Upload
eliistia-rahayu
View
221
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
dfdfdfd
Citation preview
TUGAS FOTOKIMIA
PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK
disusun oleh:
Cici Eliestia Rahayu (4311413039)
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2015
JUDUL JURNAL :
PENURUNAN KONSENTRASI ORGANIK AIR GAMBUT ECARA AOP (Advanced
Oxidation Processes) DENGAN FOTOKIMIA SINAR UV DAN UV-PEROKSIDASI
PENDAHULUAN
Warna coklat kemerahan air gambut disebabkan kandungan zat organik dan besi terlarut yang
tinggi berasal dari akumulasi sisa-sisa tumbuhan yang membusuk, seperti daun, pohon dan
kayu. Adanya ion besi menyebabkan air berwarna kemerahan. Sedangkan pH asam air
gambut disebabkan karena bercampurnya air hujan dengan tanah gambut, menyebabkan zat
organik dalam bentuk asam terlarut, dan juga adanya kation yang berasal dari mineral-
mineral terlarut.
Cervera and Esplugas, 1983 dalam C.W.Jones (1999) menyebutkan bahwa pancaran sinar
UV dapat menyebabkan peristiwa fotokimia dalam air, dimana terjadi penyerapan sumber
energi oleh molekul senyawa kimia untuk menyelesaikan reaksi kimianya. Pada proses
AOPs, kombinasi hydrogen peroksida (H2O2) dengan sinar UV dikenal dengan istilah UV-
Peroksidasi.
Hipotesa yang dapat menjawab keberhasilan proses UV-Peroksidasi dalam mendekstruksi
beberapa senyawa organik yang sulit terdegradasi dengan pengolahan secara fisik dan biologi
adalah berdasarkan mekanisme reaksi terjadi ketika pemecahan molekul H202 karena terpapar
sinar UV menjadi 2 molekul radikal OH (fotolisis):
H 2 O2→ 2 H O.+H O.
Reaksi antara molekul-molekul organik dengan radikal OH yang terjadi dapat dibagi menjadi
3 jenis (Legrini dkk.. 1993 dalam T. Hudaya, 2011) yaitu:
a. Abstraksi hidrogen:
H O.+RH → R.+ H 2O
Abstaksi hidrogen merupakan reaksi pembentukan radikal organik (R) dari reaksi
antara H O. dan senyawa organik (RH).
b. Adisi elektrofilik:
O H .+PhX → HOPhX
Adisi elektrofilik merupakan reaksi pembentukan radikal organik (HOPhX) dari reaksi antara
O H . dan senyawa organik-π (PhX).
c. Transfer elektron :
O H .+RX → R X .+¿+H O−¿¿¿
Pada transfer elektron terjadi proses reduksi dari OH menjadi OH- dengan bantuan substrat
organik.
Berdasarkan mekanisme reaksi radikal OH akibat pemecahan H2O2 akibat terpapar sinar UV
seperti dijelaskan di atas maka diharapkan senyawa organik yang terlarut dalam air gambut
berupa asam humus dan turunannya dapat dipecahkan oleh radikal hidroksil OH hingga
termineralisasi menjadi OH-.
Penelitian ini dilakukan dalam suatu reaktor batch skala laboratorium untuk mengolah air
gambut berwarna akibat zat organik dengan menggunakan H2O2 yang dibubuhkan dalam
reaktor, pancaran sinar UV, baik secara terpisah maupun sekaligus (disebut UV-Peroksidasi).
Pengamatan dilakukan dengan melihat penurunan konsentrasi senyawa organik berdasarkan
parameter TOC (Total Organic Carbon) setiap waktu reaksi yang ditentukan sehingga
diperoleh effisiensi proses berdasarkan persentase removal TOC (%RTOC) yang diperoleh.
Diharapkan penelitian ini dapat memberikan kontribusi positif, efektif dan effesien sebagai
upaya dalam mengembangkan proses pengolahan air gambut yang ekonomis dari segi biaya
dan handal dari segi performansinya. Penelitian ini akan mengoptimalkan penggunaan
hidrogen peroksida dan sinar UV sebagai reagen penghasil radikal hidroksil, sehingga secara
teknis dapat meningkatkan efisiensi proses pengolahan.
METODELOGI
Bahan dan alat Penelitian.
Bahan dalam penelitian ini adalah:
1) air gambut yang berasal dari daerah Geuredong Pase Desa Embang di Aceh Utara,
2) hydrogen peroksida (H2O2) 0,016 M (0,05%),
3) larutan standar pengukuran zat organik (kalium hydrogen phtalat, natrium bikarbonat,
natrium karbonat dan aquabides).
Alat utama dalam penelitian ini adalah reaktor batch dilengkapi dengan stirrer, lampu UV dan
pH meter.
Pelaksanaan penelitian.
Proses peroksidasi (Oksidasi hanya dengan H2O2).
Dua liter air gambut yang sudah diketahui konsentrasi senyawa organiknya (TOC)
dimasukkan ke dalam reaktor (seperti Gambar 1) yang dilengkapi pengadukan. Selanjutnya
H2O2 0,016 M (0,05%) dibubuhkan ke dalam reaktor tersebut. Pengamatan dilakukan setiap
0, 60, 120,180, dan 240 menit. Perlakuan ini dilakukan untuk mengetahui proses pengolahan
air gambut jika hanya menggunakan H2O2 saja. Analisa TOC dan pH air dilakukan secara
duplo
Proses fotokimia sinar UV.
Dua liter air gambut yang sudah diketahui konsentrasi senyawa organiknya dimasukkan ke
dalam reaktor. Lampu UV dipasang sebanyak 4 (empat) buah dan kemudian dihidupkan
secara bersamaan untuk memancarkan sinar UV ke dalam air gambut tersebut selama 60,
120, 180 dan 240 menit. Pengamatan dilakukan sebanyak waktu reaksi. Perlakuan ini
dilakukan untuk mengetahui proses pengolahan air gambut jika hanya menggunakan sinar
UV saja (UV-Peroksidasi).
Proses UV-Peroksidasi.
Reaktor yang digunakan adalah seperti terlihat dalam Gambar 1. Reaktor dilengkapi dengan
lampu UV sebagai sumber utama sinar UV yang akan dipancarkan ke dalam air gambut
tersebut. Sejumlah H2O2 0,016 (0,05%) ditambahkan ke dalam reaktornya kemudian secara
bersamaan lampu UV dinyalakan. Pengamatan tetap dilakukan setiap waktu reaksi yang telah
ditentukan (60-240 menit). Perlakuan ini dilakukan untuk mengetahui proses pengolahan air
gambut menggunakan kombinasi H2O2 dan sinar UV. Hasilnya kemudian dibandingkan
dengan cara-cara sebelumnya.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh proses peroksidasi, fotokimia sinar uv dan uv-peroksidasi terhadap
perubahan konsentrasi senyawa organik (TOC).
Proses Peroksidasi, Fotokimia sinar UV dan UV-Peroksidasi dapat menurunkan konsentrasi
senyawa organik air gambut, dinyatakan dengan TOC mg/L. Dapat dilihat bahwa proses UV-
peroksidasi dapat menurunkan konsentrasi TOC dari 6,2 mg/L menjadi 4,98 mg/L, sedangkan
proses Fotokimia Sinar UV dan Peroksidasi hanya dapat menurunkan konsentrasi TOC
masing-masing sampai 12,61 mg/L dan 13,13 mg/L. Hal ini menunjukkan kemampuan UV-
peroksidasi lebih baik daripada Fotokimia Sinar UV dan peroksidasi.
Hidrogen peroksida (H2O2) adalah oksidator kuat (potensial oksidasi 1,8 V), tetapi tidak
sekuat radikal hidroksil (HO•, dengan potensial oksidasi 2,8 V). Radikal hidroksil dapat
terbentuk akibat adanya energy foton yang dipancarkan oleh sinar UV terhadap suatu
molekul senyawa berikatan H-O, seperti air dan H2O2. Akan tetapi aktivitas air untuk
menyerap energy foton sinar UV tidak sereaktif aktivitas hydrogen peroksida.
Berdasarkan persamaan reaksi (1) sebelumnya dapat dilihat bahwa air dengan adanya
penyinaran sinar UV dapat menghasilkan satu molekul radikal hidroksil, sedangkan hydrogen
peroksida bersama sinar UV dapat menghasilkan dua molekul radikal hidroksil. Fenomena ini
menjelaskan bahwa kombinasi hydrogen peroksida dan sinar UV atau disebut UV-
peroksidasi akan menghasilkan reaksi yang lebih reaktif karena menghasilkan radikal
hidroksil lebih banyak dibanding Fotokimia Sinar UV atau proses Peroksidasi sekalipun.
Dapat dijelaskan bahwa semakin lama waktu reaksi (pengadukan dan penyinaran) maka
konsentrasi TOC semakin menurun, baik proses Peroksidasi, Fotokimia Sinar UV maupun
UV-peroksidasi. Akan tetapi arah perubahan konsentrasi TOC dari proses UV-peroksidasi
memberikan hasil yang lebih baik dibanding dengan proses Peroksidasi dan Fotokimia Sinar
UV. Hal ini disebabkan adanya radikal hidroksil yang terbentuk selama reaksi oksidasi
senyawa organik berlangsung.
Pada proses Peroksidasi, oksidator yang berperan adalah H2O2 yang memiliki potensial
oksidasi 1,8V, sedangkan pada Fotokimia sinar UV dan UV-Peroksidasi oksidator yang
berperan adalah radikal hidroksil (OH) yang memiliki potensial oksidasi 2,8V (Metcalf &
Eddy, 2001). Berdasarkan nilai potensial oksidasi ini dapat menjelaskan bahwa Fotokimia
sinar UV akan menghasilkan reaksi lebih baik jika dibanding dengan Peroksidasi. Akan tetapi
jika Fotokimia sinar UV dibanding dengan UV-Peroksidasi, maka hasil reaksi yang diberikan
oleh UV-Peroksidasi akan lebih baik, karena jumlah oksidator radikal hidroksil yang
terbentuk selama reaksi adalah lebih banyak. Oleh karena itulah hasil yang diperoleh dari
penelitian ini menunjukkan penurunan konsentrasi senyawa organik (TOC) terbesar adalah
menggunakan proses UV-Peroksidasi.
SIMPULAN
Simpulan yang dapat diambil dari hasil penelitian ini adalah proses UV-Peroksidasi telah
menunjukkan keberhasilan proses UV-Peroksidasi dalam mengolah air gambut yaitu dapat
menurunkan 77,64% senyawa organik dalam waktu 240 menit.