Penerapan Konsep Reaksi Redoks Dalam Kehidupan Sehari-Hari
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Jika kita mengamati sungai di kawasan perkotaan, seringkali kotor dan berbau tidak sedap. Hal itu terjadi alasannya yaitu banyaknya sampah atau limbah cair yang dibuang ke susukan air dan jadinya masuk kesungai. Limbah cair harus diolah terlebih dahulu sebelum dialirkan ke sungai, sehingga sungainya tetap higienis dan sanggup digunakan untuk sanitasi. Para ilmuwan, dengan kemajuan ilmu pengetahuan, sanggup menemukan cara untuk mengatasi permasalahan-permasalahan lingkungan yang sanggup mengganggu kesejahteraan manusia, salah satunya dengan cabang ilmu pengetahuan Kimia. Dalam Kimia, terhadap Konsep Redoks yang sanggup digunakan untuk mengatasi permasalahan lingkungan semacam pengolahan air kotor. Diharapkan dengan diketahuinya kegunaan dari Konsep Redoks, pembaca menjadi termotivasi untuk menemukan resolusi-resolusi gres di ilmu pengetahuan yang sanggup diterapkan dalam kehidupan sehari-hari dan menyangkut kesejahteraan manusia.
1.2 Rumusan Masalah
Masalah yang ada dalam makalah yang berjudul penerapan konsep reaksi redoks sangat banyak dan mustahil untuk diteliti semuanya oleh penulis oleh alasannya yaitu itu penulis membatasi problem pada :
1. Apa yang dimaksud reaksi redoks itu?
2. Bagaimana pemecahan problem lingkungan dengan konsep redoks?
1.3 Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dari pembuatan makalah ini yaitu :
1. Mengetahui dan memahami konsep dasar dari reaksi redoks
2. Dapat menerapkan konsep reaksi redoks untuk mengatasi problem lingkungan
BAB 2
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Reaksi Redoks
Pengetahuan insan mengenai reaksi redoks senantiasa berkembang. Perkembangan konsep reaksi redoks menghasilkan dua konsep, klasik dan modern. Awalnya, reaksi redoks dipandang sebagai hasil dari perpindahan atom oksigen dan hidrogen. Oksidasi merupakan proses terjadinya penangkapan oksigen oleh suatu zat. Sementara itu reduksi yaitu proses terjadinya pelepasan oksigen oleh suatu zat. Oksidasi juga diartikan sebagai suatu proses terjadinya pelepasan hidrogen oleh suatu zat dan reduksi yaitu suatu proses terjadinya penangkap hidrogen. Oleh alasannya yaitu itu, teori klasik menyampaikan bahwa oksidasi yaitu proses penangkapan oksigen dan kehilangan hidrogen. Di sisi lain, reduksi yaitu proses kehilangan oksigen dan penangkapan hidrogen. Seiring dilakukannya banyak sekali percobaan, konsep redoks juga mengalami perkembangan. Muncullah teori yang lebih modern yang sampai ketika ini masih dipakai. Dalam teori ini disebutkan bahwa:
a. Oksidasi yaitu proses yang menyebabkan hilangnya satu atau lebih elektron dari dalam zat. Zat yang mengalami oksidasi menjadi lebih positif.
b. Reduksi yaitu proses yang menyebabkan diperolehnya satu atau lebih elektron oleh suatu zat. Zat yang mengalami reduksi akan menjadi lebih negatif.
Teori ini masih digunakan sampai ketika ini. Kaprikornus proses oksidasi dan reduksi tidak hanya dilihat dari penangkapan oksigen dan hidrogen, melainkan dipandang sebagai proses perpindahan elektron dari zat yang satu ke zat yang lain.
2.2 Pemecahan Masalah Lingkungan dengan Konsep Redoks
Kemajuan industri tekstil, pulp, kertas, materi kimia, obat-obatan, dan industri pangan di samping membawa imbas kasatmata juga berdampak negatif. Dampak negatif yang ditimbulkan antara lain menghasilkan air limbah yang membahayakan lingkungan, alasannya yaitu mengandung bahan-bahan kimia dan mikroorganisme yang merugikan. Cara mengatasi air limbah industri yaitu dengan melaksanakan pengolahan air limbah tersebut sebelum dibuang ke lingkungan. Salah satu penerapan konsep redoks yaitu pengolahan air kotor atau limbah dengan metode lumpur aktif.
Metode lumpur aktif memanfaatkan mikroorganisme (terdiri ± 95% kuman dan sisanya protozoa, rotifer, dan jamur) sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah. Proses lumpur aktif merupakan proses aerasi (membutuhkan oksigen). Pada proses ini mikroba tumbuh dalam flok (lumpur) yang terdispersi sehingga terjadi proses degradasi. Proses ini berlangsung dalam reactor yang dilengkapi recycle/umpan balik lumpur dan cairannya. Lumpur secara aktif mereduksi substrat yang terkandung di dalam air limbah.
Tahapan-tahapan pengolahan air limbah dengan metode lumpur aktif secara garis besar yaitu sebagai berikut:
1. Tahap awal
Pada tahap ini dilakukan pemisahan benda-benda ajaib menyerupai kayu, bangkai binatang, pasir, dan kerikil. Sisa-sisa partikel digiling biar tidak merusak alat dalam sistem dan limbah dicampur biar laju pedoman dan konsentrasi partikel konsisten.
2. Tahap primer
Tahap ini disebut juga tahap pengendapan. Partikel-partikel berukuran suspensi dan partikel-partikel ringan dipisahkan, partikel-partikel berukuran koloid digumpalkan dengan penambahan elektrolit menyerupai FeCl3, FeCl2, Al2(SO4)3, dan CaO.
3. Tahap sekunder
Tahap sekunder mencakup 2 tahap yaitu tahap aerasi (metode lumpur aktif) dan pengendapan. Pada tahap aerasi oksigen ditambahkan ke dalam air limbah yang sudah dicampur lumpur aktif untuk pertumbuhan dan berkembang biak mikroorganisme dalam lumpur. Dengan agitasi yang baik, mikroorganisme sanggup melaksanakan kontak dengan materi organik dan anorganik kemudian diuraikan menjadi senyawa yang gampang menguap menyerupai H2S dan NH3 sehingga mengurangi amis air limbah. Tahap selanjutnya dilakukan pengendapan. Lumpur aktif akan mengendap kemudian dimasukkan ke tangki aerasi, sisanya dibuang. Lumpur yang mengendap inilah yang disebut lumpur bulki.
4. Tahap tersier
Tahap ini disebut tahap pilihan. Tahap ini biasanya untuk memisahkan kandungan zat-zat yang tidak ramah lingkungan menyerupai senyawa nitrat, fosfat, materi organik yang sukar terurai, dan padatan anorganik. Contoh-contoh perlakuan pada tahap ini sebagai berikut:
a. Nitrifikasi/denitrifikasi
Nitrifikasi yaitu pengubahan amonia (NH3 dalam air atau NH4+) menjadi nitrat (NO3-) dengan santunan kuman aerobik. Reaksi:
2 NH4+(aq) + 3 O2(g) -> 2 NO2-(aq) + 2 H2O(l) + 4 H+(aq)
2 NO2- (aq) +O2(g)à2 NO3- (aq)
Denitrifikasi yaitu reduksi nitrat menjadi gas nitrogen bebas menyerupai N2, NO, dan NO2.
Senyawa NO3 à gas nitrogen bebas
b. Pemisahan fosfor
Fosfor sanggup dipisahkan dengan cara koagulasi/ penggumpalan dengan garam Al dan Ca, kemudian disaring.
Al2(SO4)3+14H2O(s) + 2 PO43-(aq)à2 AIPO4(s) + 3 SO42-(aq) + 14 H2O(l)
5 Ca(OH)2(s) + 3 HPO42-(aq)à Ca5OH(PO4)3(s) + 6 OH-(aq) + 3 H2O(l)
c. Adsorbsi oleh karbon aktif untuk menyerap zat pencemar, pewarna, dan amis tak sedap.
d. Penyaringan mikro untuk memisahkan partikel kecil menyerupai kuman dan virus.
e. Rawa buatan untuk mengurai materi organik dan anorganik yang masih tersisa dalam air limbah.
5. Disinfektan
Disinfektan ditambahkan pada tahap ini untuk menghilangkan mikroorganisme menyerupai virus dan materi organic penyebab amis dan warna. Air yang keluar dari tahap ini sanggup digunakan untuk irigasi atau keperluan industri, contoh: Cl2. Reaksi: Cl2(g) + H2O(l)àHClO(aq) + H+(aq) + Cl-(aq)
6. Pengolahan padatan lumpur
Padatan lumpur dari pengolahan ini sanggup diuraikan kuman aerobik atau anaerobik menghasilkan gas CH4 untuk materi bakar dan biosolid untuk pupuk.
Akan tetapi dalam pelaksanaannya metode lumpur aktif menemui kendala-kendala seperti:
1. Diperlukan areal instalasi pengolahan limbah yang luas, alasannya yaitu prosesnya berlangsung lama.
2. Menimbulkan limbah gres yakni lumpur bulki akibat pertumbuhan mikroba berfilamen yang berlebihan.
3. Proses operasinya rumit alasannya yaitu membutuhkan pengawasan yang cukup ketat.
Berdasarkan banyak sekali penelitian, kelemahan metode lumpur aktif tersebut sanggup diatasi dengan cara:
Menambahkan biosida, yaitu H2O2 atau klorin ke dalam unit aerasi. Penambahan 15 mg/g sanggup menghilangkan sifat bulki lumpur sampai dihasilkan air limbah olahan cukup baik. Klorin sanggup menurunkan kegiatan mikroba yang berpotensi dalam proses lumpur aktif. Metode ini hasil penelitian Sri Purwati, dkk. dari Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Industri Selulosa, Bandung.
BAB 3
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Konsep Redoks sanggup digunakan dalam proses pemecahan problem lingkungan dan kehidupan sehari-hari. Salah satu penerapan Konsep Redoks yaitu pengolahan air kotor atau limbah dengan metode lumpur aktif. Lumpur yaitu materi yang tidak larut yang selalu nampak kehadirannya di dalam setiap tahap pengolahan, tersusun oleh serat-serat organik yang kaya akan selulosa dan di dalamnya terhimpun kehidupan mikroorganisme. Lumpur aktif yaitu lumpur yang kaya dengan kuman aerob, yaitu kuman yang sanggup menguraikan limbah organik dengan cara mengalami biodegradasi.
Pada metode lumpur aktif terjadi reaksi oksidasi untuk pertumbuhan kuman aerob dan terjadi reaksi reduksi pada substrat (buangan). Bakteri aerob mengubah sampah organik dalam air limbah menjadi bio massa dan gas CO2. Sementara nitrogen organik diubah menjadi amonium dan nitrat, fosforus organik diubah menjadi fosfat. Biomassa hasil degradasi tetap berada dalam tangki aerasi sampai kuman melewati masa pertumbuhan cepatnya. Setelah itu akan mengalami flokulasi membentuk padatan yang lebih gampang mengendap. Dari tangki pengendapan, sebagian lumpur dibuang, sebagian lain disirkulasikan ke dalam tangki aerasi.
Kombinasi antara kuman dalam konsentrasi tinggi dan lapar (dalam lumpur yang disirkulasi) dengan jumlah nutrien yang banyak (dalam air kotor) , memungkinkan penguraian sanggup berlangsung dengan cepat. Peruraian dengan metode lumpur aktif hanya memerlukan beberapa jam, jauh lebih cepat dibandingkan dengan peruraian serupa yang terjadi secara alami dalam selokan atau air sungai
DAFTAR PUSTAKA
Anto, Tri Sugiarto. 2012. Daur Ulang Air Limbah. Kompas.
Hendayani, Soetopo, Setiadji. 2006. Penanggulangan Permasalahan Lumpur Bulki
dari Proses Lumpur Aktif Pada Pengolahan Air Limbah Pulp dan Kertas.
Bandung: Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Industri Selulosa :
Departemen Perindustrian dan Perdagangan.
Harnanto Ari, Ruminten. 2009. Kimia 1Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta : Pusat
Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Komentar
Posting Komentar