dengan total penyisihan 13,51 %. Karena semakin besar
penyisihan atau selisih konsentrasi penyisihan awal dan akhir, maka nilai
konstanta akan semakin besar juga karena laju reaksi semakin besar. Selain itu
juga dapat disebabkan oleh proses penyisihan oleh ozonasi dan filtrasi. Sama
halnya seperti logam besi, mangan juga akan membentuk endapan pada saat
bereaksi dengan radikal hidroksida sehingga endapan tersebut akan menghambat
proses penyaringan oleh membran.
Adapun reaksi antara logam mangan dengan ozon adalah sebagai berikut :
Mn2+ + O3(aq) + H2O
→ MnO2(s) + O2(aq) + 2 H+
(4.5)
Sedangkan nilai konstanta laju reaksi pada tingkat 2 menurun dibandingkan
pada tingkat 1. Semakin besar laju reaksi maka konstanta akan semakin besar.
Laju reaksi dapat dipengaruhi oleh selisih konsentrasi. Berdasarkan data persen
penyisihan logam mangan dapat dilihat bahwa penyisihan total pada tingkat 2
hanya sebesar 13.74 %. Sama halnya seperti pada tingkat 1, bahwa nilai konstanta
tidak menunjukan nilai yang signifikan bahkan kecendrungan menurun.
Kecenderungan ini dapat disebabkan oleh sifat fisik dari mangan. Berdasarkan
persamaan 4.4 dapat dilihat bahwa mangan akan membentuk endapan apabila
bereaksi dengan ozon dan endapan ini akan terus bertambah pada tingkat
selanjutnya sehingga akan menurunkan kinerja penyaringan membran yang dapat
menurunkan persen penyisihan. Dengan menurunnya proses penyisihan maka
nilai laju reaksi akan menurun juga sehingga nilai konstanta akan ikut menurun
juga.
Analisa lain yang dapat mempengaruhi nilai konstanta laju reaksi dari proses
adalah berdasarkan pH. Semakin besar nilai pH maka reaksi oksidasi yang terjadi
juga akan semakin baik. Tetapi pada proses penyisihan mangan nilai pH tidak
mengalami kenaikan. Kenaikan nilai pH dapat disebabkan oleh produksi radikal
hidroksida, dan produksi radikal hidroksida ditentukan oleh jumlah konsentrasi
terlarut dari polutan. Sedangkan konsentrasi mangan hanya sebesar 4,96 mg/L.
Sehingga menyebabkan nilai pH untuk penyisihan mangan tidak mengalami
perubahan signifikan.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Berikut ini adalah grafik perubahan pH terhadap waktu untuk penyisihan
mangan.
7,4
pH
7,2
7
tingkat 1
6,8
tingkat 2
tingkat 3
6,6
0
10
20
30
waktu (menit)
Gambar 4.16 Perubahan pH Terhadap Waktu pada Proses Penyisihan Mangan
Sedangkan pada tingkat 3 persamaan yang dapat dijadikan paling linear adalah
pada orde reaksi 0. Reaksi dengan orde 0 adalah reaksi dimana laju reaksi tidak
bergantung pada konsentrasi reaktan. Penambahan maupun pengurangan konsentrasi
reaktan tidak mengubah laju reaksi.
Berikut ini adalah grafik hasil linearisasi untuk persamaan yang paling linear
0,2000
CA - CA0
(0,2000)
0
5
y10
= -0,032x +15
0,015
R² = 0,9982
20
y = -0,0233x + 0,002
R² = 0,9509
(0,4000)
(0,6000)
(0,8000)
25
y = -0,0238x - 0,058
R² = 0,8892
(1,0000)
t - t0
tingkat 1
tingkat 3
tingkat 2
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
30
Gambar 4.17 Hasil Kinetika reaksi orde (n=0) pada penyisihan Mangan
Persamaan yang paling linear untuk penyisihan logam mangan adalah pada orde
0. Reaksi dengan orde 0 adalah reaksi dimana laju reaksi tidak bergantung pada
konsentrasi reaktan. Penambahan maupun pengurangan konsentrasi reaktan tidak
mengubah laju reaksi. Dari persamaan 4.1 dapat dilihat bahwa nilai laju reaksi sangat
tergantung dari gradien konsentrasi dan konstanta laju reaksi yang dipengaruhi oleh orde
reaksi. Semakin besar nilai perubahan/gradien konsentrasi dan orde reaksi maka nilai laju
reaksi semakin besar dengan faktor pengali dari konstanta. Penyisihan logam mangan
total hanya memiliki nilai sebesar 20,78 %, dan gradien konsentrasi untuk penyisihan
mangan adalah dari 4,96 mg/L menjadi 3,66 mg/L. Sehingga laju reaksi penyisihan
mangan adalah kecil dengan konstanta yang kecil juga.
4.4.3
Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Amonia (NH3)
Tabel berikut adalah hasil perhitungan nilai regresi linear dan tetapan laju
reaksi pada penyisihan ammonia berdasarkan data dari penyisihan amonia.
Penyisihan amonia dilakukan dengan 3 tingkat sama halnya seperti pada
penyisihan mangan dan besi.
Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Nilai Regresi linear dan Tetapan Laju Reaksi pada
Data Penyisihan Ammonia
Orde Reaksi
(n)
1
0
0,8236
1/2
0,8234
1
0,8232
3/2
0,8229
2
0,8227
5/2
0,8225
Regresi linear (R2)
Tingkat
2
3
0,9392 0,9958
0,996
0,9387
0,9961 0,9383
0,9963 0,9379
0,9965 0,9375
0,9966 0,937
1
1,89 x 10-8
5,94 x 10-10
3,56 x 10-10
2,97 x 10-11
7,13 x 10-12
5,94 x 10-13
Tetapan Laju Reaksi (k)
Tingkat
2
3
-8
5,29 x 10
5,07 x 10-8
1,72 x 10-9
1,66 x 10-9
8,32 x 10-10
9,51 x 10-10
2,97 x 10-11
2,97 x 10-11
1,19 x 10-11
1,19 x 10-11
1,19 x 10-12
1,78 x 10-12
Tabel 4.11 menunjukan nilai regresi linear dan tetapan laju reaksi pada
penyisihan amonia. Dari data tingkat 1 dapat dilihat bahwa nilai regresi yang
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
paling linear atau mendekati 1 adalah pada orde 0 dengan nilai regresi sebesar
0,8236. Akan tetapi nilai regresi ini masih jauh dari linear atau mendekati 1.
Persamaan untuk tingkat 1 tidak dapat dijadikan linear, karena kemungkinan
dibutuhkan orde yang lebih tinggi untuk mencapai hasil maksimal untuk
persamaan yang linear. Sedangkan persen penyisihan untuk amonia adalah nilai
persen yang kecil. Nilai konstanta laju reaksi pada tingkat 1 adalah 1,89 x 10-8
mol/s. pada orde 0.
Pada penyisihan tingkat 2 dapat dilihat bahwa persamaan yang paling linear
dihasilkan pada saat orde reaksi 5/2 yaitu sebesar 0,9966. Pada tingkat 2
persamaan lebih mendekati linear, karena nilai regresi yang lebih mendekati 1
dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 1,19 x 10-12 mol/s.
Sedangkan pada penyisihan tingkat 3 persamaan kinetika laju reaksi yang
dapat dijadikan paling linear adalah pada orde 0 dengan nilai regresi sebesar
0,9958 dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 5,07 x 10-8 mol/s.
Berdasarkan tabel kinetika nilai regresi dan konstanta laju reaksi dapat
ditentukan bahwa persamaan yang sesuai adalah yang paling linear (R2 mendekati
1) pada tingkat 2 dengan nilai regresi sebesar 0,9966 dan nilai konstanta laju
reaksi sebesar 1,19 x 10-12 mol/s.
Maka persamaan untuk kinetika laju reaksi penyisihan amonia adalah
 rA  
dC A
 1,19 x 10 -12..C A5 / 2
dt
(4.6)
Setiap tingkat memiliki nilai konstanta yang berbeda beda. Tingkat 1 memiliki
nilai konstanta yang lebih besar daripada tingkat 2, tetapi tingkat 2 memiliki nilai
konstanta yang lebih kecil daripada tingkat 3. Perbedaan nilai konstanta ini dapat
disebabkan karena beberapa faktor, antara lain yaitu dari laju reaksi yang terjadi.
Karena semakin besar laju reaksi maka nilai konstanta akan semakin besar begitu
juga sebaliknya. Laju reaksi ditentukan oleh nilai gradien penyisihan konsentrasi
dengan pangkat orde reaksi. Semakin besar nilai gradien konsentrasi penyisihan
amonia maka laju reaksi juga akan semakin besar. Berdasarkan persen penyisihan
amonia dapat dilihat bahwa penyisihan tingkat 1 hanya sebesar 0,92 %, untuk
tingkat 2 sebesar 2,21 % dan untuk tingkat 3 sebesar 2,47 %. Maka dengan nilai
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
persen penyisihan yang kecil diperoleh juga nilai konstanta laju reaksi yang kecil
juga.
Analisa terhadap proses dapat juga menyebabkan variasi nilai konstanta laju
reaksi, yaitu dari proses ozonasi dan membran. Ada keterkaitan antara nilai
gradien konsentrasi penyisihan amonia dengan proses yang terjadi. Penyisihan
amonia dari air dapat dilakukan dengan ozon. Ketersediaan ozon sebanding lurus
dengan jumlah polutan. Konsentrasi amonia terlarut berada dalam jumlah besar
yaitu 58,78 mg/L. Produksi ozon atau radikal OH yang terbatas menyebabkan
penyisihan amonia tidak maksimal yang menyebabkan gradien konsentrasi
penyisihan menjadi kecil sehingga konstanta laju reaksi dapat berubah untuk tiap
tingkat.
Faktor lain yang mempengaruhi perubahan nilai konstanta laju reaksi untuk
tiap tingkat adalah sifat fisik dari amonia. Amonia bereaksi sangat lambat dengan
ozon, sehingga penyisihan tidak maksimal.
Faktor lainnya yang dapat mempengaruhi perubahan konstanta laju reaksi
adalah nilai pH. Reaksi oksidasi antara ozon dengan amonia akan efektif pada pH
di bawah normal (pH<7). Karena ketika larutan yang mengandung amonia
memiliki pH 7, maka dalam larutan tersebut amonia dalam bentuk kation (NH4+)
yang lebih dominan dibandingkan dengan amonia dalam bentuk molekul (NH3)
(Said, 2003). Sedangkan ozon maupun OH• lebih mudah mengoksidasi NH3
dibandingkan dengan NH4+ . Tetapi pada grafik perubahan pH di bawah ini dapat
dilihat bahwa selama proses berlangsung kondisi pH dominan berada di atas pH
normal. Berikut ini adalah grafik perubahan pH terhadap waktu untuk proses
pH
penyisihan amonia.
7,4
7,3
7,2
7,1
7
6,9
6,8
tingkat 1
tingkat 2
tingkat 3
0
10
20
30
waktu (menit)
Gambar 4.18 Perubahan pH Terhadap Waktu pada Proses Penyisihan Amonia
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Berikut ini adalah grafik linearisasi untuk penyisihan amonia untuk persamaan
yang paling linear
0,0200
CA^0.5 - CA0^0.5
(0,0200)
0
10
20
30
(0,0400)
40
y = -0,001x + 0,0007
R² = 0,8234
y = -0,0029x - 0,0003
R² = 0,9387
(0,0600)
y = -0,0028x - 0,002
R² = 0,996
(0,0800)
(0,1000)
tingkat 1
t - t0
tingkat 2
tingkat 3
Gambar 4.19 Hasil Linearisasi pada orde (n=5/2) untuk penyisihan Ammonia
Gambar 4.19 menunjukan grafik linearisasi untuk penyisihan amonia.
Persamaan yang paling linear berada pada tingkat 2 yaitu sebesar 0,9966. Nilai
konstanta laju reaksi untuk tingkat 2 memiliki nilai yang sangat kecil yaitu sebesar
1,19 x 10-12 mol/s. Laju reaksi penyisihan pada tingkat 2 berjalan lambat. Orde
reaksi sebagai angka yang menyatakan ketergantungan laju reaksi terhadap nilai
perubahan konsentrasi. Walaupun nilai orde reaksi pada tingkat 2 memiliki nilai
yang besar yaitu 5/2 dan gradien penyisihan konsentrasi dari 58,84 mg/L menjadi
57,54 mg/L, tetapi karena nilai konstanta laju reaksi kecil, maka laju reaksi
berjalan lambat. Orde reaksi penyisihan amonia berada pada nilai 5/2, artinya
bahwa untuk menghasilkan persamaan yang linear dibutuhkan pangkat yang
besar, karena perubahan konsentrasi penyisihan amonia sangat kecil.
4.4.4 Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Linear Alkilbenzene Sulfonat
(LAS)
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Dari data persen penyisihan LAS, dapat ditentukan nilai regresi linearnya beserta nilai
tetapan laju reaksi dengan cara menggunakan grafik linearitas dengan persamaan kinetika
pangkat sederhana. Berikut ini adalah tabel nilai regresi dari penyisihan LAS :
Tabel 4.12 Hasil Perhitungan Nilai Regresi linear dan Tetapan Laju Reaksi pada Data
Penyisihan LAS
Regresi linear (R2)
Orde Reaksi
Tingkat
(n)
1
2
3
0
0,8892 0,9509 0,9982
1/2
0,8546 0,8197 0,9921
1
0,849 0,8078 0,9764
3/2
0,8411 0,7904 0,949
2
0,8314 0,7692 0,9126
5/2
0,8200 0,7465 0,8711
1
1,59 x 10-9
1,03 x 10-9
9,10 x 10-10
5,35 x 10-11
4,69 x 10-11
6,69 x 10-12
Tetapan Laju Reaksi (k)
Tingkat
2
3
1,56 x 10-9
2,14 x 10-9
1,59 x 10-9
2,10 x 10-9
1,67 x 10-9
2,72 x 10-9
1,10 x 10-10 2,28 x 10-10
1,20 x 10-10 3,08 x 10-10
2,68 x 10-11 8,03 x 10-11
Tabel 4.12 menunjukan nilai regresi linear dan tetapan laju reaksi pada
penyisihan organik LAS. Dari data tingkat 1 dapat dilihat bahwa nilai regresi yang
paling linear atau mendekati 1 adalah pada orde 0 dengan nilai regresi sebesar
0,8892. Akan tetapi nilai regresi ini masih jauh dari linear atau mendekati 1.
Persamaan untuk tingkat 1 tidak dapat dijadikan linear, karena kemungkinan
dibutuhkan orde yang lebih tinggi untuk mencapai hasil maksimal untuk
persamaan yang linear. Sedangkan persen penyisihan untuk LAS adalah nilai
persen yang cukup besar. Nilai konstanta laju reaksi pada tingkat 1 adalah 1,59 x
10-9 mol/s pada orde 0.
Pada penyisihan tingkat 2 dapat dilihat bahwa persamaan yang paling linear
dihasilkan pada saat orde reaksi 0 yaitu sebesar 0,9509. Pada tingkat 2 persamaan
lebih mendekati linear, karena nilai regresi yang lebih mendekati 1 dengan nilai
konstanta laju reaksi sebesar 1,56 x 10-9 mol/s.
Sedangkan pada penyisihan tingkat 3 persamaan kinetika laju reaksi yang
dapat dijadikan paling linear adalah pada orde 0 dengan nilai regresi sebesar
0,9982 dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 2,14 x 10-9 mol/s.
Berdasarkan tabel kinetika nilai regresi dan konstanta laju reaksi dapat
ditentukan bahwa persamaan yang sesuai adalah yang paling linear (R2 mendekati
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
1) pada tingkat 3 dengan nilai regresi sebesar 0,9982 dan nilai konstanta laju
reaksi sebesar 2,14 x 10-9 mol/sec.
Maka persamaan kinetika laju reaksi penyisihan LAS adalah
 rA  
dC A
 2,14 x 10 -9.C A0
dt
(4.7)
Nilai konstanta laju reaksi pada penyisihan LAS untuk tiap tingkat juga mengalami
fluktuatif atau perbedaan. Seperti dapat dilihat bahwa nilai konstanta laju reaksi untuk
tingkat 1 lebih besar dari tingkat 2, tetapi konstanta laju reaksi untuk tingkat 2 lebih kecil
dari tingkat 3. Nilai konstanta laju reaksi dapat dipengaruhi oleh dari nilai data
penyisihan ataupun juga dari selama proses berlangsung. Data penyisihan konsentrasi
menyatakan besarnya laju reaksi, semakin besar nilai gradien konsentrasi maka laju
reaksi semakin besar dengan pangkat orde yang besar juga. Dari data persen penyisihan
LAS dapat dilihat bahwa pada tingkat 1 penyisihan total sebesar 37,10 %, untuk
penyisihan pada tingkat 2 sebesar 57,78% dan untuk penyisihan pada tingkat 3 adalah
69,98 %.
Proses yang terjadi selama proses penyisihan LAS dapat mempengaruhi perbedaan
nilai konstanta laju reaksi untuk tiap tingkat. Pada tingkat 1 nilai konstanta lebih besar
dari tingkat 2 yaitu 2,59 x 10-9 mol/s dan tingkat 2 sebesar 1,03 x 10-9 mol/s. Pada saat
tingkat 1 nilai konstanta laju reaksi lebih besar dapat dianalisa dari proses ozonasi
maupun filtrasi. Reaksi ozon dengan LAS berjalan baik. Jika dikaitkan dengan
penyisihan LAS, maka kondisi pH akan mempengaruhi proses ozonasi karena nilai pH
merupakan variabel penting dalam dekomposisi ozon. pada pH larutan antara 4 – 9 maka
akan terjadi reaksi antara LAS dengan ozon yaitu reaksi langsung dan tidak langsung
dengan ozon. (Said.2003). Reaksi oksidasi langsung oleh ozon dalam air merupakan
reaksi molekul ozon dengan ikatan tak jenuh dan akan memicu terjadinya pemecahan
ikatan sedangkan reaksi tidak langsung yaitu dengan memanfaatkan hidroksil radikal
yang merupakan hasil dekomposisi dari ozon. Dari grafik perubahan pH terhadap waktu
untuk penyisihan LAS dapat dilihat bahwa selama proses terjadi perubahan pH tidak
terlalu signifikan. Tetapi kondisi pH masih berada di bawah kondisi yang optimal.
Berikut ini adalah grafik perubahan pH terhadap waktu untuk penyisihan LAS.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
8,2
pH
8,1
8
tingkat 1
7,9
7,8
tingkat 2
7,7
tingkat 3
0
10
20
30
waktu (menit)
Gambar 4.20 Perubahan pH Terhadap Waktu pada Proses Penyisihan LAS
Sedangkan pada tingkat 2 nilai konstanta laju reaksi memiliki nilai yang lebih
kecil dibandingkan dengan tingkat 1 yaitu sebesar 1,56 x 10-9 mol/s. Nilai konstanta laju
reaksi yang lebih kecil dapat dikarenakan pada proses tingkat 2 kurang optimal. Hal ini
dapat dianalisa dari tahapan proses penyaringan. Nilai konstanta laju reaksi yang kecil
juga akan menyebabkan laju reaksi berjalan lambat. Laju reaksi dapat dikarenakan oleh
proses yang kurang optimal. Filtrasi dapat menyebabkan penurunan konstanta dan laju
reaksi. Hal ini dapat terjadi karena membran mikrofiltrasi tidak mampu menyisihkan ion
natrium dan sulfat yang merupakan hasil oksidasi gugus sulfonat dengan radikal
hidroksida serta ion-ion lainnya yang mungkin ada pada air limbah sehingga dapat lolos
dari membran. sehingga penyisihan LAS tidak optimal dan laju reaksi akan berpengaruh.
Sedangkan pada tingkat 3 nilai konstanta laju reaksi naik menjadi 2,14 x 10 -9
mol/s. Perbedaan nilai laju reaksi dari tingkat 2 ke tingkat 3 dapat dikarenakan pada saat
tingkat 3 gradien penyisihan konsentrasi lebih lebih besar dari 18,75 mg/L menjadi 5,02
mg/L, sehingga nilai laju reaksi dan konstanta laju reaksi akan ikut berpengaruh.
Berikut ini adalah grafik linearisasi untuk penyisihan Linear Alkilbenzene
Sulfonat yang paling linear
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
2,0000
-
CA - CA0
(2,0000) 0
(4,0000)
(6,0000)
5
10
15
20
25
30
y = -0,3647x - 0,727
R² = 0,8246
(8,0000)
y = -0,2807x - 0,457
R² = 0,8577
(10,0000)
y = -0,3989x + 0,086
R² = 0,9954
(12,0000)
(14,0000)
t - t0
tingkat 1
tingkat 2
tingkat 3
Gambar 4.21 Hasil Linearisasi pada orde 0 untuk penyisihan LAS
Persamaan yang dapat dijadikan paling linear ada pada orde reaksi 0. Reaksi
dengan orde 0 adalah reaksi dimana laju reaksi tidak bergantung pada konsentrasi
reaktan. Penambahan maupun pengurangan konsentrasi reaktan tidak mengubah laju
reaksi. Orde reaksi menyatakan ketergantungan nilai laju reaksi terhadap perubahan
konsentrasi. Untuk menghasilkan nilai laju reaksi maka dibutuhkan gradien konsentrasi
yang besar, sehingga persamaan menjadi linear, dan nilai orde reaksi akan menentukan
besarnya nilai laju reaksi. Akan tetapi karena gradien penyisihan pencemar organik LAS
sudah besar, maka tidak dibutuhkan nilai orde reaksi yang besar untuk menghasilkan laju
reaksi yang besar.
4.4.5
Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Logam Besi (Fe) Campuran
Data penyisihan campuran besi dengan pencemar lainnya selanjutnya
ditentukan nilai regresi linear dan nilai tetapan laju reaksi berdasarkan grafik.
Berikut ini adalah data yang dihasilkan dengan grafik linearitas :
Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Nilai Regrensi linear dan tetapan laju reaksi pada bahan
pencemar campuran untuk logam besi
Regrensi linear (R2)
Orde Reaksi
Tingkat
(n)
1
2
3
0
0,6915 0,6295 0,6059
½
0,8144 0,7089 0,631
Tetapan Laju Reaksi (k)
Tingkat
1
2
3
4,18 x 10-8 3,94 x 10-8 3,67 x 10-8
8,68 x 10-9 8,95 x 10-9 8,3 x 10-9
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
1
3/2
2
5/2
0,9545
0,919
0,7843
0,692
0,87
0,9627
0,9506
0,9282
0,7124
0,8255
0,8505
0,7987
3,80 x 10-8
1,44 x 10-8
1,14 x 10-7
2,02 x 10-7
4,93 x 10-8
2,78 x 10-8
3,55 x 10-7
1,03 x 10-6
4,36 x 10-8
2,32 x 10-8
2,89 x 10-7
8,40 x 10-7
Tabel 4.13 menunjukan nilai regresi linear dan tetapan laju reaksi pada
penyisihan logam besi campuran. Dari data tingkat 1 dapat dilihat bahwa nilai
regresi yang paling linear atau mendekati 1 adalah pada orde 1 dengan nilai
regresi sebesar 0,9545. Nilai konstanta laju reaksi pada tingkat 1 adalah 3,80 x 10 8
mol/sec pada orde 1.
Pada penyisihan tingkat 2 dapat dilihat bahwa persamaan yang paling linear
dihasilkan pada saat orde reaksi 3/2 yaitu sebesar 0,9627. Pada tingkat 2
persamaan lebih mendekati linear, karena nilai regresi yang lebih mendekati 1
dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 2,78 x 10-8 mol/sec.
Sedangkan pada penyisihan tingkat 3 persamaan kinetika laju reaksi yang
dapat dijadikan paling linear adalah pada orde 2 dengan nilai regresi sebesar
0,8505 dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 2,89 x 10-7 mol/sec.
Berdasarkan tabel kinetika nilai regresi dan konstanta laju reaksi dapat
ditentukan bahwa persamaan yang sesuai adalah yang paling linear (R2 mendekati
1) pada tingkat 1 dengan nilai regresi sebesar 0,9545 dan nilai konstanta laju
reaksi sebesar 3,80 x 10-8 mol/sec.
Maka persamaan kinetika laju reaksi penyisihan logam besi campuran adalah
 rA  
dC A
 3,80 x 10 -8.C 1A
dt
(4.7)
Perbedaan nilai konstanta laju reaksi pada penyisihan logam besi campuran
pada tiap tingkat juga dapat disebabkan oleh beberapa faktor, sama halnya pada
penyisihan besi tunggal. Konstanta laju reaksi pada tingkat 1 besi campuran
memiliki nilai yang lebih besar daripada konstanta untuk data besi tunggal. Pada
besi tunggal konstanta pada tingkat 1 sebesar 1,38 x 10-8 mol/sec sedangkan pada
data besi campuran sebesar 3,80 x 10-8 mol/sec . Nilai orde reaksi juga berbeda
untuk menunjukan persamaan yang linear. Pada data besi tunggal linear tercapai
pada orde 3/2 sedangkan pada besi campuran pada orde reaksi 1. Untuk tingkat 2
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
pada data besi campuran memiliki nilai konstanta laju reaksi yang lebih kecil
dibandingkan dengan data besi tunggal. Nilai konstanta untuk besi tunggal sebesar
2,95 x 10-8 mol/sec dan untuk data besi campuran sebesar 2,78 x 10-8 mol/sec
dengan orde reaksi 2 untuk data tunggal dan 3/2 untuk data campuran. Sedangkan
pada tingkat 3 nilai konstanta jauh bebeda dengan nilai konstanta data besi
tunggal sebesar 9,43 x 10-7 mol/sec dan data besi campuran sebesar 2,89 x 10-7
mol/sec.Perbedaan nilai konstanta pada penyisihan logam besi antara campuran
dan tunggal dapat terjadi karena pada data campuran ketika logam besi
dicampurkan bersama dengan pencemar lainnya maka sifat fisik ataupun proses
akan berpengaruh. Persen penyisihan logam besi campuran sebesar 99,17 %,
sedangkan untuk data tunggal sebesar 98,96 %. Perbedaan ini dapat menyebabkan
nilai konstanta akan berbeda juga. Ketika besi dicampurkan ke dalam bahan
pencemar maka jumlah radikal hidroksida juga akan bertambah yang
menyebabkan pH reaksi menjadi naik. Oksidasi besi berjalan optimal dengan pH
yang tinggi, dan juga oksidasi besi lebih cepat terjadi ketika dicampur dengan
logam lain. Hal ini yang menyebabkan nilai konstanta laju reaksi penyisihan besi
campuran lebih besar dibandingkan dengan data besi tunggal untuk tingkat 1.
Pada tingkat selanjutnya perbedaan nilai ditunjukan signifikan pada tingkat
3. Pada data besi tunggal memiliki nilai konstanta laju reaksi yang lebih besar
dibandingkan dengan data besi campuran. Perbedaan ini dapat disebabkan gradien
konsentrasi penyisihan data tunggal lebih besar dibandingkan dengan data
campuran. Untuk orde reaksi sama sama memiliki nilai orde reaksi yang tinggi,
karena penyisihan yang besar maka orde reaksi juga besar untuk persamaan
menjadi linear.
Berikut ini adalah grafik linearisasi untuk penyisihan logam besi campuran
-
ln Ca - ln Ca0
(1,0000)
0
5
10
15
(4,0000)
y = -0,1462x - 1,1158
R² = 0,7124
(5,0000)
(6,0000)
25
y = -0,1275x - 0,2761
R² = 0,9545
(2,0000)
(3,0000)
20
y = -0,1651x - 0,728
R² = 0,87
t - t0
tingkat 1
tingkat 2
tingkat 3
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
30
Gambar 4.22 Hasil Linearisasi pada orde (n=1) untuk penyisihan logam besi campuran
4.4.6
Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Logam Mangan (Mn) Campuran
Berikut ini adalah data nilai regresi dan tetapan laju reaksi dari logam mangan
campuran.
Tabel 4.14 Hasil Perhitungan Nilai Regrensi linear dan tetapan laju reaksi pada
bahan pencemar campuran untuk Mangan
Regrensi linear (R2)
Orde Reaksi
Tingkat
(n)
1
2
3
0 0,9199 0,9811 0,891
1/2 0,9147 0,981
0,8965
1 0,9094 0,9806 0,9019
3/2 0,9094 0,9806 0,9019
2 0,8986 0,9793 0,9124
5/2 0,8931 0,9783 0,9174
Tetapan Laju Reaksi (k)
Tingkat
1
2
3
6,89 x 10-9 1,07 x 10-8
7,40 x 10-9
7,58 x 10-10 1,14 x 10-9
8,65 x 10-10
1,37 x 10-9 2,12 x 10-9
1,61 x 10-9
6,98 x 10-10 1,06 x 10-9
8,19 x 10-10
-10
-10
2,73 x 10
4,55 x 10
3,64 x 10-10
2,71 x 10-7 7,58 x 10-10 4,55 x 10-10
Tabel 4.14 menunjukan nilai regresi linear dan tetapan laju reaksi pada
penyisihan logam mangan campuran. Dari data tingkat 1 dapat dilihat bahwa nilai
regresi yang paling linear atau mendekati 1 adalah pada orde 0 dengan nilai
regresi sebesar 0,9199. Nilai konstanta laju reaksi pada tingkat 1 adalah 6,89 x
10-9 mol/s.
Pada penyisihan tingkat 2 dapat dilihat bahwa persamaan yang paling linear
dihasilkan pada saat orde reaksi 0 yaitu sebesar 0,9811. Pada tingkat 2 persamaan
lebih mendekati linear, karena nilai regresi yang lebih mendekati 1 dengan nilai
konstanta laju reaksi sebesar 1,07 x 10-8 mol/s.
Sedangkan pada penyisihan tingkat 3 persamaan kinetika laju reaksi yang
dapat dijadikan paling linear adalah pada orde 3/2 dengan nilai regresi sebesar
0,9174 dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 8,19 x 10-10 mol/s.
Berdasarkan tabel kinetika nilai regresi dan konstanta laju reaksi dapat
ditentukan bahwa persamaan yang sesuai adalah yang paling linear (R2 mendekati
1) pada tingkat 2 dengan nilai regresi sebesar 0,9811 dan nilai konstanta laju
reaksi sebesar 1,07 x 10-8 mol/s.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Maka persamaan kinetika laju reaksi penyisihan logam mangan campuran
adalah
 rA  
dC A
 1,07 x 10 -8.C A0
dt
(4.8)
Perbedaan nilai konstanta laju reaksi pada penyisihan logam mangan
campuran pada tiap tingkat juga dapat disebabkan oleh beberapa faktor, sama
halnya pada penyisihan mangan tunggal. Konstanta laju reaksi pada tingkat 1
mangan campuran memiliki nilai yang lebih besar daripada konstanta untuk data
mangan tunggal. Pada mangan tunggal konstanta pada tingkat 1 sebesar 3,34 x
10-10 mol/s sedangkan pada data mangan campuran sebesar 6,89 x 10-9 mol/s.
Nilai orde reaksi juga berbeda untuk menunjukan persamaan yang linear. Pada
data mangan tunggal linear tercapai pada orde 2 sedangkan pada mangan
campuran pada orde reaksi 0. Untuk tingkat 2 pada data mangan campuran
memiliki nilai konstanta laju reaksi yang lebih besar dibandingkan dengan data
mangan tunggal. Nilai konstanta untuk mangan tunggal sebesar 1,67 x 10-10 mol/s
dan untuk data mangan campuran sebesar 1,07 x 10-8 mol/s dengan orde reaksi 2
untuk data tunggal dan 0 untuk data campuran. Sedangkan pada tingkat 3 nilai
konstanta berbeda dengan nilai konstanta data mangan tunggal sebesar 2,71 x10-9
mol/s dan data mangan campuran sebesar 8,19 x 10-10 mol/s.
Perbedaan nilai konstanta laju reaksi pada data mangan tunggal maupun data
mangan campuran dapat terjadi karena beberapa hal. Antara lain dari sifat fisik dan kimia
dari mangan akan berbeda ketika mangan dicampur dengan pencemar lain. Pada tingkat 1
penyisihan tunggal memiliki nilai yang kecil dibandingkan dengan data mangan
campuran, karena pada saat campuran mangan dengan pencemar lain maka proses
oksidasi mangan lebih cepat terjadi dibandingkan dengan data tunggal. Hal lain dapat
menyebabkan perbedaan nilai konstanta laju reaksi antara data tunggal dengan data
campuran adalah dari gradien penyisihan konsentrasi mangan campuran lebih besar
dibandingkan dengan data mangan tunggal, sehingga menyebabkan laju reaksi campuran
menjadi lebih besar dan konstanta laju reaksi juga akan besar. Berbeda pada tingkat 3,
pada data tunggal nilai jauh dibawah nilai data campuran. Perbedaan ini sangat jauh dan
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
dapat disebabkan oleh proses yang lebih maksimal pada penyisihan logam mangan data
campuran.
Orde reaksi pada data tunggal yang menunjukan persamaan yang paling linear
terjadi pada tingkat orde 0, sedangkan nilai orde reaksi yang menunjukan persamaan
paling linear terjadi pada orde reaksi 0 juga. Reaksi dengan orde 0 adalah reaksi dimana
laju reaksi tidak bergantung pada konsentrasi reaktan. Penambahan maupun pengurangan
konsentrasi reaktan tidak mengubah laju reaksi. Secara data matematis dapat dikatakan
bahwa mangan tidak memiliki nilai laju reaksi yang besar terhadap ozon sehingga untuk
membuat persamaan menjadi linear tidak dibutuhkan nilai orde reaksi yang tinggi.
Berikut ini adalah grafik linearisasi untuk penyisihan logam mangan
campuran
Ca - Ca0
0,2000
-
(0,2000)
0
5
10
15
20
30
y = -0,0227x + 0,053
R² = 0,9199
(0,4000)
(0,6000)
25
y = -0,0244x - 0,099
R² = 0,891
(0,8000)
y = -0,0325x + 0,025
R² = 0,9811
(1,0000)
(1,2000)
tingkat 1
Linear (tingkat 1)
t - t0
tingkat 2
Linear (tingkat 2)
tingkat 3
Linear (tingkat 3)
Gambar 4.23 Hasil Linearisasi pada orde (n=0) untuk penyisihan logam
mangan campuran
4.4.7
Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Amonia (NH3) Campuran
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Data penyisihan dari Amonia selanjutnya ditentukan nilai dari tetapan laju
reaksi beserta nilai regresi dengan menggunakan persamaan grafik linearitas.
Berikut ini adalah data yang dihasilkan :
Tabel 4.15 Hasil Perhitungan Nilai Regrensi linear dan tetapan laju reaksi pada bahan
pencemar campuran untuk Ammonia
Regrensi linear (R2)
Orde Reaksi
Tingkat
(n)
1
2
3
0 0,9936 0,8330
0,9708
1/2 0,9934 0,8332
0,9711
1 0,9932 0,8334
0,9715
3/2 0,9929 0,8336
0,9718
2 0,9926 0,8337
0,9722
5/2 0,9924 0,8339
0,9725
Tetapan Laju Reaksi (k)
Tingkat
1
2
3
5,00 x 10-8
3,46 x 10-8
4,04 x 10-8
1,66 x 10-9
1,13 x 10-9
1,31 x 10-9
-10
-10
8,32 x 10
5,94 x 10
7,13 x 10-10
0,00
1,78 x 10-11 2,38 x 10-11
1,19 x 10-11 9,51 x 10-12 1,19 x 10-11
0,00
1,19 x 10-12 1,19 x 10-12
Tabel 4.15 menunjukan nilai regresi linear dan tetapan laju reaksi pada
penyisihan amonia campuran. Dari data tingkat 1 dapat dilihat bahwa nilai regresi
yang paling linear atau mendekati 1 adalah pada orde 0 dengan nilai regresi
sebesar 0,9936. Nilai konstanta laju reaksi pada tingkat 1 adalah 5,00 x 10-8 mol/s.
Pada penyisihan tingkat 2 dapat dilihat bahwa persamaan yang paling linear
dihasilkan pada saat orde reaksi 5/2 yaitu sebesar 0,8339. Pada tingkat 2
persamaan lebih menjauhi linear, karena nilai regresi yang lebih menjauhi 1
dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 1,19 x 10-12 mol/s.
Sedangkan pada penyisihan tingkat 3 persamaan kinetika laju reaksi yang
dapat dijadikan paling linear adalah pada orde 5/2 dengan nilai regresi sebesar
0,9725 dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 1,19 x 10-12 mol/s.
Berdasarkan tabel kinetika nilai regresi dan konstanta laju reaksi dapat
ditentukan bahwa persamaan yang sesuai adalah yang paling linear (R2 mendekati
1) pada tingkat 1 dengan nilai regresi sebesar 0,9936 dan nilai konstanta laju
reaksi sebesar 5,00 x 10-8 mol/s.
Maka persamaan kinetika laju reaksi penyisihan amoni campuran adalah
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
 rA  
dC A
 5,00 x 10 -8.C A0
dt
(4.9)
Perbedaan nilai konstanta laju reaksi pada penyisihan amonia campuran pada
tiap tingkat juga dapat disebabkan oleh beberapa faktor, sama halnya pada
penyisihan amonia tunggal. Konstanta laju reaksi pada tingkat 1 amonia campuran
memiliki nilai yang lebih besar daripada konstanta untuk data amonia tunggal.
Pada amonia tunggal konstanta pada tingkat 1 sebesar 1,89 x 10-8 mol/s sedangkan
pada data amonia campuran sebesar 5,00 x 10-8 mol/s. Nilai orde reaksi juga
berbeda untuk menunjukan persamaan yang linear. Pada data amonia tunggal
linear tercapai pada orde 0 sedangkan pada amonia campuran pada orde reaksi 0
juga. Untuk tingkat 2 pada data amonia campuran memiliki nilai konstanta laju
yang sama dengan data amonia tunggal. Nilai konstanta untuk amonia tunggal
sebesar 1,19 x 10-12 mol/s dan untuk data amonia campuran sebesar 1,19 x 10-12
mol/s dengan orde reaksi 5/2 untuk data tunggal dan 5/2 untuk data campuran.
Sedangkan pada tingkat 3 nilai konstanta data amonia tunggal sebesar 5,07 x 10-8
mol/s dan data amonia campuran sebesar 1,19 x 10-12 mol/s.
Perbedaan yang signifikan terjadi pada tingkat 1. Nilai konstanta laju reaksi
untuk data tunggal amonia memiliki nilai konstanta yang lebih kecil dibandingkan
dengan data campuran. Pada saat amonia tunggal diproses melalui ozonasi maka
berdasarkan sifat fisik amonia yang kurang reaktif terhadap radikal OH sehingga
proses kurang maksimal. Hal lain berbeda terjadi ketika amonia dicampur
bersama dengan pencemar lain dan diproses bersama yang menyebabkan lebih
reaktif terhadap radikal OH. Maka ini yang menyebabkan konstanta laju reaksi
untuk amonia campuran lebih besar dibandingkan data amonia tunggal. Karena
pada dasarnya amonia kurang reaktif terhadap radikal OH ataupun ozon maka
untuk tingkat selanjutnya tidak terjadi perubahan nilai konstanta laju reaksi.
Orde reaksi yang menunjukan persamaan linear diperoleh pada orde 0 untuk
data amonia campuran, sedangkan pada data amonia tunggal terjadi pada orde
reaksi tinggi yaitu 5/2. Perbedaan orde reaksi ini dikarenakan perbedaan atau
gradien penyisihan konsentrasi untuk amonia campuran lebih besar dibandingkan
dengan data amonia tunggal. Sehingga untuk mendapatkan persamaan yang linear
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
hanya berada pada orde 0 artinya selama proses laju reaksi penyisihan amonia
campuran adalah sama.
Berikut ini adalah grafik linearisasi untuk penyisihan amonia campuran pada data yang
paling linear
0,2000
(0,2000)
0
5
10
15
20
25
30
Ca - Ca0
(0,4000)
(0,6000)
y = -0,034x - 0,06
R² = 0,9708
y = -0,0291x - 0,096
R² = 0,833
(0,8000)
(1,0000)
y = -0,0421x + 0,039
R² = 0,9936
(1,2000)
(1,4000)
t - t0
tingkat 1
tingkat 2
tingkat 3
Gambar 4.24 Hasil Linearisasi pada orde nol (n=0) pada penyisihan
Ammonia campuran
4.5.8 Identifikasi Laju Reaksi Penyisihan Linear Alkilbenzne Sulfonat Campuran
Data penyisihan LAS kemudian diaplikasikan ke dalam persamaan kinetika. Data
untuk nilai regresi dan konstanta laju reaksi pada data LAS campuran dilakukan untuk 3
tingkat proses.
Berikut ini adalah data nilai konstanta dan regresi linear untuk LAS campuran.
Tabel 4.16 Hasil Perhitungan Nilai Regrensi linear dan tetapan laju reaksi pada bahan
pencemar campuran untuk LAS
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Regrensi linear (R2)
Orde Reaksi
Tingkat
(n)
1
2
3
0 0,991
0,9607 0,9416
1/2 0,9936 0,9794 0,9543
1 0,9907 0,9923 0,9613
3/2 0,9823 0,9987 0,963
2 0,9687 0,9984 0,9605
5/2 0,9505 0,9918 0,9549
Tetapan Laju Reaksi (k)
Tingkat
1
2
3
2,80 x 10-8
2,80 x 10-8
2,57 x 10-8
1,97 x 10-9
1,78 x 10-9
2,08 x 10-9
1,91 x 10-9
1,83 x 10-9
2,76 x 10-9
1,20 x 10-10 1,20 x 10-10 1,20 x 10-10
1,20 x 10-10 1,27 x 10-10 3,28 x 10-10
2,68 x 10-11 2,68 x 10-11 8,70 x 10-11
Tabel 4.16 menunjukan nilai regresi linear dan tetapan laju reaksi pada
penyisihan LAS campuran. Dari data tingkat 1 dapat dilihat bahwa nilai regresi
yang paling linear atau mendekati 1 adalah pada orde 1/2 dengan nilai regresi
sebesar 0,9936 dengan nilai konstanta laju reaksi pada tingkat 1 adalah 1,97 x 10-9
mol/s.
Pada penyisihan tingkat 2 dapat dilihat bahwa persamaan yang paling linear
dihasilkan pada saat orde reaksi 3/2 yaitu sebesar 0,9987. Pada tingkat 2
persamaan lebih mendekati linear, karena nilai regresi yang lebih mendekati 1
dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 1,20 x 10-10 mol/s.
Sedangkan pada penyisihan tingkat 3 persamaan kinetika laju reaksi yang
dapat dijadikan paling linear adalah pada orde 3/2 dengan nilai regresi sebesar
0,963 dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 1,20 x 10-10 mol/s.
Berdasarkan tabel kinetika nilai regresi dan konstanta laju reaksi dapat
ditentukan bahwa persamaan yang sesuai adalah yang paling linear (R2 mendekati
1) pada tingkat 2 dengan nilai regresi sebesar 0,9987 dan nilai konstanta laju
reaksi sebesar 1,97 x 10-9 mol/s.
Maka persamaan kinetika laju reaksi penyisihan LAS campuran adalah
 rA  
dC A
 1,97 x 10 -9.C A3 / 2
dt
(4.10)
Perbedaan nilai konstanta laju reaksi pada penyisihan LAS campuran pada
tiap tingkat juga dapat disebabkan oleh beberapa faktor, sama halnya pada
penyisihan LAS tunggal. Konstanta laju reaksi pada tingkat 1 LAS campuran
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
memiliki nilai yang lebih besar daripada konstanta untuk data LAS tunggal. Pada
LAS tunggal konstanta pada tingkat 1 sebesar 1,59 x 10-12 mol/s sedangkan pada
data LAS campuran sebesar 1,97 x 10-9 mol/s. Nilai orde reaksi juga berbeda
untuk menunjukan persamaan yang linear. Pada data LAS tunggal linear tercapai
pada orde 0 sedangkan pada LAS campuran pada orde reaksi 1/2. Untuk tingkat 2
pada data LAS campuran memiliki nilai konstanta laju reaksi sebesar 1,20 x 10-10
mol/s, sedangkan pada LAS tunggal nilai konstanta sebesar 1,56 x 10-9 mol/s
dengan orde reaksi 0 untuk data tunggal dan 3/2 untuk data campuran. Sedangkan
pada tingkat 3 nilai konstanta laju reaksi data LAS tunggal sebesar 2,14 x 10 -9
mol/s dan nilai konstanta data LAS campuran sebesar 1,20 x 10-10 mol/s.
Pada dasarnya bahan organik seperti LAS adalah reaktif terhadap radikal OH
ataupun ozon. Tetapi ketika bahan pencemar LAS dicampurkan dengan bahan pencemar
lain maka terjadi hal tambahan yang membuat LAS pada campuran memiliki konstanta
laju reaksi yang lebih besar dibandingkan dengan data LAS tunggal. Hal yang
membedakan adalah pada dasarnya penyisihan untuk LAS tidak jauh berbeda ketika
bahan pencemar tersebut sebagai bahan pencemar tunggal pada unit pengolahan air. Hal
tersebut bisa disebabkan karena presipitat besi dan mangan yang terbentuk dari proses
oksidasi dapat membantu dalam menyisihkan senyawa organik (seperti LAS), akibat
serapan (sorption) dari partikel teroksidasi tersebut. Seperti halnya penelitian yang
dilakukan oleh kwang Ho Choo dkk(2005), yang menyimpulkan bahwa endapan material
oleh oksidasi (ferrihidrat) dapat berperan dalam menghilangkan NOM (natural organic
matter) dan kekeruhan dari air dengan cara menyerapnya. Hal ini yang menjadikan nilai
konstanta pada tingkat 1 data campuran lebih besar dibandingkan dengan data tunggal.
Tetapi pada tingkat 2 nilai konstanta ini menurun, hal ini dapat disebabkan proses
absorbsi oleh endapan logam sudah tidak maksimal lagi, dan pada saat LAS campuran
radikal OH akan bereaksi dengan logam besi terlebih dahulu sehingga menyebabkan laju
reaksi untuk tingkat 2 menurun yang ditandai dengan menurunnya nilai konstanta laju
reaksi. Begitu juga yang terjadi pada tingkat 3 sama halnya yang terjadi pada tingkat 2.
Berikut ini adalah grafik linearisasi untuk penyisihan LAS campuran
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
n=1
-
ln Ca - ln Ca0
(1,0000) 0
5
10
15
20
(2,0000)
(3,0000)
25
30
y = -0,1275x - 0,2761
R² = 0,9545
y = -0,1462x - 1,1158
R² = 0,7124
(4,0000)
(5,0000)
(6,0000)
t - t0
tingkat 1
Linear (tingkat 1)
y = -0,1651x - 0,728
R² = 0,87
tingkat 2
Linear (tingkat 2)
tingkat 3
Linear (tingkat 3)
Gambar 4.25 Hasil Linearisasi pada orde 1 (n=1) untuk penyisihan LAS campuran
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari Penelitian mengenai studi kinetika dari reaksi penyisihan Besi (Fe), Mangan
(Mn), Amonia (NH3), dan Linear Alkil Benzen Sulfonat (LAS) melalui proses hibrida
ozonasi gelembung mikro dan filtrasi membran yang telah dilakukan, dimana studi
kinetika tersebut dilakukan dengan pendekatan matematis sederhana menggunakan
metode hukum pangkat, dapat ditarik beberapa kesimpulan, diantaranya:
1. Proses penyisihan limbah secara data tunggal lebih besar dibandingkan
dengan penyisihan data campuran.
2.
Dikarenakan ketidaktersediaan data konsentrasi ozon pada air hasil
olahan, maka persamaan kinetika hanya dipengaruhi oleh konstanta laju
reaksi dari proses gabungan dan konsentrasi polutan.
3. Pada studi kinetika proses penyisihan besi, diketahui bahwa nilai konstanta
laju reaksi (k) pada tingkat 1 sebesar 1,38 x 10-8 mol/s, tingkat 2 sebesar
2,95 x 10-8 mol/s, dan tingkat 3 sebesar 9,43 x 10-7 mol/s.
4. Pada studi kinetika proses penyisihan mangan, dihasilkan nilai konstanta
laju reaksi (k) pada tingkat 1, tingkat 2, dan tingkat 3 masing-masing
sebesar 3,34 x 10-10 mol/s, 1,67 x 10-10 mol/s, dan 9,71 x 10-9 mol/s.
5. Pada studi kinetika proses penyisihan amonia, menjelaskan bahwa
konstanta laju reaksi penyisihan amonia pada tingkat 1, tingkat 2, dan
tingkat 3 masing-masing hanya sebesar 1,89 x 10-8 mol/s, 1,19 x 10-12
mol/s, dan 5,07 x 10-8 mol/s
6. Pada studi kinetika proses penyisihan linier alkil benzene sulfonat,
didapatkan konstanta laju reaksi penyisihan pada tingkat 1, tingkat 2, dan
tingkat 3 masing-masing sebesar 1,59 x 10-9 mol/s, 1,56 x 10-9 mol/s, dan
2,14 x 10-9 mol/s.
7. Untuk menghasilkan laju reaksi yang besar, maka syarat utama nya adalah
gradien penyisihan konsentrasi harus besar juga.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
5.2 Saran
Beberapa hal yang penulis sarankan dalam identifikasi laju reaksi ini adalah agar
proses antara ozonasi dan filtrasi dipisahkan. Karena hal ini akan terkait dengan
informasi kinetika. Sedangkan kinetika pada ozonasi hanya spesifik untuk proses ozonasi
saja.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
DAFTAR PUSTAKA
Amonia. (n.d). July 5, 2010. http://id.wikipedia.org/wiki/Amonia.
Amonia (NH3). (n.d). July 5, 2010.
http://www.pupukkaltim.com/img/images//page/MSDS%20Amoniak.pdf
Andreozzi, Roberto., At al. (1999). Advance Oxidation Processes (AOP) for water
purification and recovery.
Awaluddin. N. (2007). Teknologi pengolahan air tanah sebagai sumber air minum pada
skala rumah tangga. Seminar ”Peran mahasiswa dalam aplikasi keteknikan
menuju globalisasi teknologi” Pekan Apresiasi Mahasiswa LEM-FTSP
Universitas Islam Indonesia 2007 Des 17-18
Badan Pengelolaan Lingkungan Hidup Daerah (BPLHD) Provinsi DKI Jakarta. (2006).
Kualitas air tanah di Provinsi DKI Jakarta. Mei 10, 2010.
http://bplhd.jakarta.go.id/NKLD%202006/Buku-I/Docs/3-3212.htm
Badan Pusat Statistik (BPS) Jakarta. (2008). Persentase rumah tangga menurut kota dan
sumber air minum tahun 2008. Jul 15, 2010.
http://medicastrore.com/seminar/102/Pentingnya_Minum_Air_yang_Cukup_setia
p_Hari.html
Bealtran, Fernando J. (2004). Ozone reaction kinetics for water and wastewater
Treatment. Florida : Lewis Publishers.
Bealtran, Fernando J., Juan F, Gracia-Araya dan Pedro M. Alvarez. (2000). Sodium
dodecylbenzenesulfonate removal from water and wastewater 1. Kinetics of
decomposition of ozone. American Chemical Society 2000 Jun 13
Bekti. (2009). Pentingnya minum air yang cukup setiap hari. Jul 15, 2005.
http://medicastrore.com/seminar/102/Pentingnya_Minum_Air_yang_Cukup_setia
p_Hari.html
Bismo, S. (1998). Kinetika dan kinerja produksi ozon pada prototipe ozonator untuk
pengolahan limbah cair industri “. Prosiding seminar teknik kimia 1998 Oct 2728. TGP-FT UI Jakarta.
Bismo, S., Karamah F. Eva., (2008). Pengaruh dosis koagulan PAC dan surfaktan SLS
terhadap kinerja proses pengolahan limbah cair yang mengandung logam besi
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
(Fe), tembaga (Cu), dan nikel (Ni) dengan flotasi ozon. Prosiding Seminar
Nasional Teknik Kimia ISBN 978-979-98645-4-9.
Budiyono dan Buchori L. (2007). The performance of reverse osmosis membrane in
water treatment. Journal Teknik 2007, 29(1), 0852-1697.
BPPT. (n.d). Bab 1 Masalah pencemaran air di wilayah DKI Jakarta. Jul 6, 2010.
http://www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/BukuAirLimbahDomestikDKI/BAB1MAS
ALAH.pdf
HERA (Human and Environmental Risk Assessment). (2002). Linear Alkylbenzene
Sulphonate [Online]. Jul 5, 2010. www.heraproject.com
Hoigne', J., Bader, H., Haag, W.R., dan Staehelin, J. (1985). Rate constants of reactions
of ozone with organic and inorganic compounds in water - III, Water Research,
19(8), 993
I. Oyane, M. Futura, C. E. Stavarache, K. Hashiba, S. Mukai, M Nakanishi et.al. (2005).
Inactivation of cryptosporidium parvum by ultrasonic irradiation. Journal
Enviromental science and technology, 39(18), 7294-98
Iron. (n.d). Jun 3, 2010. http://en.wikipedia.org/wiki/Iron
Iron Metal MSDS. (n.d). Aug 10, 2010.
http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9924400
Iron and manganese. (n.d). Aug 25, 2010. http://www.wrightstrainingsite.com/iron_mangonb.html
Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor
907/MENKES/SK/VII/2002.(2002).Tentang syarat-syarat dan pengawasan air
minum. www.icel.or.id/indekx2.php?option=com_content& do_pdf=1.
Kwang-Ho Choo, Haebum Lee, Sang-June Choi. (2005). Iron and manganese removal
and membrane fouling during UF in conjunction with prechlorination for drinking
water treatment. Journal of Membrane Science, 267, 18–26
Lembaga Kajian Ekologi dan Konservasi Lahan Basah , 2003.
Lenore S. Clescerl, Andrew D. Eaton, Eugene W. Rice (2005). Standard Methods for
Examination of Water & Wastewater (21st ed.). Washington, DC: American
Public Health Association
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011
Linear
alkylbenzene
sulfonic
acid.
(n.d).
Jul
5,
2010.
5,
2010.
http://www.chemicalland21.com/specialtychem/perchem/LAS.htm
Linear
Alkylbenzene
Sulfonate
(LAS).
(n.d).
Jul
http://www.scienceinthebox.com/en_UK/pdf/LAS.pdf
Manganese
MSDS.
(n.d).
Aug
10,
2010.
http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9924577
Manganese. (n.d). July 5, 2010. http://en.wikipedia.org/wiki/Manganese
Manis Kumar, Samer S Adham, William R Pearce. (2006). Investigation of seawater
reverse osmosis fouling and its relationship to pretreatment type, Enviromental
Science and Technology, 40, 2037-44
MSDS
Anhydrous
Ammonia.
(n.d).
Aug
10,
2010.
http://www.alliedaviation.com/locations/pipeline/MSDS.pdf
MSDS
Linear
Alkylbenzene
Sulfonate.
(n.d).
Aug
10,
2010.
http://www.labchem.net/msds/75441.pdf
Ozone properties. (n.d). Mar 8, 2010. http://www.ozoneapplications.com.
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 43 Tahun 2008 tentang Air Tanah.
(2008). http://hukum.jogjakota.go.id/upload/PP%20No.43-2008.pdf
Pusat
Audit
Teknologi
di
wilayah
Jabotabek
pada
tahun
2002.
http://buletin.melsa.net.id/news/46deterjen.html
Rahmawati A.R.S. (2011). Oksidasi Lanjut dan Filtrasi Membran Keramik untuk
Penyisihan Besi, Mangan, Amonia dan Linear Alkylbenzene Sulfonate dari Air
Tanah. Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Vaaramaa, K., Lehto, J., (2003). Removal of metals and anions from drinking water by
ion exchange, Desalination, 155(2), 157-170
Vercellotti, Joseph M. (1988). Kinetics of iron removal using potassium permanganate
and ozon. Thesis Master of Science, Ohio University.
Identifikasi laju..., Ardhian Solichin, FT UI, 2011