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