Kata Pengantar

Penyusun menyampaikan syukur kepada Allah SWT, atas petunjuk dan kekuatan yang diberikan sehingga makalah yang membahas “PENGGUNAAN PENERAPAN KONSEP REDOKS DALAM MENGATASI MASALAH LINGKUNGAN” yang sederhana ini dapat diselesaikan dengan baik.

Dengan hasil penelitian ini kami susun untuk memenuhi tugas yang diberikan oleh guru pembimbing, disamping itu dapat membiasakan diri dalam meneliti dan menulis makalah serta dapat melatih untuk meningkatkan motivasi belajar dan juga dapat mendorong kita untuk lebih maju dalam berprestasi.

Apa yang diuraikan ini sebagai ungkapan pengalaman penyusun melalui membaca, melihat, dan mendengar berita, baik di media elektro maupun media cetak. Harapan kami semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca terutama bagi diri kami sebagai penyusun, dan dimanfaatkan sebagaimana mestinya. Tentu saja tulisan ini tidak lepas dari kekurangan baik susunan katanya maupun sajiannya, untuk itu penyusun tetap menerima saran dan keritik dari siapapun demi perbaikan.

Akhirnya atas segala perhatian penyusun menyampaikan terima kasih.

Dompu 8 Maret 2011

Penyusun

ii

DAFTAR ISI

Halaman Judul .................................................................................. i

Kata Pengantar ................................................................................. ii

Daftar Isi .......................................................................................... iii

PENERAPAN KONSEP REDOKS

BAB I PENDAHULUAN ……………..................................................................... 1

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

Tujuan ...................................................................................................... 1

Manfaat ……………………………………………………………………………………………… 1

BAB II PEMBAHASAN ..................................................................................... 2

Penerapan Konsep Larutan Elektrolit Redoks ...................................... 2

Penerapan konsep redoks dalam member nama senyawa …............. 2

Contoh – contoh soal ……………………………………………………………………… 2

Penerapan Konsep Larutan Elektrolit dan Konsep Redoks dalam

Mengatasi Masalah Lingkungan ............................................................. 3

Cara Pengolahan dalam mengatasi masalah lingkungan ………….……... 3

· Pengolahan secara fisika ....………………………………………………………….. 4

· Pengolahan secara kimia …………………………………………………….……….. 4

· Pengolahan secara biologi …………………………………………………..……….. 5

· Pengolahan air limbah melalui metode biologi …………………… 6

BAB III PENUTUP ............................................................................... 10

Kesimpulan dan Saran .......................................................................... 10

Kesimpulan ................................................................................................ 10

Saran .................................................................................................... 10

iii

BAB I

Pendahuluan

Latar Belakang

Berdirinya pabrik-pabrik menimbulkan dilema bagi pemerintah dan masyarakat. Di satu sisi, keberadaan pabrik membantu pemerintah mengurangi angka pengangguran. Akan tetapi, adanya pabrik justru menimbulkan masalah bagi lingkungan. Air limbah pabrik yang tidak diolah atau diolah secara tidak benar dapat merusak lingkungan karena air limbah mengandung zat pencemar, seperti senyawa organik dan logam berat. Oleh karena itu melalui konsep redoks kita dapat mangatasi masalah terhadap lingkungan diantaranya menggunakan proses pengolahan fisika, kimia, dan biologi yang sangant berperan penting dalam mangatasi masalah lingkungan sehingga dapat diatasi dengan benar.

Tujuan

Adapun tujuan hasil penelitian ini agar kami mampu melakukan pengamatan sebagai bahan pelajaran untuk melatih diri sedini mungkin, secara obyektif, sistematis dalam penyampaian hasil penelitian di berbagai media tentang penggunaan penerapan konsep redoks ( reduksi oksidasi) dalam mengatasi masalah lingkungan.

Manfaat

Makalah yang kami buat ini bermanfaat dalam usaha mengembangkan hasil pengamatan bagi siswa kelas X khususnya kelas X⁵, disamping memenuhi tugas kelompok yang diberikan oleh guru pembimbing. Mudah - mudahan dengan adanya makalah ini bagi pembaca terutama bagi guru, dan siswa SMA Negeri 1 Dompu yang akan datang dapat menggugah dan termotivasi diri untuk membaca sekaligus sebagai bahan pembanding dalam mengembangnkan disiplin ilmu yang dimiliki.

1

BAB I

Pembahasan

Anda telah mempelajari konsep larutan elektrolit dan reaksi reduksi oksidasi. Apakah manfaat dari konsep-konsep yang telah Anda pelajaritersebut ?

Penerapan Konsep Larutan Elektrolit dan Reaksi Redoks

1. Penerapan Konsep Redoks dalam Memberi Nama Senyawa

Senyawa kimia diberi nama berdasarkan muatan dan jenis unsur-unsur penyusunnya, misalnya NaCl (natrium klorida), MgCl2 (magnesium klorida), dan CO2 (karbon dioksida). Bagaimana dengan senyawa yang unsur penyusunnya memiliki nilai bilangan oksidasi lebih dari satu, seperti Fe dan Cu? Fe memiliki dua nilai bilangan oksidasi, yaitu +2 dan +3, sedangkan nilai bilangan oksidasi Cu adalah +1 dan +2. Jika unsur logam tersebut berikatan dengan unsur nonlogam akan membentuk lebih dari satu jenis senyawa. Untuk itu, penulisan kedua senyawa yang terbentuk dibedakan dengan cara menuliskan muatannya dengan angka Romawi dalam tanda kurung. Angka Romawi ditulis di belakang nama unsur yang bersangkutan. Berikut contoh penulisan nama untuk senyawa yang terbentuk antara Fe dan Cl.

FeCl2 = besi(II) klorida

FeCl3 = besi(III) klorida

Agar lebih memahami hal ini, pelajarilah contoh-contoh soal berikut.

Contoh 1.1

Tuliskan nama senyawa berikut.

a. Cu2O dan CuO

b. PbS dan PbS2

Jawab

a. Cu memiliki dua bilangan oksidasi, yaitu +1 dan +2 sehingga

Cu2O = tembaga(I) oksida

CuO = tembaga(II) oksida

Jadi, Cu2O adalah tembaga(I) oksida dan CuO adalah tembaga(II) oksida.

b. Pb memiliki dua bilangan oksidasi, yaitu +2 dan +4 sehingga

PbS = timbal(II) sulfida

PbS2 = timbal(IV) sulfide

Jadi, PbS adalah timbal(II) sulfida dan PbS2 adalah timbal(IV) sulfida.

Aturan yang berlaku untuk senyawa ion berlaku juga untuk senyawa kovalen yang salah satu unsur penyusunnya memiliki bilangan oksidasi lebih dari satu. Untuk lebih jelasnya, pelajarilah contoh soal berikut.

Contoh 1.2

Tuliskan nama senyawa berikut.

a. NO dan N2O3

b. P2O5 dan P2O3

Jawab

a. N memiliki empat bilangan oksidasi, yaitu 2, 3, 4, dan 5 sehingga:

NO = nitrogen(II) oksida

N2O3 = nitrogen(III) oksida

Jadi, NO adalah nitrogen(II) oksida dan N2O3 adalah nitrogen(III) oksida.

b. P memiliki tiga bilangan oksidasi, yaitu 3, 4 dan 5 sehingga:

P2O5 = fosfor(V) oksida

P2O3 = fosfor(III) oksida

Jadi, P2O5 adalah fosfor(V) oksida dan P2O3 adalah fosfor(III) oksida.

2. Penerapan Konsep Larutan Elektrolit dan Konsep Redoks dalam Mengatasi Masalah Lingkungan

Daur ulang air limbah

Maraknya berbagai kegiatan industri di Indonesia mengakibatkan cadangan air tanah di beberapa daerah mengalami kekeringan. Eksploitasi air tanah yang berlebihan di beberapa kota besar seperti Jakarta, Semarang, dan Surabaya, mengakibatkan terjadinya intrusi air laut dan penurunan permukaan tanah akibat kosongnya sungai-sungai air di bawah tanah.

Beberapa cara mengatasi krisis air seperti reboisasi hutan gundul dan penyuntikan air pada sungai-sungai kering di bawah tanah pada musim hujan telah dilakukan. Namun, hal ini belum dapat menyelesaikan masalah karena cadangan air tanah tetap tidak akan dapat terpenuhi selama eksploitasi air tanah yang dilakukan pihak industri tetap berlangsung.

Agar kegiatan industri tetap berlangsung dan kebutuhan masyarakat akan air bersih dapat terpenuhi metode daur ulang air limbah merupakan langkah konkret yang harus dilakukan. Dewasa ini teknologi ozon muncul sebagai teknologi tepat guna dalam proses daur ulang air limbah industri dan domestik.

Berdirinya pabrik-pabrik menimbulkan dilema bagi pemerintah dan masyarakat. Di satu sisi, keberadaan pabrik membantu pemerintah mengurangi angka pengangguran.

Akan tetapi, adanya pabrik justru menimbulkan masalah bagi lingkungan. Air limbah pabrik yang

tidak diolahatau diolah secara tidak benar dapat merusak lingkungan karena air limbah mengandung zat pencemar, seperti senyawa organik dan logam berat. Ada beberapa cara pengolahan limbah, di antaranya pengolahan secara fisika, kimia, dan biologi.

a. Pengolahan Secara Fisika

Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air buangan, bahan-bahan tersuspensi berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan yang terapung disisihkan terlebih dahulu. Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan.

Proses flotasi banyak digunakan untuk menyisihkan bahan-bahan yang mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya. Flotasi juga dapat digunakan sebagai cara penyisihan bahan-bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpur endapan (sludge thickening) dengan memberikan aliran udara ke atas (air flotation).

Proses filtrasi di dalam pengolahan air buangan biasanya dilakukan untuk mendahului proses adsorpsi atau proses reverse osmosis-nya. Tujuannya untuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dari dalam air agar tidak mengganggu proses adsorpsi atau menyumbat membran yang digunakan dalam proses osmosis.

Proses adsorpsi dengan karbon aktif dilakukan untuk menghilangkan senyawa aromatik (misalnya: fenol) dan senyawa organik terlarut lainnya terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut. Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya diaplikasikan untuk unitunit pengolahan kecil, terutama jika pengolahan ditujukan untuk menggunakan kembali air yang diolah. Biaya instalasi dan operasinya sangat mahal.

b. Pengolahan Secara Kimia

Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor, dan zat organik beracun. Proses ini dilakukan dengan cara menambahkan bahan kimia tertentu ke dalam air limbah. Penyaringan bahan-bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tidak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.

Pengendapan bahan tersuspensi yang tidak mudah larut dilakukan dengan menambahkan elektrolit yang memiliki muatan yang berlawanan dengan muatan koloidnya agar terjadi netralisasi muatan koloid tersebut, sehingga akhirnya dapat diendapkan. Agar terjadi pengendapan logamlogam berat atau senyawa fosfor, air diberi perlakuan khusus terlebih dahulu dengan pengondisian pH air. Penyisihan logam berat dan senyawa fosfor dilakukan dengan menambahkan larutan alkali (misalnya air kapur) sehingga membentuk endapan hidroksida dari logam-logam tersebut atau endapan hidroksiapatit.

Penghilangan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada konsentrasi rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasinya dengan klor (Cl2), kalsium permanganat, aerasi, ozon hidrogen peroksida.

Pada dasarnya kita dapat memperoleh efisiensi tinggi dengan pengolahan secara kimia, akan tetapi biaya pengolahan menjadi mahal karena memerlukan bahan kimia.

Senyawa organik yang terlarut

Senyawa anorganik yang terlarut

Partikel

Bakteri

Gambar 1.1

Proses adsorpsi dengan karbon aktif

c. Pengolahan Secara Biologi

Semua air buangan yang biodegradable dapat diolah secara biologi. Pengolahan limbah cair dengan proses biologi umumnya digunakan untuk menghilangkan bahan-bahan organik terlarut dan koloidal yang membutuhkan biaya yang cukup mahal untuk menghilangkannya. Dalam beberapa dasawarsa telah berkembang berbagai metode pengolahan biologi dengan segala modifikasinya.

Pada dasarnya, reaktor pengolahan secara biologi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu:

1. reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reactor);

2. reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reactor).

Jika menggunakan reaktor pertumbuhan tersuspensi, mikroorganisme tumbuh dan berkembang dalam keadaan tersuspensi. Proses lumpur aktif yang banyak dikenal berlangsung dalam reaktor jenis ini. Proses lumpur aktif merupakan proses aerobik, pada proses ini mikroba tumbuh dalam

flok (lumpur) yang terdispersi, pada flok inilah akan terjadi proses degradasi. Proses lumpur aktif berlangsung dalam reaktor dengan pencampuran sempurna dilengkapi dengan umpan balik (recycle) lumpur dan cairannya. Di dalam reaktor pertumbuhan lekat, mikroorganisme tumbuh di atas media pendukung dengan membentuk lapisan tipis untuk melekatkan dirinya. Berbagai modifikasi telah banyak dikembangkan selama ini, antara lain:

1. trickling filter,

2. cakram biologi,

3. filter terendam, dan

4. reaktor fluidisasi.

Seluruh modifikasi ini dapat menghasilkan efisiensi penurunan BOD sekitar 80%–90%. Ditinjau dari segi lingkungan di mana berlangsung proses penguraian secara biologi, proses ini dapat dibedakan menjadi dua jenis:

1. proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya oksigen;

2. proses anaerob, yang berlangsung tanpa adanya oksigen.

Apabila BOD air buangan tidak melebihi 400 mg/L, proses aerob masih dapat dianggap lebih ekonomis dibandingkan proses anaerob. Pada BOD lebih tinggi dari 4.000 mg/L, proses anaerob menjadi lebih ekonomis.

Sumber: www2s.biglobe.ne.jp

Gambar 5.6

Kapur yang dilarutkan dalam air

dapat mengendapkan logam

berat dan senyawa fosfor

Pengolahan air limbah melalui metode biologi

Pengolahan air limbah pada umumnya dilakukan dengan menggunakan metode Biologi. Metode ini merupakan metode yang paling efektif dibandingkan dengan metode Kimia dan Fisika. Proses pengolahan limbah dengan metode Biologi adalah metode yang memanfaatkan mikroorganisme sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah. Mikroorganisme sendiri selain menguraikan dan menghilangkan kandungan material, juga menjadikan material yang terurai tadi sebagai tempat berkembang biaknya. Metode pengolahan lumpur aktif (activated sludge) adalah merupakan proses pengolahan air limbah yang memanfaatkan proses mikroorganisme tersebut.

Dewasa ini metode lumpur aktif merupakan metode pengolahan air limbah yang paling banyak dipergunakan, termasuk di Indonesia, hal ini mengingat metode lumpur aktif dapat dipergunakan untuk mengolah air limbah dari berbagai jenis industri seperti industri pangan, pulp, kertas, tekstil, bahan kimia dan obat-obatan. Namun, dalam pelaksanaannya metode lumpur aktif banyak mengalami kendala, di antaranya, (1) diperlukan areal instalasi pengolahan limbah yang luas, mengingat proses lumpur aktif berlangsung dalam waktu yang lama, bisa berhari-hari, (2) timbulnya limbah baru, di mana terjadi kelebihan endapan lumpur dari pertumbuhan mikroorganisme yang kemudian menjadi limbah baru yang memerlukan proses lanjutan.

Areal instalasi yang luas berarti dana investasi cukup besar, akibatnya pemanfaatan teknologi lumpur aktif menjadi tidak efisien di Indonesia, ditambah lagi dengan proses operasional yang rumit mengingat proses lumpur aktif memerlukan pengawasan yang cukup ketat seperti kondisi suhu dan bulking control proses endapan.

Limbah baru merupakan masalah utama dari penerapan metode lumpur aktif ini. Limbah yang berasal dari kelebihan endapan lumpur hasil proses lumpur aktif memerlukan penanganan khusus. Limbah ini selain mengandung berbagai jenis mikroorganisme juga mengandung berbagai jenis senyawa organik yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme. Pengolahan limbah endapan lumpur ini sendiri memerlukan biaya yang tidak sedikit.

Sedikitnya 50 persen dari biaya pengolahan air limbah dapat tersedot untuk mengatasi limbah endapan lumpur yang terjadi. Akibatnya, kebanyakan di Indonesia limbah endapan lumpur ini biasanya langsung dibuang ke sungai atau ditimbun di TPA (tempat pembuangan akhir) bersama dengan sampah lainnya.

Daur ulang air limbah

Pada tahun 1994 dalam sebuah jurnal international water science technology, Hidenari yasui dari Kurita Co, Jepang, memperkenalkan sebuah proses inovasi pengolahan air limbah dengan mereduksi jumlah endapan lumpur yang dihasilkan dari proses pengolahan lumpur aktif. Proses inovasi tersebut kemudian dikenal dengan proses pengolahan air limbah emisi zero (zero emission). Hidenari yasui berhasil mereduksi hampir 100 persen dari limbah endapan lumpur dengan menerapkan teknologi ozon pada proses pengolahan air limbah lumpur aktif.

Pada sistem pengolahan air limbah lumpur aktif dengan penerapan sistem ozon ini sebagian endapan lumpur diambil untuk melalui proses ozonisasi dalam chamber ozon proses. Selanjutnya endapan lumpur tadi dikembalikan pada chamber lumpur aktif. Melalui proses ozonisasi endapan lumpur tadi menjadi material yang mudah untuk diuraikan dan direduksi oleh mikroorganisme. Dalam chamber lumpur aktif bersamaan dengan proses penguraian air limbah material oleh mikroorganisme, terjadi pula proses penguraian endapan lumpur hasil proses tersebut, sehingga tercipta sistem praktis pengolahan air limbah.

Ozon yang merupakan spesis aktif dari oksigen memiliki oksidasi potential 2.07V, lebih tinggi dibandingkan chlorine yang hanya memiliki oksidasi potential 1.36V. Dengan oksidasi potential yang tinggi ozon dapat dimanfaatkan untuk membunuh bakteri (strilization), menghilangkan warna (decoloration), menghilangkan bau (deodoration), menguraikan senyawa organik (degradation).

Dengan kemampuan multifungsi yang dimilikinya ozon dapat menguraikan endapan lumpur yang sebagian besar kandungannya adalah bakteri dan senyawa-senyawa organik seperti phenol, benzene, atrazine, dioxin, dan berbagai zat pewarna organik yang tidak dapat teruraikan dalam proses lumpur aktif.

Ozon membunuh bakteri dengan cara merusak dinding sel bakteri sekaligus menguraikan bakteri tersebut (Collignon, 1994). Hal ini berbeda dengan chlorine yang hanya mampu membunuh bakteri saja. Ozon juga mampu membunuh bakteri tipe filamen seperti bakteri S Natans, M Parvicella, Thiotrix I dan II penyebab bulking di mana zat padat dan zat cair sulit terpisahkan pada kolam pengendapan.

Dengan menerapkan teknologi ozon pada pengolahan air limbah lumpur aktif didapatkan sistem praktis pengolahan air limbah. Beberapa keuntungan penerapan sistem ini adalah lumpur endapan dapat dihilangkan sehingga pengolahan lanjutan dan/atau pencemaran sungai dapat dihindarkan, bulking dapat dihilangkan sehingga sistem proses lumpur aktif berjalan stabil, dan air limbah dapat didaur ulang.

Dengan menerapkan sistem ini didapatkan air bersih yang tidak lagi mengandung senyawa organik beracun dan bakteri yang berbahaya bagi kesehatan. Air tersebut dapat dipergunakan kembali sebagai sumber air untuk kegiatan industri selanjutnya. Diharapkan pemanfaatan sistem daur ulang air limbah akan dapat mengatasi permasalahan persediaan cadangan air tanah demi kelangsungan kegiatan industri dan kebutuhan masyarakat akan air. Semoga.

Daur ULANG AIR LIMBAH

Proses inovasi tersebut kemudian dikenal dengan proses pengolahan air limbah emisi zero (zero emission). Hidenari yasui berhasil mereduksi hampir 100 persen dari limbah endapan lumpur dengan menerapkan teknologi ozon pada proses pengolahan air limbah lumpur aktif.

BAB III

Penutup

Kesimpulan dan Saran

A. Kesimpulan

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan antara lain :

Ada beberapa cara pengolahan limbah, di antaranya pengolahan secara fisika, kimia, dan biologi.

a. Pengolahan Secara Fisika

b. Pengolahan Secara Kimia

c. Pengolahan Secara Biologi

B. Saran

Berdirinya pabrik-pabrik menimbulkan dilema bagi pemerintah dan masyarakat. Di satu sisi, keberadaan pabrik membantu pemerintah mengurangi angka pengangguran. Akan tetapi, adanya pabrik justru menimbulkan masalah bagi lingkungan. Air limbah pabrik yang tidak diolahatau diolah secara tidak benar dapat merusak lingkungan karena air limbah mengandung zat pencemar, seperti senyawa organik dan logam berat. Oleh karena kita harus mencegah atau memperbaiki kerusakan lingkungan Dengan menerapkan sistem ini didapatkan air bersih yang tidak lagi mengandung senyawa organik beracun dan bakteri yang berbahaya bagi kesehatan. Air tersebut dapat dipergunakan kembali sebagai sumber air untuk kegiatan industri selanjutnya. Diharapkan pemanfaatan sistem daur ulang air limbah akan dapat mengatasi permasalahan persediaan cadangan air tanah demi kelangsungan kegiatan industri dan kebutuhan masyarakat akan air. Semoga

Pemerintah dan masyarakat serta pihak-pihak terkait bekerjasama dalam upaya mengatasi masalah lingkungan sebab sebagian besar terjadinya kerusakan lingkungan kebanyakan akibat dari air limbah pabrik yang tidak diolahatau diolah secara tidak benar dapat merusak lingkungan.

Kamis, 12 Mei 2011

ii

Cara Pengolahan dalam mengatasi masalah lingkungan ………….……... 3

· Pengolahan secara fisika ....………………………………………………………….. 4

· Pengolahan secara kimia …………………………………………………….……….. 4

· Pengolahan secara biologi …………………………………………………..……….. 5

Saran .................................................................................................... 10

iii

1

Penerapan Konsep Larutan Elektrolit dan Reaksi Redoks