BAB IPENDAHULUAN
A. Latar BelakangSistem koloid adalah suatu bentuk campuran yang
keadaannya terletak antara larutan dan suspensi (Campuran kasar).
Sistem koloid ini mempunyai sifat-sifat khas yang berbeda dari
sifat larutan ataupun suspensi.Sistem koloid pada hakekatnya
terdiri atas dua fase, yaitu fase terdispersi dan medium
pendispersi. Zat yang didispersikan disebut fase terdispersi
sedangkan medium yang digunakan untuk mendispersikan disebut medium
pendispersi. Sistem koloid dapat ditemukan dalam kehidupan
sehari-hari seperti pada pembuatan tahu, yoghurt, eskrim,
penjernihan air, dll.Perkembangan dari proses pengolahan air minum,
telah menghasilkan bahwa penambahan zat pengendap atau penggumpal
(koagulan) dapat ditambahkan sebelum proses penjernihan (filtrasi).
Selanjutnya proses penggumpalan yang ditambahkan dengan proses
pengendapan (sedimentasi) dan penjernihan (filtrasi) serta
menggunakan zat-zat organik dan anorganik adalah merupakan awal
dari cara pengolahan air. Ilmu pengetahuan yang telah berkembang
cepat, telah menciptakan atau mendesain sarana pengolahan air minum
dengan berbagai sistem. Sistem pengolahan air minum yang dibangun
tergantung dari kualitas sumber air bakunya, dapat berupa
pengolahan lengkap atau pengolahan sebagian. Pengolahan lengkap
adalah pengolahan air minum secara fisik, kimia dan biologi.
B. Rumusan Masalah1. Apa saja sifat sistem koloid dalam proses
penjernian air?2. Apa saja jenis koagulan yang dipakai saat
penjernian air?3. Bagaimana proses penjernian air dengan koloid?4.
Apa saja efek samping penggunaan koagulan?
C. Tujuan Untuk mengetahui hubungan antara sistem koloid bekerja
pada proses penjernian air. Untuk mengetahui unsur koloid apa saja
yang mempengaruhi proses penjernian air. Untuk menngetahui bahan
apa saja yang dapat digunakan untuk proses penjernian air Untuk
mengetahui bahan koagulan mana yang memberikan efek samping
terkecil
D. Manfaat Siswa dapat mengetahui penerapan sistem koloid dalam
kehidupan sehari-hari yang salah satunya adalah penjernian air.
Siswa dapat mengetahui bagaimana pengaruh sistem koloid dalam
penjernian air. Siswa dapat mengetahui bahan apa saja yang dapat
dimanfaatkan dalam proses penjernian air Siswa dapat memilih cara
penjernian air yang paling tepat tanpa adanya efek samping
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
A. Penjernian AirPenjernihan air merujuk ke sejumlah proses yang
dijalankan demi membuat air dapat diterima untuk penggunaan akhir
tertentu. Ini mencakup penggunaan seperti air minum, proses
industri, medis dan banyak penggunaan lain. Tujuan semua proses
penjernihan air adalah menghilangkan pencemar yang ada dalam air
atau mengurangi kadarnya agar air menjadi layak untuk penggunaan
akhirnya. Salah satu penggunaan tersebut adalah mengembalikan ke
lingkungan alami air yang sudah digunakan tanpa berakibatkan dampak
yang buruk atas lingkungan.
B. Sistem Koloid1. PengertianSistem koloid merupakan suatu
bentuk campuran (sistem dispersi) dua atau lebih zat yang bersifat
homogen namun memiliki ukuran partikel terdispersi yang cukup besar
(1 - 1000 nm), sehingga mengalami Efek Tyndall. Bersifat homogen
berarti partikel terdispersi tidak terpengaruh oleh gaya gravitasi
atau gaya lain yang dikenakan kepadanya; sehingga tidak terjadi
pengendapan. Misalnya, sifat homogen ini juga dimiliki oleh
larutan, namun tidak dimiliki oleh campuran biasa (suspensi).Koloid
mudah dijumpai di mana-mana: susu, agar-agar, tinta, sampo, serta
awan merupakan contoh-contoh koloid yang dapat dijumpai
sehari-hari. Sitoplasma dalam sel juga merupakan sistem koloid.
Kimia koloid menjadi kajian tersendiri dalam kimia industri karena
kepentingannya.
2. Sifat- sifat Koloida. Efek TyndallEfek Tyndall ialah gejala
penghamburan berkas sinar (cahaya) oleh partikel-partikel koloid.
Hal ini disebabkan karena ukuran molekul koloid yang cukup besar.
Efek Tyndall ini ditemukan oleh John Tyndall (1820-1893), seorang
ahli fisika Inggris. Oleh karena itu sifat itu disebut efek
tyndall.Efek Tyndall adalah efek yang terjadi jika suatu larutan
terkena sinar. Pada saat larutan sejati disinari dengan cahaya,
maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan cahaya, sedangkan
pada sistem koloid, cahaya akan dihamburkan. hal itu terjadi karena
partikel-partikel koloid mempunyai partikel-partikel yang relatif
besar untuk dapat menghamburkan sinar tersebut. Sebaliknya, pada
larutan sejati, partikel-partikelnya relatif kecil sehingga
hamburan yang terjadi hanya sedikit dan sangat sulit diamati.b.
Gerak BrownGerak Brown ialah gerakan partikel-partikel koloid yang
senantiasa bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak
beraturan). Jika koloid diamati dibawah mikroskop ultra, maka kita
akan melihat bahwa partikel-partikel tersebut akan bergerak
membentuk zigzag. Pergerakan zigzag ini dinamakan gerak
Brown.Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan
tersebut dapat bersifat acak seperti pada zat cair dan gas(
dinamakan gerak brown), sedangkan pada zat padat hanya berosilasi
di tempat ( tidak termasuk gerak brown ). Untuk koloid dengan
medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikel
akan menghasilkan tumbukan dengan partikel-partikel koloid itu
sendiri. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Oleh
karena ukuran partikel cukup kecil, maka tumbukan yang terjadi
cenderung tidak seimbang. Sehingga terdapat suatu resultan tumbukan
yang menyebabkan perubahan arah gerak partikel sehingga terjadi
gerak zigzag atau gerak Brown.Semakin kecil ukuran partikel koloid,
semakin cepat gerak Brown yang terjadi. Demikian pula, semakin
besar ukuran partikel koloid, semakin lambat gerak Brown yang
terjadi. Hal ini menjelaskan mengapa gerak Brown sulit diamati
dalam larutan dan tidak ditemukan dalam campuran heterogen zat cair
dengan zat padat (suspensi).Gerak Brown juga dipengaruhi oleh suhu.
Semakin tinggi suhu sistem koloid, maka semakin besar energi
kinetik yang dimiliki partikel-partikel medium pendispersinya.
Akibatnya, gerak Brown dari partikel-partikel fase terdispersinya
semakin cepat. Demikian pula sebaliknya, semakin rendah suhu sistem
koloid, maka gerak Brown semakin lambat.c. AdsorpsiAdsorpsi ialah
peristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain pada
permukaan partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan
partikel. Adsorpsi harus dibedakan dengan absorpsi yang artinya
penyerapan yang terjadi di dalam suatu partikel.Contoh: (i) Koloid
Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+.(ii)
Koloid As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion
S2.d. Muatan koloidDikenal dua macam koloid, yaitu koloid bermuatan
positif dan koloid bermuatan negatif.e. Koagulasi koloidKoagulasi
adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan
terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk
koloid.Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti pemanasan,
pendinginan dan pengadukan atau secara kimia seperti penambahan
elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan.f. Koloid
pelindungKoloid pelindung ialah koloid yang mempunyai sifat dapat
melindungi koloid lain dari proses koagulasi.g. DialisisDialisis
ialah pemisahan koloid dari ion-ion pengganggu dengan cara
mengalirkan cairan yang tercampur dengan koloid melalui membran
semi permeable yang berfungsi sebagai penyaring. Membran semi
permeable ini dapat dilewati cairan tetapi tidak dapat dilewati
koloid, sehingga koloid dan cairan akan berpisah.h.
ElektroforesisElektroferesis ialah peristiwa pemisahan partikel
koloid yang bermuatan dengan menggunakan arus listrik.
BAB IIIISI
A. Sistem Koloid dalam Proses Penjernian AirAir dapat
dijernihkan berdasarkan sifat-sifat koloid, yaitu koagulasi dan
absorpsi. Proses koagulasi terjadi akibat tidak stabilnya sistem
koloid yang disebabkan oleh penambahan zat elektrolit ke dalam
sistem koloid tersebut. Sedangkan absorpsi adalah proses ketika
permukaan koloid menyertakan zat lain. Air sungai atau air sumur
yang keruh mungkin mengandung lumpur (sol tanah liat),
zat-zatwarna, detergen, pestisida, dan lain-lain.Zat koagulasi yang
ditambahkan pada proses penjernihan air adalah tawas,
K2SO4A12(SO4)3. Zat A12(SO4 )3 dalam air akan terhidrolisis
membentuk koloid A1(OH)3. Koloid Al(OH)3 yang terbentuk akan
mengadsorpsi, menggumpalkan, dan mengendapkan kotoran-kotoran dalam
air keruh. Ion Al3+ dari koloid Al(OH)3 akan menggumpalkan koloid
tanah liat yang bermuatan negatif. Disamping itu, koloid Al(OH)3
akan mengadsorpsi zat-zat lain seperti zat-zat warna, detergen,
pestisida, dan lain-lain yang terdispersi dalam air keruh
tersebut.
B. Jenis Koagulan yang Dipakai Saat Penjernian Air1. Alumunium
sulfat (Al2(SO4)3.14H2O)Biasanya disebut tawas, bahan ini sering
dipakai karena efektif untuk menurunkan kadar karbonat. Tawas
berbentuk kristal atau bubuk putih, larut dalam air, tidak larut
dalam alkohol, tidak mudah terbakar, ekonomis, mudah didapat dan
mudah disimpan. Penggunaan tawas memiliki keuntungan yaitu harga
relatif murah dan sudah dikenal luas oleh operator water treatment.
Namun Ada juga kerugiannya, yaitu umumnya dipasok dalam bentuk
padatan sehingga perlu waktu yang lama untuk proses pelarutan.
Al2(SO4)3 2 Al+3 + 3SO4-2
Air akan mengalamiH2O H+ + OH-
Selanjutnya2 Al+3 + 6 OH- 2 Al (OH)3
Selain itu akan dihasilkan asam3SO4-2 + 6 H+ 3H2SO4
2. Sodium aluminate ( NaAlO2 )Digunakan dalam kondisi khusus
karena harganya yang relatif mahal. Biasanya digunakan sebagai
koagulan sekunder untuk menghilangkan warna dan dalam proses
pelunakan air dengan lime soda ash.
3. Ferrous sulfate ( FeSO4.7H2O )Dikenal sebagai Copperas,
bentuk umumnya adalah granular. Ferrous Sulfate dan lime sangat
efektif untuk proses penjernihan air dengan pH tinggi (pH >
10).
4. Chlorinated copperasDibuat dengan menambahkan klorin untuk
mengioksidasi Ferrous Sulfate. Keuntungan penggunaan koagulan ini
adalah dapat bekerja pada jangkauan pH 4,8 hingga 11.
5. Ferrie sulfate ( Fe2(SO4)3)Mampu untuk menghilangkan warna
pada pH rendah dan tinggi serta dapat menghilangkan Fe dan Mn.
6. Ferrie chloride ( FeCl3.6H2O)Dalam pengolahan air
penggunaannya terbatas karena bersifat korosif dan tidak tahan
untuk penyimpanan yang terlalu lama.
7. PAC ( poly alumunium chloride )Polimer alumunium merupakan
jenis baru sebagai hasil riset dan pengembangan teknologi air
sebagai dasarnya adalah alumunium yang berhubungan dengan unsur
lain membentuk unit berulang dalam suatu ikatan rantai molekul yang
cukup panjang, pada PAC unit berulangnya adalah Al-OH.Rumus
empirisnya adalah Aln(OH)mCl3n-mDimana : n = 2 2,7 0Dengan demikian
PAC menggabungkan netralisasi dan kemampuan menjembatani
partikel-partikel koloid sehingga koagulasi berlangsung efisien.
Namun terdapat kendala dalam menggunakan PAC sebagai koagulan aids
yaitu perlu pengarahan dalam pemakaiannya karena bersifat
higroskopis.
8. Karbon aktifAktivasi karbon bertujuan untuk memperbesar luas
permukaan arang dengan membuka pori-pori yang tertutup sehingga
memperbesar kapasitas adsorbsi. Pori-pori arang biasanya diisi oleh
hidrokarbon dan zat-zat organik lainnya yang terdiri dari
persenyawaan kimia yang ditambahkan akan meresap dalam arang dan
membuka permukaan yang mula-mula tertutup oleh komponen kimia
sehingga luas permukaan yang aktif bertambah besar.Efisiensi
adsorbsi karbon aktif tergantung dari perbedaan muatan listrik
antara arang dengan zat atau ion yang diserap. Bahan yang bermuatan
listrik positif akan diserap lebih efektif oleh arang aktif dalam
larutan yang bersifat basa. Jumlah karbon aktif yang digunakan
untuk menyerap warna berpengaruh terhadap jumlah warna yang
diserap.
9. Activated silicaMerupakan sodium silicate yang telah
direaksikan dengan sulfuric acid, alumunium sulfate, carbon
dioxide, atau klorida. Sebagai koagulan aid, activated silica
memberikan keuntungan antara lain meningkatkan laju reaksi kimia,
menurunkan dosis koagulan, memperluas jangkauan pH optimum dan
mempercepat serta memperkeras flok yang terbentuk. Umumnya
digunakan dengan koagulan alumunium dengan dosis 7 11% dari dosis
alum.
10. Bentonic clayDigunakan pada pengolahan air yang mengandung
zat warna tinggi, kekeruhan rendah dan mineral yang rendah.
C. Proses Penjernian Air dengan Koloid1. Air sungai dipompakan
ke dalam bak prasedimentasiDalam bak prasedimentasi ini lumpur
dibiarkan mengendap karena pengaruhgravitasi.2. Lumpur dibuang
dengan pompa, sedangkan air dialirkan ke dalam bak ventury Pada
tahap ini dicampurkan Al2(SO4)3(tawas) dan gas klorin
(preklorinasi). Ion Al3+yang terdapat pada tawas tersebut akan
terhidroslisis membentuk partikel koloid Al(OH)3 yang bermuatan
positif melalui reaksi:Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H2O
3. Setelah itu, Al(OH)3 menghilangkan muatan-muatan negatif dari
partikel koloid tanah liat/lumpur dan terjadi koagulasi pada
lumpur. Lumpur tersebut kemudian mengendap bersama tawas yang juga
mengendap karena pengaruh gravitasi, sehingga lumpur lebih mudah
disaring. Selain itu, tawas yang membentuk koloid Al(OH)3dapat
mengadsorpsi zat-zat warna atau zat-zat pencermar seperti detergen
dan pestisida. Sedangkan gas klorin berfungsi sebagai pembasmi hama
(desinfektan). Selanjutnya ditambahkan karbon aktif (bila tingkat
kekeruhan air baku tinggi). Karbon aktif ini berfungsi untuk
menghilangkan bau, rasa, dan zat organik yang terkandung dalam air
baku.
4. Air baku dari bak ventury yang telah dicampur dengan
bahan-bahan kimiadialirkan ke dalam accelator. Dalam bak accelator
terjadi proses koagulasi, lumpur dan kotoran lain menggumpal
membentuk flok-flok yang akan mengalami sedimentasi secara
gravitasi.
5. Air yang setengah bersih dari accelator dialirkan ke dalam
bak saringan pasirDari bak pasir diperoleh air yang hampir bersih,
karena sisa flok akan tertahanoleh saringan pasir.
6. Air dalam bak pasir dialirkan ke dalam siphon. Di dalam
siphon air yang hampir bersih ditambahkan kapur untuk menaikkan pH
dan gas klorin (post klorinasi) untuk mematikan hama.Air yang sudah
memenuhi standar bersih dari bak siphon dialirkan ke reservoar.
7. Air siap dikonsumsi konsumen
Gambar 1.1 Proses Penjernian Air dengan Tawas
D. Efek Samping Pengunaan Koagulan
Dalam proses pengolahan air atau penjernihan air diperlukan
koagulan dan ferisulfat untuk memisahkan zat padat penyebab
kekeruhan seperti koloid dan padatan tersuspensi (suspended solid).
Fungsi tawas dan ferisulfat ialah untuk menghilangkan kestabilan
koloid atau destabilisasi agar koloid bisa bergabung menjadi besar
dan berat, membentuk makroflok sehingga mudah mengendap.
Pada proses ini biasanya dilarutkan juga polimer untuk membantu
penggumpalan. Polimer ini mirip tangan-tangan yang menjalar-jalar
untuk merengkuh banyak koloid dan menggabungkannya dengan yang
lain. Setelah melewati proses pengendapan atau sedimentasi, air
baku yang keruh akan menjadi jernih. Tahapan selanjutnya adalah
disaring kembali di unit filter. Namun, air yang dihasilkann akan
kaya dengan aluminum. Sedangkan tawas mengandung krom dan merkuri
yang berasal dari bahan bakunya yaitu bauksit. Keduanya termasuk
zat berbahaya-beracun. Aluminum yang tinggi konsentrasinya dalam
air minum dapat menimbulkan problem kesehatan seperti indikasi
penyakit alzhemir, alzheimer (pikun, ketuaan).
Oleh karena itu, banyak yang menggantikan tawas dengan
ferisulfat atau garam besi sebagai koagulan. Secara ekonomis
senyawa ini lebih mahal dari tawas. Namun, ferisulfat ini juga
memberikan efek samping. Sebab itulah yang mengharuskan pengunaan
dosis yang tepat dalam penjernian air agar tidak banyak memberikan
efek samping buruk bagi penggunanya.
BAB IIIPENUTUP
A. KesimpulanAlat penjernih air merupakan salah satu alat yang
menggunakan sifat koagulasi dalam koloid, yaitu dengan menambahkan
koagulator tawas untuk mengendapkan koloid lain seperti koloid
tanah liat dan partikel-partikel lain yang membuatnya keruh. Selain
itu juga terdapat sifat adsorbsi sehingga permukaan tawas menyerap
zat-zat warna, pestisida, detergen, dll yang terdispersi dalam air.
Dengan alat penjernih air sederhana dapat menghasilkan air jernih
dari air keruh , karena suspensi (air keruh) memiliki
partikel-partikel cukup besar dibandingkan kerapatan
komponen-komponen alat penjernih air sehingga kotoran tertinggal di
dalamnya. Dan alat penjernih air mengandung tawas yang akan
mengendapkan berbagai kotoran dalam air keruh.B. SaranAir bersih
merupakan kebutuhan yang harus terpenuhi dan saat ini jumlah air
bersih yang ada terus menurun. Oleh karena itu, masyarakat
diharapkan dapat memanfaatkan teknologi sederhana ini karena sangat
bermanfaat dan tidak sulit untuk melakukannya.
DAFTAR PUSTAKA
http://id.wikipedia.org/wiki/Penjernihan_airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_koloid
http://baerbagi.blogspot.com/2013/06/karya-ilmiah-kimia-penjernihan-air.htmlKeenan
dkk.1996.Kimia Untuk Universitas. Jakarata : ErlanggaSukardjo.
2010. Chemistry Bringing Science to Your Life SMA/ MA Grade XI.
Jakarta: Bailmu.Makalah Kimia : Sistem Koloid Pada Penjernian Air
PAGE 12