KAJIAN MENGENAI DISPERSANT, KOAGULAN DAN FLOKULANDiajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah kimia fisika yang diberikan oleh Ir. Mukhtar Ghozali, MT

Oleh :Wynne Raphaela (131424027)Kelas: 1 A Teknik Kimia Produksi Bersih

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIHJURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2013

I. DISPERSANT

Zat pendispersi atau dispersant adalah senyawa yang ditambahkan dalam suspensi atau koloid untuk memisahkan partikel-partikel agar tidak saling menyatu dan mencegah terjadinya pengendapan.Contohnya adalah deterjen untuk mendispersi minyak di dalam air, sodium polyphosphate untuk mendispersi partikel liat/clay didalam suspensi air-clay/tanah.Jenis-jenis dispersant adalah :a. Surfaktanb. Oil spill dispersantc. Bio-dispersing dispersantsPenjelasan mengenai jenis-jenis dispersant dijelaskan sebagai berikut:1. Surfaktan

Surfaktan merupakan suatu molekul yang memliki struktur kimia dimana membuatnya secara khusus dapat bertahan di antarmuka. Oleh sebab itu, mereka disebut surface active agents atau disingkat menjadi surfaktan (Goodwin, 2004). Surfaktan merupakan suatu molekul yang memiliki gugus hidrofil dan gugus liofil sekaligus, sehingga dapat menggabungkan cairan yang terdiri dari minyak dan air. Aktifasi surfaktan diperoleh karena sifat ganda dari molekul - molekulnya. Molekul surfaktan memiliki bagian polar yang suka air (hidrofilik) dan bagian nonpolar yang suka minyak (lipofilik). Biasanya bagian nonpolar merupakan suatu rantai aklil yang panjang, sedangkan bagian yang polar mengandung gugus hidroksil. Penggunaan surfaktan atau emulsifier juga bertujuan untuk membentuk interaksi antara emulsifier dengan polimer yang dapat membentuk suatu ikatan yang kuat dengan adanya gaya elektrostatis yang dominan yang dapat menyebabkan terjadi peningkatan viskositas, sehingga sistem emulsi menjadi lebih kental dan lebih stabil. Penggunaan surfaktan terbagi menjadi tiga golongan, yaitu sebagai bahan pembasah (wetting agent), bahan pengemulsi (emulsifying agent), dan bahan pelarut (solubiliting agent). Pemakaian surfaktan berfungsi sebagai peningkat kestabilan emulsi dengan cara menurunkan tegangan antar-muka antara fase pendispersi dan fase terdispersi. Surfaktan baik digunakan sebagai untuk emulsi minyak dalam air maupun untuk air dalam minyak. Tegangan permukaan larutan akan turun bila dalam larutan ditambahkan surfaktan. Pada konsentrasi tertentu tegangan permukaan akan konstan walaupun dilakukan penambahan konsentrasi surfaktan dan jika konsentrasi surfaktan berlebih akan membentuk misel. Titik terbentuknya misel ini disebut Critical Micelle Concentration (CMC) dan tegangan permukaan akan turun jika CMC tercapai. Saat CMC tercapai, maka tegangan permukaan larutan konstan dan jika tegangan antar muka menjadi jenuh akan terbentuk misel (Rossen M.J., 1994)

1. Jenis Jenis Surfaktan berdasarkan Struktur Ion a. Surfaktan anionik Jenis surfaktan yang paling besar (jumlahnya) Tidak compatibel dengan jenis surfaktan kationik Sensitif terhadap air sadah atau hard water. Derajat sensitifitasnya : carboxylate > phosphate > sulfate (sulfonate) Rantai pendek polyoxyethylene antara gugus anionik dan hidrokarbon meningkatkan toleransi terhadap garam Rantai pendek polyoxypropylene antara gugus anionik dan hidrokarbon meningkatkan kelarutan dalam solven organik. Jenis sulfate mudah terhidrolisa oleh asam-asam dalam proses autocatalytic. Jenis yang lain stabil, asalkan tidak digunakan pada kondisi ekstrim. Contoh surfaktan anionik : Carboxylat soap RCOO Sulphonate RSO Sulfate RO SO3 Phosphate ROPO(OH) 2 O flotation collector (mineral ores); dispersant (inorganic pigment); anticaking agent (fertilizers); conditioner (hair) dll.

b. Surfaktan Kationik Jenis surfaktan yang banyak jumlahnya setelah anionik dan nonionik. Pada umumnya tidak kompatibel dengan jenis anionic. Mempunyai sifat indeks yang lebih tinggi dibanding surfaktan jenis lain Mempunyai sifat adsorpsi permukaan yang baik; penggunaan utama berhubungan dengan in situ surface modification : anticorrosion agent (steel);Contoh surfaktan kationk : Diamine Hydrochloride Polyamine Hydrochloride Dodecyl dimethylamine Hydrochloride Imidazoline Hydrochloride Alkyl imidazoline ethylenediamine Imidazoline

c. Surfaktan non-ionik Merupakan surfaktant kedua terbesar Kompatibel dengan semua jenis surfaktan Sensitif terhadap hard water Berbeda dengan surfaktan ionik, sifat fisik-kimia surfaktan nonionik tidak terpengaruh oleh penambahan elektrolit Sifat fisik-kimia senyawa ethoxylated sangat tergantung pada temperatureContoh surfaktan non-ionik : Alkohol ethoxylates Mono alkanolamide ethoxylates Fatty amine ethoxylates Fatty acid ethoxylates Ethylene oxyde / propylene oxide copolymers Alkyl phenol ethoxylates

d. Surfaktan ampoterik (Zwiter ion)

Surfaktan zwiter ion mengandung dua muatan yang berbeda dan dapat membentuk surfaktan amfoter. Perubahan muatan terhadap pH pada surfaktan amfoterik mempengaruhi pembentukan busa, pembasahan, sifat deterjen dan lainnya. Contoh dari zwiter ion adalah : Lauryldimethyl betaine Cocoamidopropyl betaine Oleyl bis (hydroxyethyl) betaine Carboxy glycinate Alkylampodiacetate Aminoalkanoate

2. Jenis Surfaktan bersasarkan sifatnyaSurfaktan dapat digolongkan menjadi dua golongan besar, yaitu surfaktan yang larut dalam minyak dan surfaktan yang larut dalam air.1. Surfaktan yang larut dalam minyakAda tiga yang termasuk dalam golongan ini, yaitu senyawa polar berantai panjang, senyawa fluorokarbon, dan senyawa silikon.2. Surfaktan yang larut dalam pelarut airGolongan ini banyak digunakan antara lain sebagai zat pembasah, zat pembusa, zat pengemulsi, zat anti busa, detergen, zat flotasi, pencegah korosi, dan lain-lain. Ada empat yang termasuk dalam golongan ini, yaitu surfaktan anion yang bermuatan negatif, surfaktan yang bermuatan positif, surfaktan nonion yang tak terionisasi dalam larutan, dan surfaktan amfoter yang bermuatan negatif dan positif bergantung pada pH-nya.Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan ikatan-ikatan hidrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan dengan menaruh kepala-kepala hidrofiliknya pada permukaan air dengan ekor-ekor hidrofobiknya terentang menjauhi permukaan air. Sabun dapat membentuk misel (micelles), suatu molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang plus ujung ion. Bagian hidrokarbon dari molekul sabun bersifat hidrofobik dan larut dalam zat-zat non polar, sedangkan ujung ion bersifat hidrofilik dan larut dalam air. Karena adanya rantai hidrokarbon, sebuah molekul sabun secara keseluruhan tidaklah benar-benar larut dalam air, tetapi dengan mudah akan tersuspensi di dalam air.

3. Struktur Pembentuk dan Pembuatan Surfaktan

Surfaktan (surfactant = surfactive active agent) adalah zat seperti detergent yang ditambahkan pada cairan utuk meningkatkan sifat penyebaran atau pembasahan dengan menurunkan tegangan permukaan caira khususnya air. Sufaktan mempunyai struktur molekul yang terdiri dari gugus hydrophobic dan hydrophilic. Gugus hydrophobic merupakan gugus yang sedikit tertarik/menolak air sedangkan gugus hydrophilic tertarik kuat pada molekul air. Sturktur ini disebut juga dengan struktur amphipatic. Adanya dua gugus ini menyebabkan penurunan tegangan muka dipermukaan cairan. Gugus hidrofilik pada surfaktan bersifat polar dan mudah bersenyawa dengan air, sedangkan gugus lipofilik bersifat non polar dan mudah bersenyawa dengan minyak. Di dalam molekul surfaktan, salah satu gugus harus lebih dominan jumlahnya. Bila gugus polarnya yang lebih dominan, maka molekul-molekul surfaktan tersebut akan diabsorpsi lebih kuat oleh air dibandingkan dengan minyak. Akibatnya tegangan permukaan air menjadi lebih rendah sehingga mudah menyebar dan menjadi fase kontinu. Demikian pula sebaliknya, bila gugus non polarnya lebih dominan, maka molekul molekul surfaktan tersebut akan diabsorpsi lebih kuat oleh minyak dibandingkan dengan air. Akibatnya tegangan permukaan minyak menjadi lebih rendah sehingga mudah menyebar dan menjadi fase kontinu.Penambahan surfaktan dalam larutan akan menyebabkan turunnya tegangan permukaan larutan. Setelah mencapai konsentrasi tertentu, tegangan permukaan akan konstan walaupun konsentrasi surfaktan ditingkatkan. Bila surfaktan ditambahkan melebihi konsentrasi ini maka surfaktan mengagregasi membentuk misel. Konsentrasi terbentuknya misel ini disebut Critical Micelle Concentration (CMC). Tegangan permukaan akan menurun hingga CMC tercapai. Setelah CMC tercapai, tegangan permukaan akan konstan yang menunjukkan bahwa antar muka menjadi jenuh dan terbentuk misel yang berada dalam keseimbangan dinamis dengan monomernya (Genaro, 1990).

4. Cara Kerja Surfaktan dalam Menurunkan Tegangan Muka CairanCara kerja dari surfaktan sangatlah unik karena bagian yang hidrofilik akan masuk kedalamlarutan yang polar dan bagian yang hirdrofilik akan masuk kedalam bagian yang non polar sehinggasurfaktan dapat menggabungkan (walaupun sebenarnya tidak bergabung) kedua senyawa yangseharusnya tidak dapat bergabung tersebut. Namun semua tergantung pada komposisi darikomposisi dari surfaktan tersebut. Jika bagian hidrofilik lebih dominan dari hidrofobik maka ia akan melarut kedalam air, sedangkan jika ia lebih banyak bagian hidrofobiknya maka ia akan melarutdalam lemak dan keduanya tidak dapat berfungsi sebagai surfaktan.Bagian liofilik molekul surfaktan adalah bagian nonpolar, biasanya terdiri dari persenyawaanhidrokarbon aromatik atau kombinasinya, baik jenuh maupun tidak jenuh. Bagian hidrofilik merupakan bagian polar dari molekul, seperti gugusan sulfonat, karboksilat, ammonium kuartener,hidroksil, amina bebas, eter, ester, amida.Biasanya, perbandingan bagian hidrofilik dan liofilik dapat diberi angka yang disebutkeseimbangan Hidrofilik dan Liofilik yang disingkat KHL, dari surfaktan.

5. Contoh surfaktan dalam kehidupan sehari-hari

Polioksietilen Sorbitan Monooleat (Tween-80)

Tween 80 termasuk golongan non ionik surfaktan dimana bahan asalnya adalah alkohol hensanhidrat, alkalin oksida dan asam lemak sifat hidrofilik diberikan oleh gugus hidroksil bebas oksietilena (Belitz dan Grosch, 1987). Daya kerja pengemulsi disebabkan oleh bentuk molekul yang dapat terikat pada minyak dan air. Parameter yang sering digunakan untuk pemilihan jenis emulsifier adalah berdasarkan HLB (Hidrophilic Lipophilic Balance), emulsifier yang memiliki nilai HLB rendah (2-4) cenderung larut minyak, sedangkan yang memiliki HLB tinggi (14-18) cenderung larut air (Winarno, 1995). Nilai HLB yang besar mampu menurunkan tegangan muka antara minyak dan air pada emulsi minyak dalam air, sedangkan nilai HLB yang yang kecil mampu menurunkan tegangan muka antara air dan minyak pada emulsi air dalam minyak. Tween 80 memiliki nilai HLB 15 yang sifatnya cenderung larut dalam air dan cocok dengan sistem emulsi oil in water (Belitz and Grosch, 1987).Tween 80 adalah kelompok ikatan sorbitan ester yang dibentuk oleh reaksi antara sorbitol dan asam lemak juaga etilen oksida, sehingga membentuk senyawa dengan lapisan yang aktif (Emulsifying agent), yaitu zat untuk membuat bentuk campuran emulsi. Pemakaian tween 80 pada konsentrasi 0,04 0,1% dapat bekerja sebagai bahan pendorong pembentukan foam, tetapi pada konsentrasi 0,005% tween 80 bekerja sebagai pemecah buih (Tranggono, dkk., 1990).

Gambar 1. Struktur polioksietilen sorbitan monooleat (Tween-80)

II. KOAGULAN

1. Koagulasi Koagulasi adalah proses yang bersifat kimia yang bertujuan untuk menghilangkan kekeruhan dan material atau zat yang dapat meghasilkan warna pada air yang kebanyakan merupakan partikel partikel koloidal ( berukuran 1- 200 milimikron) seperti alga, bakteri, zat organik anorganik dan partikel lempung (Lin, 2007). Proses koagulasi perlu dilakukan apabila kekeruhan air melebihi 30 50 Ntu. Dari bangunan intake, air akan dipompa ke bak koagulasi ini. Pada proses koagulasi ini dilakukan proses destabilisasi partikel koloid, karena pada dasarnya air sungai atau air-air kotor biasanya berbentuk koloid dengan berbagai partikel koloid yang terkandung di dalamnya. Destabilisasi partikel koloid ini bisa dengan penambahan bahan kimia berupa tawas, ataupun dilakukan secara fisik dengan rapid mixing (pengadukan cepat), hidrolis (terjunan atau hydrolic jump), maupun secara mekanis (menggunakan batang pengaduk). Biasanya pada instalasi pengolahan air dilakukan dengan cara hidrolis berupa hydrolic jump. Lamanya proses adalah 30 90 detik.

2. Koagulan Koagulan adalah zat kimia yang menyebabkan destabilisasi muatan negatif partikel di dalam suspensi. Zat ini merupakan donor muatan positif yang digunakan untuk mendestabilisasi muatan negatif partikel. Dalam pengolahan air sering dipakai garam Aluminium, Al ( III) atau garam besi (II) dan besi (III) Koagulan yang umum digunakan pada pengolahan air adalah seperti yang terlihat pada tabel di bawah ini :

Koagulan adalah bahan kimia yang mempunyai kemampuan menetralkan muatan koloid dan mengikat partikel tersebut sehingga membentuk flok atau gumpalan (Hammer, 1986).

Menurut Davis dan Cornwell (1991), koagulan merupakan substansi kimia yang dimasukkan ke dalam air untuk menghasilkan efek koagulasi. Ada tiga hal penting yang harus diperhatikan pada suatu koagulan, yaitu:1. Kation bervalensi tiga (trivalen). Kation trivalen merupakan kation yang paling efektif untuk menetralkan muatan listrik koloid.2. Tidak beracun (toksik). Persyaratan ini diperlukan untuk menghasilkan air atau air limbah hasil pengolahan yang aman.3. Tidak larut dalam kisaran pH netral. Koagulan yang ditambahkan harus terpresipitasi dari larutan, sehingga ion-ion tersebut tidak tertinggal dalam air.

Menurut Hammer (1986), bahan kimia yang digunakan sebagai koagulan adalah kapur, alum, dan polielektrolit (organik sintesis). Polielektrolit dapat berupa kation, anion, nonionik dan Miccellaneous (Liudan Liptak, 2000). Garam-garam besi seperti feri klorida (FeCl3) dan besisulfat (Fe2(SO4)3.H2O) dapat dipergunakan pula sebagai koagulan (Davis dan Cornwell, 1991).3. Jenis-Jenis Koagulana. Aluminium Sulfat1. Kegunaan Aluminium Sulfat

Tawas atau aluminium sulfat merupakan bahan koagulan yang paling banyak digunakan karena bahan ini paling ekonomis, mudah diperoleh di pasaran serta mudah penyimpanannya.Aluminium sulfat digunakan secara luas dalam industri kimia, aluminium sulfat banyak digunakan sebagai koagulan dalam proses pengolahan air bersih, pengolahan air limbah dan juga digunakan dalam pembuatan kertas untuk meningkatkan ketahanan dan penyerapan tinta. Aluminium sulfat jarang ditemukan dalam bentuk garam anhydrous biasanya aluminium sulfat membentuk garam hyrous dengan kandungan H2O yang berbeda beda dan yang paling umum dalam bentuk heksadecahydrate. Aluminium sulfat dapat juga digunakan sebagai mordan saat dying dan pencetakan tekstil. Ketika dilarutkan dalam air yang mengandung alkali aluminium sulfat akan membentuk aluminium hidroksida Al(OH)3 yang berbentuk gelatin.dalam proses dying dan pencetakan kain, zat gelatin tersebut akan membantu celupan bertahan pada serabut pakaian karena pigmennya menjadi tidak larut. Kadang aluminium sulfat digunakan untuk menurunkan pH lahan perkebunan. Jumlah pemakaian tawas tergantung kepada turbiditas (kekeruhan) air baku. Semakin tinggi turbiditas air baku maka semakin besar jumlah tawas yang dibutuhkan. Pemakain tawas juga tidak terlepas dari sifat-sifat kimia yang dikandung oleh air baku tersebut. Alumunium dan garam garam besi adalah bahan kimia yang efektif bekerja pada kondisi air yang mengandung alkalin. Reaksi yang terjadi sebagai berikut :Al2(SO4)3 2 Al+3 + 3(SO4)-2 Air mengalamiH2O H+ + OH- Sehingga2 Al+3 + 6OH-2Al(OH)3Selain itu akan dihasilkan asam :3(SO4)-2 + 6H+ 3H2SO4Dengan demikian makin banyak dosis tawas yang ditambahkan maka pH akan semakin turun, karena dihasilkan asam sulfat sehingga perlu dicari dosis tawas yang efektif antara pH 5,8-7,4. Apabila alkalinitas alami dari air tidak seimbang dengan dosis tawas perlu ditambahkan alkalinitas,biasanya ditambahkan larutan kapur (Ca(OH)2) atau soda abu (Na2CO3). Reaksi yang terjadi : Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 2Al(OH3) + 3CaSO4 + 6CO2 Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH3) + 3Na2SO4+3CO2 Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 2Al(OH3)+ 3CaSO4 Partikel pengotor air biasanya berbentuk koloid yang melayang didalam air dan mempunyai 2 lapisan muatan listrik di permukaannya, positif dan negatif. Walaupun secara alami ada yang disebut gaya tarik menarik antar partikel (Van der Walls force) namun karena adanya lapisan negatif dipermukaan koloid tersebut, terjadi gaya tolak menolak (repulsion force) yang menyebabkan koloid tidak pernah bergabung. Kondisi tersebut stabil sepanjang tidak ada campur tangan dari luar. Beberapa sifat dari tawas / aluminium sulfat 1. Bentuk bongkahan atau bubuk berwarna putih 2. Kelarutan dalam air 700 gr / lt 3. Konsentrasi larutan yang umum 50 100 gr / lt (5 10 %) 4. Tidak mudah terbakar 5. Larut dalam air, bereaksi asam kuat dan bersifat korosif 6. Larutannya berbahaya bagi paru paru , mata dan kulit 7. Bila debunya terhisap menimbulkan rasa nyeri pada alat pernafasan 8. Bila larutan tersebut kena mata akan menimbulkan rasa pedih

2. Pembuatan Koagulan Aluminium Sulfat

a. Bahan Baku yang Digunakan 1. Alumina

Alumina diproduksi dari proses pemurnian bauksit, untuk menghasilkan alumina bauksit digiling dan dicampur dengan kapur dan kaustik soda. Campuran tersebut kemudian dipompa ke dalam tanki tekanan tingi dan dipanaskan. Aluminium oksida akan larut dalam kaustik soda dan dikeluarkan secara cepat dari larutan, kemudian dicuci dan dipanaskan untuk menghilangkan air yang tersisa. Hasil dari proses ini yaitu powder berwarna putih yang disebut alumina. Alumina dipasaran rata rata mempunyai konsentrasi sekitar 99, 0 99,7%

2. Asam Sulfat

Asam sulfat diproduksi dari belerang menggunakan proses kontak, dimana belerang direaksikan dengan oksigen untuk membentuk sulfur dioksida. Sulfur dioksida kemudian direaksikan lagi dengan oksigen untuk membentuk sulfur trioksida. Hasil reaksi ini kemudian direkasikan lagi dengan air untuk membentuk asam sulfat. Asam sulfat dipasaran terdiri dari 2 macam yaitu dengan asam sulfat teknis dengan konsentrasi 96 98% dan asam sulfat absolut dengan konsentrasi lebih dari 99%

b. Proses Produksi Aluminium Sulfat dari Alumina

Untuk memproduksi aluminium sulfat bahan baku yang terdiri dari aluminium hidroksida, asam sulfat dan air dimasukkan kedalam tanki reaktor. didalam reaktor tersebut bahan bahan tersebut diaduk selama waktu tertentu dan akan menghasilkan uap air yang dibuang melalui cerobong. Tangki reaktor harus dibuat dari bahan yang tahan asam dan panas pembentukan karena reaksi ini bersifat eksosentris. Operasi biasanya dilakukan secara batch. Reaksi yang terjadi yaitu : 2Al(OH)3 + 3H2SO4 + 8H2O Al2(SO4)3. 14 H2O Reaksi pembuatan aluminium sulfat ini membutuhkan waktu sekitar 6 menit dan bersifat eksotermis sehingga setelah bahan bahan dicampur didalam reaktor maka temperatur reaksi akan naik menjadi 115 - 118 C. Selama reaksi berlangsung akan terjadi penguapan air akibat terjadinya kenaikan suhu sehingga pada tangki reaktor perlu 5

dipasang corong untuk membuang uap yang terbentuk. Langkah selanjutnya setelah alumunium terbentuk, jika diinginkan aluminium yang diinginkan berbentuk liquid maka produk yang keluar dari tangki dilairkan kedalam tangki yang diisi dengan air agar menjadi dingin. Aluminium cair tersebut kemudian disaring dan dialirkan ke tangki penyimpanan. Jika diinginkan dalam bentuk solid maka larutan dialirkan kedalam pan dan didinginkan menggunakan kipas. Pan kemudian disimpan didalam rak, sesudah itu alumunium yang sudah berbentuk padat diambil dan dimasukkan kea lat penggiling, setelah hancur aluminium dialirkan kedalam hoper untuk dimasukkan ke karung (packaging).

b. Poli Aluminium Klorida (PAC)

Poli Aluminium Klorida sering disingkat dengan PAC. PAC adalah garam yang oleh aluminium aluminium klorida yang khusus ditentukan guna memberi daya koagulasi dan flokulasi (pengumpulan dan pemadatan penggumpalan) yang lebih besar dibandingkan garam garam aluminium dari besi lainnya. PAC sebenarnya adalah merupakan suatu senyawa kompleks berinti banyak dari ion ion aquo aluminium yang terpolimerisasi yaitu suatu jenis dari polimer senyawa organik. Berbagai bahan kimia baik senyawa organik maupun anorganik biasanya dibutuhkan sebagai koagulan air (katalisator pengumpulan) tetapi untuk PAC biasanya tidak membutuhkan zat tersebut. Poli Aluminium Klorida dengan arti vital yang kuat mengumpulkan setiap zat zat yang tersuspensi atau yang secara koloidal tersuspensi dalam air, membentuk flok flok (kepingan, gumpalan gumpalan) akan mengendap dengan cepat agar membentuk sludge (lumpur endapan) yang dapat disaring dengan mudah, dimana pH PAC air lebih kecil dari 6 (enam) disebut asam dan jika lebih dari 7 (tujuh) maka disebut basa. Sifat sifat koloid dapat dibedakan yaitu koloid yang suka air dapat saling bergabung dan membentuk partikel yang lebih besar sehingga menggumpal dan mengendap. Sementara koloid yang tidak suka air, berasal dari logam logam dan garam garam dan dapat stabil karena adanya permukaan air yang terikat dan menghalangi terjadinya kontak dari partikel partikel sekitarnya. Koloid ini dapat dihilangkan dengan menurunkan potensial yaitu dengan menggunakan tabel lapisan 6 9 dengan pH netral adalah 7. Bersangkutan sehingga mengendap kembali. Hal ini merupakan salah satu sebab kandungan dalam sumur yang dangkal lebih rendah.Besi dalam jumlah yang sedikit dan air minum diperlukan untuk pembentukan sel darah merah, tetapi kalau sudah melebihi konsentrasi yang diperlukan akan dapat menyebabkan penyakit dan warna air kemerah merahan sehingga menimbulkan kekeruhan serta rasa dan bau air yang tidak enak. Klor dalam air dapat mengoksidasikan ion ion Fe+2 menjadi Fe+3 mengakibatkan turbiditas air yang semakin tinggi karena terbentuknya zat zat yang tersuspensi. Rumus kimia Poli Aluminium Klorida (PAC) Aln(OH)mCl3n-m Fungsi dari Poli Aluminium Klorida adalah untuk menurunkan tubiditas air atau menurunkan kekeruhan air

Keunggulan PAC sebagai Koagulan adalah Beberapa keunggulan yang dimiliki PAC dibandingkan koagulan lainnya adalah :1. PAC dapat bekerja ditingkat pH yang lebih luas, dengan demikian tidak diperlukan pengoreksian terhadap pH terkecuali bagi air tertentu.

2. Kandungan belerang dengan dosis cukup akan mengoksidasi senyawa karboksilat rantai siklik membentuk alifatik dan gugusan rantai hidrokarbon yang lebih pendek dan sederhana sehingga mudah untuk diikat membentuk flok.

3. Kadar klorida yang optimal dalam fasa air yang bermuatan negatif akan cepat bereaksi dan merusak ikatan zat organik terutama ikatan karbon nitrogen yang umumnya membentuk suatu makromolekul turutama gugusan protein , amina, amida dan penyusun minyak dan lipida.

4. PAC tidak menjadi keruh bila pemakaiannya berlebihan, sedangkan koagulan yang lain (seperti aluminium sulfat, besi klorida dan ferro sulfat) bila dosis berlebihan bagi air yang mempunyai kekeruhan yang rendah akan bertambah keruh. Jika digambarkan dengan suatu grafik untuk PAC adalah membentuk garis linier artinya jika dosis berlebih maka akan didapatkan hasil kekeruhan yang relatif sama dengan dosis optimum sehingga penghematan bahan kimia dapat dilakukan. Sedangkan untuk koagulan selain PAC memberikan grafik parabola terbuka artinya jika kelebihan atau kekurangan dosis akan menaikkan kekeruhan hasil akhir, hal ini perlu ketepatan dosis.

5. PAC mengandung suatu polimer khusus dengan struktur polielektrolit yang dapat mengurangi atau tidak perlu sama sekali dalam pemakaian bahan pembantu, ini berarti disamping penyederhanaan juga penghematan untuk penjernihan air.

6. Kandungan basa yang cukup akan menambah gugus hidroksil dalam air sehingga penurunan pH tidak terlalu ekstrim sehingga penghematan dalam penggunaan bahan untuk netralisasi dapat dilakukan.

7. PAC lebih cepat membentuk flok dari pada koagulan biasa ini diakibatkan dari gugus aktif aluminat yang bekerja efektif dalam mengikat koloid yang ikatan ini diperkuat dengan rantai polimer dari gugus poli lektrolit sehingga gumpalan floknya menjad lebih padat, penambahan gugus hidroksil kedalam rantai koloid yang hidrofobik akan menambah berat molekul, dengan demikian walaupun ukuran kolam pengendapan lebih kecil atau terjadi beban yang terlalu berat bagi instalasi yang ada, kapasitas produksi relatif tidak terpengaruh.

III. FLOKULAN

Flokulasi adalah suatu proses aglomerasi (penggumpalan) partikel-partikel terdestabilisasi menjadi flok dengan ukuran yang memungkinkan dapat dipisahkan oleh sedimentasi dan filtrasi. Dengan kata lain proses flokulasi adalah proses pertumbuhan flok (partikel terdestabilisasi atau mikroflok) menjadi flok dengan ukuran yang lebih besar (makroflok).Untuk mencapai kondisi flokulasi yang dibutuhkan, ada beberapa faktor yang harus diperhatikan, seperti misalnya :1. Waktu flokulasi,2. Jumlah energi yang diberikan3. Jumlah koagulan4. Jenis dan jumlah koagulan/flokulan pembantu5. Cara pemakaian koagulan/flokulan pembantu6. Resirkulasi sebagian lumpur (jika memungkinkan)

Flokulan umumnya merupakan senyawa polimer dan larutannya disebut dengan larutan polielektrolit (Indriyati, 2008). 1. Jenis-jenis Flokulan berdasarkan bahan dasar pembuatanAda dua jenis flokulan berdasarkan bahan dasar pembuatannya, yaitu flokulan sintetis dan flokulan alami. Flokulan sintetis seperti polyacrylamide (PAM) memiliki karakteristik yaitu : sulit terurai secara biologi (nonbiodegradable) membentuk flok yang sifatnya rapuh (fragile) dan tidak tahan terhadap gaya geser (low shear stability) memiliki umur simpan yang lebih panjang (long shelf life) dan penggunaan dalam jumlah yang sedikit flokulan alami seperti polisakarida memiliki karakteristik yaitu: penggunaan dalam jumlah yang lebih banyak memiliki umur simpan yang lebih pendek (shorter shelf life) lebih mudah terurai secara biologi (biodegradable) dan membentuk flok yang kekar dan tahan terhadap pengaruh gaya geser (high shear stability) (Yang et al., 2012; Mishra et al., 2012). 2. Jenis-Jenis Flokulan Berdasarkan bahan penyusunnyaFlokulan dapat diklasifikasikan ke dalam dua jenis, yaitu flokulan organik dan anorganik. Flokulan organikdapat berupa polimer sintetis maupun alami. Polimer sintetis yang digunakan sebagai flokulan memiliki sifat nonbiodegradable, non-shearstable, dan kemampuan flokulasi tinggiSedangkan flokulan polimer alami memiliki sifat biodegradable, shear stable, dan kemampuan flokulasi rendah. Sifat-sifat baik dari kedua jenis polimer ini dapat diperoleh dengan melakukan grafting (pencangkokan) pada kedua jenis polimer ini.

3. Contoh Flokulan

a. Polyacrylamide merupakan contoh polimer sintetis yang dapat digunakan sebagai flokulan, sedangkan starchyang merupakan polimer alami, dapat juga digunakan sebagai flokulan. Kedua jenis flokulan ini dapat digunakandalam modifikasi untuk mendapatkan sifat-sifat terbaik dari masing-masing polimer. Modifikasi tersebut dilakukandengan kopolimerisasi graft dengan metode grafting to. Starch berfungsi sebagai backbone kopolimer graft, danpolyacrylamide berfungsi sebagai rantai graft. Kopolimerisasi graft ini akan menghasilkan kopolimer Starch-graft-Polyacrylamide (St-g-PAM) yang akan disintesis dengan teknik polimerisasi larutan.Dalam sintesis St-g-PAM serta uji flokulasi menunjukkan konsentrasi inisiator, konsentrasi monomer, suhu danwaktu berpengaruh terhadap nilai grafting efficiency dan grafting yield. Selain itu, semakin besar viskositasintrinsik, kinerja flokulasi akan semakin baik dan dengan metode grafting to diperoleh viskositas intrinsik yangpaling besar (Silvianita & Sofia., 2003). Dari sintesis (St-g-PAM) dengan grafting from dan grafting to diperolehbahwa viskositas intrinsik dari grafting to lebih besar daripada dengan metode grafting from (Millati dkk., 2005)Pada pH yang tinggi gugus amida (-CONH2) yang terdapat dalam St-g-PAM, akan terhidrolisis menjadi guguskarboksilat (-COO-), ini akan memperpanjang rantai dari St-g-PAM sehingga mekanisme bridging atau pengikatansalah satu sisi partikel mudah terjadi (Widya & Winda., 2006). Kombinasi ini dilakukan untuk meningkatkanefisiensi flokulasi, viskositas larutan, shear stability, ketahanan biodegradable, serta untuk mengurangi gaya geser.Ini mempengaruhi karakteristik flokulan dalam mengikat zat warna dalam limbah cair berwarna.Flokulan St-g-PAM dapat mengikat partikel-partikel zat warna pada limbah cair. Dengan penambahan proseshidrolisis pada Starch-graft-Poliacrylamide, gugus amida (-CONH2) akan menjadi gugus karboksilat (-COO-). (Tripathy & De., 2007). Akibatnya gugus negatif pada Starch-graft-Polyacrylamide akan mengikat ion positif darizat warna tersebut. Seperti yang telah diketahui bahwa rantai polimer yang panjang adalah indikator penting adanyakemampuan mekanisme bridging terutama untuk polimer yang memiliki berat molekul yang besar. Polimer yangmemiliki berat molekul tinggi dapat mengadsorbsi sejumlah partikel di sejumlah titik sepanjang rantai polimertersebut (Ersoy & Bahri., 2005). Dengan adanya gugus karboksilat pada St-g-PAM terhidrolisis diharapkan dapatmemperbaiki kinerja flokulan Starch-graft-Polyacrylamide terhidrolisis dalam mengikat partikel pewarna.c. AsamPoliglutamat(PGA)PGA pertama kali dideteksi sebagai komponen kapsul sel dari Bacillus anthracis lebih dari 60 tahun yang lalu. Selanjutnya PGA ditemukan pada strain Gram-positif dari genus Bacillus, yaitu Bacillus licheniformis, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, dan Bacillus amyloliquefaciens. Pada awal abad ke-20, strain Bacillus yang dapat memproduksi PGA dalam jumlah yang besar telah diisolasi dari matriks pekat makanan tradisional Jepang yang berbahan dasar kedelai Itohiki-Natto dan makanan tradisional Korea chungkokjang. Bacillus subtilis (B. subtilis) mampu menghasilkan antara 20-50 g/L dari cairan kulturnya.

Gambar 2. Struktur PGAPGA mempunyai berat molekul antara 0,1-1x106 g/mol dengan derajat polimerisasi 700-7000. Pada bentuk yang tak terionisasi, PGA mempunyai struktur helix tangan kanan yang distabilkan oleh ikatan hidrogen intramolekuler antara CO dan NH dari setiap 3 ikatan amida. PGA bersifat larut air dan sangat higroskopis, dapat mengakibatkan kepekatan pada larutan walaupun pada konsentrasi yang rendah. PGA diketahui mempunyai afinitas yang tinggi terhadap ion metal karena elektron-elektron sunyi yang dimilikinya.

Pada dasarnya, PGA digunakan sebagai Flokulan, dengan metode pembersihan air yang disebut flokulasi.PGA SEBAGAI BIOFLOKULAN LOGAM BERAT

Mekanisme pengikatan ion-ion logam berat oleh PGA dapat melalui dua cara, yaitu:

1. Pengikatan secara kimia Logam berat di dalam air dengan cepat akan terlarut dengan membentuk ion-ion positif dan membentuk senyawa-senyawa dengan anion seperti karbonat, sulfat, dan sulfida. PGA merupakan senyawa yang dapat larut dalam air dengan membentuk anion. PGA mempunyai afinitas yang tinggi terhadap ion-ion logam, sehingga mampu menggantikan posisi anion atau ligan yang mengikat logam berat. Reaksi PGA dengan ion logam berat akan membentuk molekul yang besar yang mudah untuk diendapkan (flok). Proses pembentukan flok-flok yang kemudian diikuti dengan proses pengendapan dapat dipercepat dengan pengadukan.

2.Pengikatan secara fisikaPGA merupakan polielektrolit anionik. Suatu polielektrolit anionik mampu mengadsorpsi ion-ion logam berat di dalam air dan membentuk suatu jembatan. Jembatan terbentuk apabila dua atau lebih ion logam teradsorbsi sepanjang rantai polimer. Jembatan-jembatan tersebut akan terjalin pada saat proses flokulasi, yaitu saat pengadukan. Ukuran jembatan-jembatan yang terjalin ini akan terus bertambah sampai dengan mudah dapat dipindahkan.

DAFTAR PUSTAKAhttp://www.forumbebas.com/thread-51688.html (Diakses 29 Desember 2013 pukul 08.34)http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080509000611AAvLEYn (Diakses 29 Desember 2013 pukul 08.38)http://smk3ae.wordpress.com/2008/08/05/bahan-kimia-penjernih-air-koagulan/ (Diakses 29 Desember 2013 pukul 08.45)http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-7893-2305100005-2305100105-Bab1.pdf (Diakses 29 Desember 2013 pukul 09.10)