Plugin Pengolahan Air

PERSYARATAN AIR

PROSES, PELUNAKAN AIR

DAN CONTOH SOAL

Oleh :

Dr. Isminingsih G, MSc. S. Teks.

Hariyanti Rahayu S, S. Teks., MT

Budy Handoko, SST

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TEKSTIL

BANDUNG

2008

SERI KULIAH AIR PROSES

DAN LIMBAH INDUSTRI

TABEL 1. SYARAT AIR UNTUK PROSES TEKSTILTABEL 1. SYARAT AIR UNTUK PROSES TEKSTIL

200,0BIKARBONAT (HCO3)-16.

5,0MAGNESIUM (Mg)2+15.

10,0 KALSIUM (Ca)2+14.

100,0KHLORIDA (Cl)-13.

100,0SULFAT (SO4)2-12.

110,0SILIKAT (SiO2)2-11.

150,0JUMLAH GAS TERLARUT10.

75,0ALKALINITAS9.

30,0 (3o dH)KESADAHAN JUMLAH (sbg CaO)8.

0,5ALUMINIUM OKSIDA (Al2O3)7.

0,01LOGAM BERAT LAIN6.

0,2JUMLAH (Fe + Mn)5.

0,05MANGAN (Mn)4.

0,1BESI (Fe)3.

(5,0)WARNA TAK BERWARNA2.

5,0KESADAHAN1.

JUMLAH

(< mg/L)

KANDUNGAN DALAM AIRNo.

PENGELANTANGAN : Fe2+ + O2 Fe2O3

PEMASAKAN : RCOONa + Ca 2+ (RCOO)2 Ca

RCOONa + Mg 2+ (RCOO)2 Mg

AIR YANG TIDAK MEMENUHI SYARAT UNTUK PROSES TEKSTIL

KARENA Ca, Mg, atau L (logam) TERLALU TINGGI

PENCELUPAN :

-2-

O N a

O N a

O

O

O N a

O N a

C a

N = N N R

S O2

N a S O2

N a

N = N N R

S O2 S O

2

M g

+ C a 2 +

G A R A M L E U K O B E J A N A

(L A R U T ) P IG M E N B E J A N A -C a

(M E N G E N D A P )

Z W D IR E K A Z O

(L A R U T )

+ M g 2 +

P IG M E N D IR E K - M g




PENCELUPAN :

-3-

N a2

S2

O4

+ N a O H

C a

M g

C a M g

O

O

O N a

O N a

O N a

O

O

O N a

O N a

O

O

O

R E D U K S I

L E U K O Z W B E J A N A ( L A R U T D L M A I R )

G A R A M S A D A H

2 +

2 +

A T A U

A T A U

Z W - B E J A N A - C a

( M E N G E N D A P )

Z W . B E J A N A A N T R A K U I N O N

( T I D A K L A R U T )

Z W - B E J A N A - M g

( M E N G E N D A P )



PENCELUPAN :

-4-

O

O

N

O

O

O

N H2 N a

2S

2O

4 +

2 N a O H

O

O N a

N

O

O

O N a

N H2

O

O

N

O

O

O

N H2

R E D U K S I

C A L E D O N R E D 3 B (C .I. V A T R E D 1 0 )

(T ID A K L A R U T ) L E U K O C A L E D O N R E D 3 B (C . I. V A T R E D 1 0 )

(L A R U T )

C a A T A U M g

G A R A M S A D A H

C aA TA U

M gP IG M E N C A L E D O N R E D 3 B (C .I . V A T R E D 1 0 )




PENCELUPAN :

-5-

- N = N -

O H

N a O 3 S N H -S O 3 S N a

N = N -

O H

- N = N -

O H

O3

S N H -S O

3

N = N -

O H

C H L O R A M I N E R O S E B

( C . I . D I R E C T R E D 3 1 )3 1 1 8 ) ( L A R U T )

C a

A T A U

M g

C aA T A U

M g

P I G M E N D I R E K ( M E N G E N D A P )

G A R A M S A D A H



PENCELUPAN :

-6-

N H2

S O3

H

S O2

C H2

C H2

O S O3

H

O

O

N a2

C O3

N H2

S O3

N a

S O2

C H = C H2

O

O

N H2

S O3

S O2

C H = C H2

O

O

N H2

S O3

S O2

C H = C H2

O

O

A L K A L I

R E M A Z O L B R IL L IA N T B L U E R

( C . I. R E A C T IV E B L U E 1 0 )

G A R A M V IN IL S U L F O N D A R I

R E M A Z O L B R IL L IA N T B L U E R

(C . I . R E A C T IV E B L U E 1 0 ) (L A R U T D A N R E A K T IF D A L A M S U A S A N A A L K A L I)

G A R A M S A D A H

C a A T A U

M g

P IG M E N Z A T W A R N A R E A K T IF R E M A Z O L B R IL L IA N T B L U E R ( C . I. R E A C T IV E B L U E 1 0 ) (M E N G E N D A P )

C a A T A U M g

-7-

TABEL 2. SYARAT AIR UNTUK PENGISI KETEL UAPTABEL 2. SYARAT AIR UNTUK PENGISI KETEL UAP

50100 –

1500

500 –

2500

500 –

3000

GARAM-GARAM TERLARUT

(sisa kering; mg/L)

254080WARNA (mg/L)

0035Gas belerang; H2S (mg/L)

9,69,08,48,0pH (minimum)

15304050HIDROKSINA; OH (mg/L)

2040100200KARBONAT; CO3 (mg/L)

052020BIKARBONAT, HCO3(mg/L)

0,010,050,55ALUMINIUM OKSIDA; Al2O3

(mg/L)

152040SILIKA; SiO2 (mg/L)

0,00,00,151,5OKSIGEN TERLARUT (mg/L)

0,10,62,24,5KESADAHAN (dH)

TEKANAN

(psi)

(atm)

PERIHAL

> 2717 - 2710 - 170 - 10

> 400250 - 400150 - 2500 - 150

KESADAHAN :

Membentuk endapan CaCO3 dan Mg(OH)2, karena pada

suhu tinggi, kelarutan garam-pgaram sadah akan menurun

Ca-sulfat; Ca-silikat; dan Al-silikat mengendap pada suhu

tinggi, membentuk :

kerak-kerak ketel yang sukar hilang;

daya hantar panas rendah;

pemanasan setempat, membahayakan dinding ketel;

Efisiensi penguapan <<

AIR YANG TIDAK MEMENUHI SYARAT UNTUK AIR YANG TIDAK MEMENUHI SYARAT UNTUK

PENGISI KETEL UAPPENGISI KETEL UAP

KANDUNGAN DALAM AIR MELEBIHI PERSYARATAN :

KEKERUHAN : } endapan pada pipa-pipa dan dinding-dinding

WARNA :

Zat organik dan kekeruhan, menggangg pemurnianair dengan cara pengendapanMengapung pada permukaan airMenghambat pemanasan pada permukaan air

-8-

REAKSI PEMBENTUKAN KOROSI

1. REAKSI PERTAMA : Fe Fe2+ + 2 e-

2. DISOSIASI AIR : H2O H+ + OH-

3. POLARISASI : 2H+ + 2 e- H2

4. DEPOLARISASI : H2 H2 pH rendah

5. DEPOLARISASI : H2 + ½ O2 H2O

6. REAKSI KEDUA : Fe2+ + 2 OH- Fe(OH)2Fe2+ + O FeO

7. REAKSI KEDUA : Fe(OH)2 + ½ O2 Fe2O3 + H2O

Fe2O3 + FeO Fe3O4

FeO.Fe2O3

Fe(OH)2 + OH- Fe(OH)3OH- NaFe2O2

Na (Na-ferit yang larut)

Fe2O3 + Na2CO3 2 NaFe2O2

+ CO2

-9-

| | | | | | | | | | | | | |

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

K O

R O

S I

KURVA PEMBENTUKAN KOROSIKURVA PEMBENTUKAN KOROSI

PENGARUH pHPENGARUH pH

pH

H+

H2

FeO; Fe(OH)2Fe(OH)3

NaFe2O2(LARUT)

Pengaruh O2

Pengaruh OH-

OH- >

-10-

ZAT PADAT TERLARUT : NaCl, Na2CO3, NaHCO3,

Apabila konsentrasinya sangat tinggi,

Mengganggu proses penguapan & bersifat korosif

NaOH dan NaNO3

CL- + Mg2+ MgCl2 KOROSIF PADA SUHU TINGGI

OH-

CO2-

HCO3-} KONSENTRASI

SANGAT TINGGIKOROSIF

KERAPUHAN KOSTIK DAN KRISTALISASI BAJA KETEL

CL- ; SO42+, KONSENTRASI TINGGI, AKAN IKUT MENGUAP BERSAMA UAP AIR

KESUKARAN LEBIH LANJUT KOROSIF, MENGGANGGU PROSES

-11-

CO2 + H2O H2CO3 H+ KOROSI >

Fe + 2 H+ Fe2+ + H2

Fe + H2O + CO2 FeCO3 + H2

FeCO3 + H2O + O2 Fe(OH)2 + CO2

CO2 >> FeCO3 >> Fe2+ >>

PENGIONAN LOGAM BESI >> KOROSI

MENURUT NERNST : ADANYA Fe PADA KETEL

Fe + H2O Fe23O4 + H2

PADA SUHU > 300oC ; TEKANAN >200 atm

PEMBENTUKAN H2 >> KOROSI >>

GAS TERLARUT : CO2; O3; NH3

-12-

METODA PELUNAKAN

�PEMANASAN

�PENGENDAPAN

�KOMPLEKSOMETRI

�PENUKAR ION

�FILTRASI

-13-

1. Pelunakan Air Cara

Pemanasan

Prinsip : Pengendapan garam sadah

sementara dengan cara

pemanasan

Reaksi : Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2

Mg(HCO3)2 MgCO3 + H2O + CO2

Mg(OH)2 + CO2

-14-

2. Pelunakan Air Cara

Pengendapan

Prinsip : Pengendapan garam

Sadah dan logam-logam dengan

1) Soda-Kapur

2) Soda-Soda

3) Barit

4) Fosfat

-15-

2.1). Pelunakan Cara Soda Kapur

Prinsip :

1. Pengendapan Ca2+ oleh Na2CO3

2. Mg2+, logam-logam & CO2 oleh Ca(OH)2

Keuntungan :

paling sering dipakai, murah & sederhana,

Kerugian :

Sadah sisa masih cukup tinggi (≥)3 0 DH

-16-

Reaksi pengendapan denganSoda-Kapur

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2 H2O

Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 CaCO3 + Mg(OH)2 + 2 H2O + CO2

MgCl2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCl2

MgSO4 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaSO4

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O

FeCl2 + Ca(OH)2 Fe(OH)2 + CaCl2

2FeCl3 + 3Ca(OH)2 2Fe(OH)2 + 3CaCl2

MnSO4 + Ca(OH)2 Mn(OH)2 + CaSO4

Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4

CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + NaCl

CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4

-17-

Dosis soda kapur

SODA [Na2CO3 ]

= [CaCl2]+[CaSO4]+[MgCl2]+[MgSO4]+[L]

= [sadah tetap (NKH)] + [L] 2,8

KAPUR [Ca(OH)2]

= [Ca(HCO3)2]+[Mg(HCO3)2]+[MgCl2]+[MgSO4] [CO2]+[L]

= [Sadah Sementara(KH)]+[Mg tetap]+[CO2]+[L]2,8

-18-

2.1a) HASIL ANALISA AIR 1a)

Calcium

Magnesium

Sodium

Potassium

Bicarbonate

Sulfate

Chloride

Komponen

40.0

10.0

11.7

7.0

110

67.2

11.0

1

2

3

4

5

6

7

mg/lNo

-19-

2.1a). Soal Pelunakan Air

Cara Soda-Kapur:

Gambarkan grafik miliequivalen

dari kandungan air 1a);

Berapa Nilai Kesadahan Air 1a) tersebutsebagai CaCO3, CaO, dan oDH;

Berapa Nilai Alkalinitasnya sebagai CaCO3dan NaHCO3;

Hitung Dosis / Kebutuhan Soda-Kapur apabilaterhadap air tersebut akan dilakukanpelunakan cara soda-kapur

20

Kesetaraan Kesadahan

10

8,05

5,6

0,56

17,86

14,38

10

1

1

1

1

1

DH

EH

FH

AH

Deutse(Jerman)

English(Inggris)

France(Perancis)

American(Amerika)

1

2

3

4

mg/L (ppm)CaO

mg/L(ppm)CaCO3

Derajat(o)

Sing-katan

IstilahKesadahan

No.

21

Solusi :

Merubah satuan dari mg/l menjadi meq/l

Meq/l = mg/l x Valensi

Berat molekul

Urutkan berdasarkan penyebab utama

kesadahan

Bagian atas : Kation (calcium, magnesium, sodium dan

potassium)

Bagian bawah : Anion (carbonate jika ada, bicarbonate, sulfate

dan chloride)

Memisahkan antara kation dan anion

Merubah satuan dari oDH menjadi meq/l CaOoDH = meq/l x 2.8 CaO

22

Tabel konversi ion dari mg/l ke meq/l

dalam Air 1a)

110.0

67.2

11.0

HCO3-

SO42-

Cl-

1

2

3

40.0

10.0

11.7

7

Ca2+

Mg2+

Na+

K+

1

2

3

4

mg/lKomponenNo

Total anion

61.0

48.0

35.5

Total kation

20.0

12.2

23.0

39.1

Berat equivalen

3.51

1.80

1.40

0.31

3.51

2.00

0.82

0.51

0.18

meg/l

23

GRAFIK

MILIEQUIVALEN

24

GrafikGrafik MiliequivalenMiliequivalen air 1a)air 1a)

Ca2+ Mg2+ Na+ K+

HCO3- SO4

2- Cl-

0.0

0.0 2.00 2.82 3.33 3.51

3.513.20

1.80

KClNaCl

Na2SO4

MgSO4CaSO4

Ca(HCO3)2

2.00

2.82 3.33

25

Perhitungan pada Air 1a) :

1.80

0.20

0.82

0.38

0.13

0.18

Ca(HCO3)2

CaSO4

MgSO4

Na2SO4

NaCl

KCl

1

2

3

4

5

6

meq/lKomponenNo

Kesadahan jumlah : (sbg. CaCO3)

2.82 meg/l x 100 x2

mg/l CaCO3

meg/l

= 141 mg/l = 14,1oFH

Alkalinitas : (sbg. CaCO3)

1.80 x 100/2 = 90,0 mg/l

26


1.80

0.20

0.82

0.38

0.13

0.18

Ca(HCO3)2

CaSO4

MgSO4

Na2SO4

NaCl

KCl

1

2

3

4

5

6

meq/lKomponenNo

Kesadahan jumlah : (sbg. CaO)

2.82 meg/l x 56 x2

mg/l CaOmeg/l

= 78.96 mg/l = 7,896 oDH

Alkalinitas : (sbg. NaHCO3)

1.80 x 84/1 =151,2 mg/l

27

Kebutuhan Abu Soda pada Air 1a) :

� Na2CO3 = [CaSO4] + [CaCl2] + [MgSO4 ] +

[MgCl2] + [ L ]

28

� Na2CO3 = [CaSO4] + [MgSO4]

= [ 0.2 + 0.82 ] = [ 0.2 + 0.82 ] meq/lmeq/l

= [ 1.02 ] = [ 1.02 ] meq/lmeq/l

= 1.02 = 1.02 meqmeq x x 106106 xx

22

mg/l Na2CO3

meg/l

= 54.06 mg/l

Kebutuhan Kapur pada Air 1a) :

29

� Ca(OH)2 = [Ca(HCO3)2] + Mg(HCO3)2] + [MgSO4 ]

+ [MgCl2] + [CO2] + [L]

� Ca(OH)2 = [Ca(HCO3)2] + [MgSO4 ]

= [ 1.8 ] + [ 0.82 ] = [ 1.8 ] + [ 0.82 ] meq/lmeq/l

= [ 2.62 ] = [ 2.62 ] meq/lmeq/l

= 2.62 = 2.62 meqmeq x x 74 74 x

22

mg/l Ca(OH)2

meg/l

= 96,04 mg/l

2.1b) Hasil analisa air 1b):

33.6 dH

16,52 dH

272.0 mg/l

114.48 mg/l

54.0 mg/l

25.2 mg/l

61.0 mg/l

44.0 mg/l

Kesadahan Jumlah

Kesadahan Mg

CaSO4

MgCl2

FeCl3

MnCl2

Na2SiO3

CO2

1

2

3

4

5

6

7

8

KonsentrasiKomponenNo

30

2.1b). Soal Pelunakan Air Cara Soda-Kapur:

31

� Gambarkan grafik miliequivalen darikandungan air 1b);

Hitung dalam oDH terhadap : kesadahan Ca (CaH) dan kesadahan Mg (MgH), Kesadahan tetap (NKH), kesadahan tetap Ca (NKH)Ca, dan kesadahan tetap Mg (NKH)MgKesadahan sementara (KH), kesadahansementara Ca (KH)Ca, serta kesadahansementara Ca (KH)Mg

� Berapa dosis / kebutuhan soda-kapur apabilaair tersebut akan dilunakkan dengan caratersebut dalam (mg/l)

Tabel konversi dari oDH dan mg/l ke meq/lunsur-unsur dalam Air 1b)

32

12.0

5,9

6.1

4.0

2.4

1.0

0.4

1.0

2.0

meg/l

2.8

2.8

2.8

68.0

47.7

54.0

63.0

61.0

22.0

oDH

oDH

oDH

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

mg/l

33.60

16.52

17.08

272.0

114.48

54.0

25.2

61.0

44.0

Kesadahan

Jumlah (GH)

Kesadahan

Mg (MgH)Kesadahan

Ca (CaH)

CaSO4

MgCl2FeCl3MnCl2Na2SiO3

CO2

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

Pemba-

giUnit JumlahKomponenNo.

Tabel konversi ion dan CO2 darimg/l ke meq/l dalam Air 1b)

44,00CO2

128.10360.00133.0038.00

HCO3-

SO42-

Cl-

SiO2-

1234

122.071.9856.0

25.2023.00

Ca2+

Mg2+

Fe++

Mn+

Na+

12345

mg/lKomponenNo

22,00

Total anion

61.0048.0035.5038.00

Total kation

20.0012.2056.0063.0023.00

Berat equivalen

2,00

14.40

2.107,503.801.00

14.40

6.105.901.000.401.00

meg/l

33

GrafikGrafik miliequivalenmiliequivalen air 1b)air 1b)

Ca2+ Mg2+ Mn2+

HCO3-

SO42- Cl-

0.0

0.0 6.10 12.00 13.0 13.4

13.4

MnCl2

FeCl3MgSO4

CaSO4Ca(HCO3)2

6.12.1 9.6

MgCl2

12.0 13.0

Fe3+CO2

2,0

35

Na+

14.4

SiO32-

14.4

Na2SiO3

Hasil analisa (untuk perhitungan soda-kapur)

33.60

27.72

11.20

16.52

5.88

5.88

0.00

9.80

6.72

5.88

-

-

-

-

12.00

9.90

4.00

5.90

2.10

2.10

0.00

3.50

2.40

2.10

1.00

0.40

1.00

2.00

Kesadahan Jumlah (GH)

Kesadahan Tetap (NKH)

Kesadahan Tetap Ca (NKH)Ca

Kesadahan Tetap Mg NKH)Mg

Kesadahan Sementara (KH)

Kesadahan Sementara (KH)Ca

Kesadahan Sementara (KH)Mg

MgSO4

MgCl2Ca (HCO3)2

FeCl3MnCl2Na2SiO3

CO2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

oDHMeq/lKomponenNo

36

Perhitungan pada Air 1b) :

2.10

4.00

2,40

3.50

1.00

0,40

1.00

2,00

Ca(HCO3)2

CaSO4

MgCl2

MgSO4

FeCl3

MnCl2

Na2SiO3

CO2

1

2

3

4

5

6

7

8

meq/lKomponenNo

Kesadahan Tetap (NKH) : (sbg. CaO)

9,90 meg/l x 56 x2

mg/l CaOmeg/l

= 277,2 mg/l = 27,72 oDH

Kesadahan Sementara (KH) :(sbg.CaO)

2.10 meg/l x 56 x2

mg/l CaOmeg/l

= 58.8 mg/l = 5,88 oDH

37


Kesadahan Tetap Ca (NKH)Ca : (sbg. CaO)

(NKH)Ca = 4= 4,00 meg/l x 56 x2

mg/l CaOmeg/l

= 112 mg/l CaO = 11,2 oDH

Kesadahan Tetap Mg (NKH)Mg :(sbg.CaO)

(NKH)Mg = 5.90 meg/l x 56 x2

mg/l CaOmeg/l

= 165.2 mg/l CaO = 16.52 oDH

38

Kebutuhan Soda Abu pada Air 1b)

� Na2CO3 = [ Sadah tetap ] + [ L ]

� Na2CO3 = [CaSO4] + [MgSO4 ] + [MgCl2]

+ [FeCl3] + [MnCl2]

39

= [ 9.9 ] + [ 1.4] = [ 9.9 ] + [ 1.4] meq/lmeq/l

= [ 11.3 ] = [ 11.3 ] meq/lmeq/l

= 11.3 = 11.3 meqmeq x x 106106 xx

22

mg/l Na2CO3

meg/l= 598.9 mg/l

� Ca(OH)2 = [ Sadah Sementara ] + [ Mg tetap ] + [ L ] + [CO2]

mg/l Ca(OH)2

meg/l

= [ 2.1 ] + [ 5.9 ] + [ 1.4 ] + [ 2 ] = [ 2.1 ] + [ 5.9 ] + [ 1.4 ] + [ 2 ] meq/lmeq/l

= [ 11.4 ] = [ 11.4 ] meq/lmeq/l

= 11.4 = 11.4 meqmeq x x 7474 xx

22

= 421.8 mg/l

Kebutuhan Kapur pada Air 1b)

� Ca(OH)2 = [Ca(HCO3)2] + [MgSO4 ] + [MgCl2]

+ [FeCl3] + [MnCl2] + [CO2]

40

2.2). Pelunakan Cara Soda-soda

Prinsip :

1. Pengendapan Ca2+ oleh Na2CO3

2. Mg2+, logam-logam & CO2 oleh NaOH

Keuntungan :

Bila banyak [HCO3] dan [CO2], penggunaan

[Na2CO3] kecil sekali atau = 0

Kerugian :

Sadah sisa masih cukup tinggi (≥ )3 0 DH 41

Reaksi pengendapan dengan

Kaustik Soda - Soda

Ca(HCO3)2 + NaOH CaCO3 + Na2CO3 + 2 H2O

Mg(HCO3)2+ NaOH Mg(OH)2 +2Na2CO3+2 H2O+CO2

MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl2

MgSO4 + 2NaOH Mg(OH)2 + Na2SO4

CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O

FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl

FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl

MnSO4 + 2NaOH Mn(OH)2 + Na2SO4

Al2(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4

CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCl

CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO442

Dosis soda - Soda

DOSIS SODA ABU [Na2CO3 ]

= [CaCl2]+[CaSO4]-[Ca(HCO3)2]-[Mg(HCO3)2]-[CO2]

= [Sadah Ca tetap ]-[Sadah Sementara (KH)]-[CO2]

2,8

DOSIS KAUSTIK SODA [NaOH]

= [Ca(HCO3)2]+[Mg(HCO3)2]+[MgCl2]+[MgSO4]+ [CO2]+[L]

= [Sadah Sementara (KH)]+[Mg tetap]+[CO2]+[L]

2,8

43


Cara Soda-Soda:

Hitung Dosis / Kebutuhan Kaustik Soda dan Soda Abu apabila air 1a) tersebutakan dilakukan pelunakan cara Soda-Soda

44


1.80

0.20

0.82

0.38

0.13

0.18

Ca(HCO3)2

CaSO4

MgSO4

Na2SO4

NaCl

KCl

1

2

3

4

5

6

meq/lKomponenNo

45

Kebutuhan Soda Abu pada Air 1a) :

mg/l Na2CO3

meg/l

= [ 0.2 ] = [ 0.2 ] -- [ 1.8 ] [ 1.8 ] meq/lmeq/l -- 00

= [ = [ --1.6 ] 1.6 ] meq/lmeq/l

= = --1.6 1.6 meqmeq x x 106106 xx

22

= -84.8 mg/l ≈≈≈≈ 0 (tidak perlu dosis soda)

[Ca tetap ]-[Sadah Sementara (KH)]Na2CO3 = - [CO2]

2,8

46

� NaOH = [ Sadah Sementara ] + [ Mg tetap ] 2.8

+ [ L ] + [CO2]

mg/l NaOH

meg/l

= [ 1.8 ] + [ 0.82 ] + [ 0 ] + [ 0 ] = [ 1.8 ] + [ 0.82 ] + [ 0 ] + [ 0 ] meq/lmeq/l

= [ 2.62 ] = [ 2.62 ] meq/lmeq/l

= 2.62 = 2.62 meqmeq x 40 xx 40 x

= 104.8 mg/l

Kebutuhan Kaustik Soda pada Air 1a) :

47

2.2b). Soal Pelunakan Air

Cara Soda-Soda:

Hitung Dosis Kebutuhan Kaustik Soda dan Soda Abu apabila air 1b) tersebutakan dilakukan pelunakan pengendapancara Soda-Soda

48


2.10

4.00

2,40

3.50

1.00

0,40

1.00

2,00

Ca(HCO3)2

CaSO4

MgCl2

MgSO4

FeCl3

MnCl2

Na2SiO3

CO2

1

2

3

4

5

6

7

8

meq/lKomponenNo

49

mg/l Na2CO3

meg/l

= [ 4.0 ] = [ 4.0 ] -- [ 2,1 ] [ 2,1 ] meq/lmeq/l –– [2.0][2.0]

= [ = [ -- 0.1 ] 0.1 ] meq/lmeq/l

= = -- 0.1 0.1 meqmeq x x 106106 xx

22

= - 5,3 mg/l ≈≈≈≈ 0 (tidak perlu dosis soda)

Ca tetap ]-[Sadah Sementara (KH)]� Na2CO3 = - [CO2]

2,8

Kebutuhan Soda Abu pada Air 1b) :

50

� NaOH = [ Sadah Sementara ] + [ Mg tetap ]

+ [ L ] + [CO2]

mg/l NaOH

meg/l

= [ 2,1 ] + [ 5.9 ] + [ 1.4 ] + [ 2,0 ] = [ 2,1 ] + [ 5.9 ] + [ 1.4 ] + [ 2,0 ] meq/lmeq/l

= [ 11.4 ] = [ 11.4 ] meq/lmeq/l

= 11,4 = 11,4 meqmeq x 40 xx 40 x

= 456,0 mg/l

Kebutuhan Kaustik Soda pada Air 1b) :

51

2.3). Cara Barit

Prinsip :

Pengendapan SO42- oleh Ba2+

Pemilihan :

Untuk air dengan kasar sulfat berlebihan dilakukan

setelah cara soda-kapur

Keuntungan :

Selain barit mengendapkan ion-ion sulfat, bila ada

kalsium sulfat reaksinya dengan barit akan menghasilkan

kapur yang mengendapkan sadah magnesium dan sadah

sementara

52

Reaksi dengan Barit

CaSO4 + Ba(OH)2 Ca(OH)2 + BaSO4

MgSO4 + Ba(OH)2 Mg(OH)2 + BaSO4

Na2SO4 + Ba(OH)2 2NaOH + BaSO4

L-SO4 + Ba(OH)2 L(OH)2 + BaSO4

Ca(OH)2 dan NaOH yang terbentuk dapat membantu sia-sisa sadah

sementara dan Mg klorida dan logam-logam klorida yang belum hilang

pada pelunakan soda-kapur dan soda-soda


MgCl2 + NaOH Mg(OH)2 + NaCl

Dosis Barit

[Ba(OH)[Ba(OH)22] = [CaSO] = [CaSO44] + [MgSO] + [MgSO44] + [ Na] + [ Na22SOSO44] + [L] + [L--SOSO44]]

53


Cara Barit:

Hitung Dosis Kebutuhan barium hidroksida apabila air 1a) tersebut akandiproses pelunakan pengendapan caraBarit

54



Na2SO4 + Ba(OH)2 2NaOH + BaSO4


Kebutuhan Barit pada Pelunakan Air 1a)

�� Ba(OH)2 = [CaSO4] + [MgSO4][CaSO4] + [MgSO4] + [ Na[ Na22SOSO44]]

= ([ 1.02 ] + [ 0,38 ] ) = ([ 1.02 ] + [ 0,38 ] ) meq/l

= 1.40 = 1.40 meqmeq x x 171,4 xx

22

mg/l Ba(OH)2

meg/l

= 120.0 mg/l55


Cara Barit:

Hitung Dosis KebutuhanBariumhidroksida apabila air 1b) tersebutakan diproses pelunakan pengendapancara Barit

56




MgCl2 + 2 NaOH Mg(OH)2 + 2 NaCl

FeCl2 + 2 NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl

MnCl2 + 2 NaOH Mn(OH)2 + 2NaCl

�� Ba(OH)2 = [CaSO4] + [MgSO4][CaSO4] + [MgSO4]

= ([ 4.0 ] + [ 3,5 ] ) = ([ 4.0 ] + [ 3,5 ] ) meq/l

= 7.50 = 7.50 meqmeq x x 171,4 xx

22

mg/l Ba(OH)2

meg/l

= 642,75 mg/l

Kebutuhan Barit pada Pelunakan Air 1b)

57

2.4). Pelunakan Air Cara Fosfat

Prinsip :Pengendapan garam sadah dan logam dengan natrium fosfat

Keuntungan :Dapat menghasilkan nilai kesadahan sadah sisa ≤ 0,1 0dH selain

itu juga dapat mengendapkan logam-logam serta tidak mudah

terhidrolisa ke suasana alkali (OH-, CO32-)

Seperti halnya pada cara soda kapur dan soda-soda pengendapan

dengan garam fosfat berlangsung cepat

Kerugian :Harganya mahal

Hanya untuk kerja iring sesudah soda kapur atau soda-soda

58

Reaksi dengan natrium fosfat

3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 Ca3(PO4)2 + 6NaHCO3

3Mg(HCO3)2 + 2Na3PO4 Mg3(PO4)2 + 6NaHCO3

3CaSO4 + 2Na3PO4 Ca3(PO4)2 + 3Na2SO4

MgCl2 + 2Na3PO4 Mg3(PO4)2 + 6NaCl

Dosis Fosfat

[Na[Na33POPO44] = [Ca] = [Ca2+2+ ] + [Mg] + [Mg2+2+ ] + [L]] + [L]

3MgSO3MgSO44 + 2Na+ 2Na

33POPO44 MgMg

33(PO(PO44))22 + 3Na+ 3Na

22SOSO44

3MnSO3MnSO44 + 2Na+ 2Na

33POPO44 MnMn

33(PO(PO44))22 + 3Na+ 3Na

22SOSO44

59


Cara Fosfat:

Hitung Kebutuhan fosfat apabila air 1a) tersebut akan diproses pelunakanpengendapan cara Fosfat

60

Reaksi dengan natrium fosfat pada Air 1a)


3Mg(HCO3)2 + 2Na3PO4 Mg3(PO4)2 + 6NaHCO3


Dosis Fosfat

[Na[Na33POPO44] = [Ca] = [Ca2+2+ ] + [Mg] + [Mg2+2+ ] ]

3MgSO3MgSO44 + 2Na+ 2Na33POPO44 MgMg33(PO(PO44))22 + 3Na+ 3Na2SOSO4

= ([ 2.0 ] + [ 0.82 ]) = ([ 2.0 ] + [ 0.82 ]) meq/lmeq/l

= [ 2.82 ] = [ 2.82 ] meq/lmeq/l

= 2.82 = 2.82 meqmeq x x 1644 xx

33

mg/l Na3(PO4)

meq/l= 154.16 mg/l 61


Cara Fosfat:

Hitung Kebutuhan fosfat apabila air 1b) tersebut akan diproses pelunakanpengendapan cara Fosfat

62

Reaksi dengan natrium fosfat pada Air 1b)



3MgSO4 + 2Na3PO4 Mg3(PO4)2 + 3Na2SO4

3FeCl3FeCl22 + 2Na+ 2Na33POPO44 MnMn33(PO(PO44))22 + 6NaCl+ 6NaCl

[Na[Na33POPO44] = [Ca] = [Ca2+2+ ] + [Mg] + [Mg2+2+ ] + [FeCl] + [FeCl22] + [MnCl] + [MnCl2]]

= ([ 8.5 ] + [ 3.5 ] + [1,4]) = ([ 8.5 ] + [ 3.5 ] + [1,4]) meq/lmeq/l = [ 13.4 ] = [ 13.4 ] meq/lmeq/l

= 13.4 = 13.4 meqmeq x x 1644 xx

33mg/l Na3(PO4)

meg/l

= 732.53 mg/l

3MnCl3MnCl22 + 2Na+ 2Na33POPO44 MnMn33(PO(PO44))22 + 6NaCl+ 6NaCl

63

3. Pelunakan Air Cara Kompleksometri

3.1). Kompleksometri dengan

Natrium - EDTAPrinsip :

Mengikat Ca2+, Mg2+ atau logam menjadi garam komplek yang larut

Keuntungan :

Pelaksanaan mudah dan cepat, dapat dilaksanakan setiapsaat dalam bentuk garam komplek yang larut, menghasilkansadah sisa ≤ 0,1 0dH

Kerugian :

Membentuk larutan yang bersifat alkali dan mudah teruraipada suhu tinggi

Dosis Na2 – EDTA [Na[Na2 –– EDTA] = [CaEDTA] = [Ca2+2+] + [Mg] + [Mg2+2+] + [L]] + [L]

64

Contoh Reaksi dengan Na2-EDTA

H O - - C - - C H2

O - - C - - C H2

O

O N - - - C H2

- - - - - C H2

- - - N

C H2

- - C - - O H

C H2

- - C - - O

O

O

Garam kompleks Ca-EDTA atau Mg-EDTA yang larut

CaAtau

Mg65

H O - - C - - C H2

N a O - - C - - C H2

O

O N - - - C H2- - - - - C H

2- - - N

C H2- - C - - O H

C H2- - C - - O N a

O

O

C a C l2

M g S O4

D in a t r iu m e t i l e n d ia m in o t e t r a a s a m a s e t a t ( N a 2 - E D T A )

+ a t a u

G a r a m s a d a h

3.1a). Soal Pelunakan Air 1a)

Cara Kompleksometri dengan Na2EDTA

Hitung Kebutuhan fosfat apabila air 1a) tersebut akan diproses pelunakan caraKompeksometri dengan Na2EDTA

66

Perhitungan Kebutuhan Na2EDTA apabilaair 1a) tersebut akan dilakukan pelunakancara Kompeksometri dengan Na2EDTA

[Na[Na2 –– EDTA] = [CaEDTA] = [Ca2+2+] + [Mg] + [Mg2+2+] ]

= [2] + [0,82]

NaNa22–– EDTA + CaEDTA + Ca2+2+ →→ CaCa--EDTA EDTA

NaNa22–– EDTA + CaEDTA + Ca2+2+ →→ MgMg--EDTA EDTA

= 2.82 = 2.82 meqmeq x x 33336 xx

22mg/l Na2-EDTA

meg/l

= 473.76 mg/l 67

3.1b). Soal Pelunakan Air 1b)Cara

Kompleksometri dengan Na2EDTA

Hitung Kebutuhan fosfat apabila air 1b) tersebut akan diproses pelunakan caraKompeksometri dengan Na2EDTA

68

Perhitungan Kebutuhan Na2EDTA apabilaair 1b) tersebut akan diproses pelunakancara Kompeksometri dengan Na2EDTA

[Na[Na2 –– EDTA] = [CaEDTA] = [Ca2+2+] + [Mg] + [Mg2+2+] + [FeCl] + [FeCl22] + [MnCl] + [MnCl2]]

NaNa22–– EDTA + CaEDTA + Ca2+2+ →→ CaCa--EDTA EDTA

NaNa22–– EDTA + CaEDTA + Ca2+2+ →→ MgMg--EDTA EDTA

= 13.4 = 13.4 meqmeq x x 33336 xx

22mg/l Na2-EDTA

meg/l

= 2251.2 mg/l

= ([ 8.5 ] + [ 3.5 ] + [1,4]) = ([ 8.5 ] + [ 3.5 ] + [1,4]) meq/lmeq/l

69

3.2). Kompleksometri denganNa-Nitrilo Triasetat

Prinsip : Idem Na2-EDTA

Keuntungan : Idem Na2-EDTA

Kerugian : Idem Na2-EDTA

Contoh Reaksi dengan Na-NTA

CH2COOH

2 N CH2COONa + Ca2+ atau

CH2COOH Mg2+

2 Nitrilo triasetat (NTA)

CH2COOH HOOCH2

N CH2COOH HOOCH2 N

CH2COO OOCH2

Caatau

MgGaram komleks Ca-NTA atau Mg-NTA yang larut

Dosis Na-Nitrilo triasetat

[Na [Na –– nitrilonitrilo triasetattriasetat] = [Ca] = [Ca2+2+] + [Mg] + [Mg2+2+] + [L]] + [L] 70

3.2a). Soal Pelunakan Air 1a) Cara

Kompleksometri dengan Na-NTA

Hitung Kebutuhan natrium triasetat (Na-NTA) apabila air 1a) tersebut akandiproses pelunakan cara Kompeksometridengan Na-NTA

71

Perhitungan Kebutuhan Na-NTA apabila air 1a) tersebut akan dilakukan pelunakan caraKompeksometri dengan Na-NTA

[Na[Na––NTA] = [CaNTA] = [Ca2+2+] + [Mg] + [Mg2+2+] ]

= ([2] + [0,82]) meq/L

2 Na2 Na--NTA + CaNTA + Ca2+2+ →→ CaCa--(NTA)(NTA)2

2 Na2 Na––NTA + MgNTA + Mg2+2+ →→ MgMg--(NTA)(NTA)22

= 2.82 = 2.82 meqmeq x 213 xx 213 x mg/l Na-NTAmeg/l

= 600.66 mg/l 72

3.2b). Soal Pelunakan Air 1b) Cara

Kompleksometri dengan Na-NTA

Hitung Kebutuhan fosfat apabila air 1b) tersebut akan diproses pelunakan caraKompleksometri dengan Na-NTA

73

Perhitungan Kebutuhan Na-NTA apabila air 1b) tersebut akan dilakukan pelunakan caraKompeksometri dengan Na-NTA

2 Na2 Na--NTA + CaNTA + Ca2+2+ →→ CaCa--(NTA)(NTA)2

2 Na2 Na––NTA + MgNTA + Mg2+2+ →→ MgMg--(NTA)(NTA)22

mg/l Na-NTAmeg/l

= 2854.20 mg/l

[Na[Na––NTA] = [CaNTA] = [Ca2+2+] + [Mg] + [Mg2+2+] + [FeCl] + [FeCl22] + [MnCl] + [MnCl2]]

2 Na2 Na––NTA + FeClNTA + FeCl22 →→ FeFe--(NTA)(NTA)22

2 Na2 Na––NTA + MnClNTA + MnCl22 →→ MnMn--(NTA)(NTA)22

= ([ 8.5 ] + [ 3.5 ] + [1,4]) = ([ 8.5 ] + [ 3.5 ] + [1,4]) meq/lmeq/l

= 13.4 = 13.4 meqmeq x 213 xx 213 x

74

3.3). CalgonPrinsip : Mengikat Ca2+, Mg2+ atau logam-logam

menjadi garam komplek yang larut

Keuntungan : Dapat memberikan sadah sisa sampai ≤ 1 0dH, kalau ada unsur CaCO3 dapat diikat Calgon dan menghasilkan soda abu, adanya endapansabun juga dapat diaktifkan Calgon

Kerugian : Harga mahal dan hanya dapat digunakanuntuk pelunakan setempat dan harus segeradigunakan. Pada suhu Tinggi akan mengendapsebagai fosfat.

ReaksiNa4[Na2(PO3)6] + Ca2+ Na4[Ca(PO3)6] + 2 Na+

Heksa meta fosfat

Na2[Na2(PO3)6] + Ca2+ Na2[Ca(PO3)6] + 2 Na+

Tetra meta fosfat

Na2P2O7 + Ca2+ CaP2O7

Natrium pirofosfat

Dosis Calgon

[[CalgonCalgon] = [Ca] = [Ca2+2+] + [Mg] + [Mg2+2+] + [L]] + [L] 75

3.3a). Soal Pelunakan Air 1a) Cara

Kompleksometri dengan Calgon

Hitung Kebutuhan fosfat apabila air 1a) tersebut akan diproses pelunakan caraKompleksometri dengan Calgon, sebagaiheksa meta fosfat, tetra meta fosfat, dannatrium pirofosfat

76

Reaksi dengan Calgon

Garam sadah dan logam diikat oleh calgon

sebagai senyawa kompleks yang larut

CaCl2 + Na

4[Na

2(PO

3)6] NaCl + Na

4[Ca(PO

3)6]

MgSO4 + Na

4[Na

2(PO

3)6] Na

2SO

4 + Na

4[Mg(PO

3)6]

Ca(HCO3)2 + Na

4[Na

2(PO

3)6] Na

2CO

3 + Na

4[Ca(PO

3)6]

Mg(HCO3)2 + Na

4[Na

2(PO

3)6] Na

2CO

3 + Na

4[Mg(PO

3)6]

FeCl2 + Na

4[Na

2(PO

3)6] NaCl + Na

4[Fe(PO

3)6]

MnSO4 + Na

4[Na

2(PO

3)6] Na

2SO

4 + Na

4[Mn(PO

3)6]

FeCl3 + Na

4[Na

2(PO

3)6] NaCl + NaFe[Na

2(PO

3)6]

AlCl3 + Na

4[Na

2(PO

3)6] NaCl + NaAl[Na

2(PO

3)6]

CaCO3 + Na

4[Na

2(PO

3)6] Na

2CO

3 + Na

4[Ca(PO

3)6]

(RCOO)2Ca + Na

4[Na

2(PO

3)6] RCOONa + Na

4[Ca(PO

3)6]

Mg(OH)2 + Na

4[Na

2(PO

3)6] Na

2CO

3 + Na

4[Mg(PO

3)6]

Contoh Reaksi dengan Heksa meta fosfat

2

2

3

3

2

77

3.3a1)Perhitungan Kebutuhan heksa meta fosfat,

apabila air 1a) tersebut akan dilunakkan dengan cara

Kompeksometri dengan Calgon

= ([2] + [0,82]) meq/L

= 2.82 = 2.82 meqmeq x x 612 xx

66mg/l Na-NTA

meg/l

= 287.64 mg/l

MgSO4 + Na

4[Na

2(PO

3)6] Na

2SO

4 + Na

4[Mg(PO

3)6]

Ca(HCO3)2 + Na

4[Na

2(PO

3)6] Na

2CO

3 + Na

4[Ca(PO

3)6]

CaSO4 + Na

4[Na

2(PO

3)6] Na

2SO

4 + Na

4[Ca(PO

3)6]

Contoh Reaksi dengan Heksa meta fosfat untuk air 1a)

[Na4{Na2(PO3)6}] = [Ca[Ca2+] + [Mg] + [Mg2+]]

78




CaCl2 + Na

2[Na

2(PO

3)

6] NaCl + Na

2[Ca(PO

3)

6]

MgSO4 + Na

2[Na

2(PO

3)

6] Na

2SO

4 + Na

2[Mg(PO

3)

6]

Ca(HCO3)

2 + Na

2[Na

2(PO

3)6] Na

2CO

3 + Na

2[Ca(PO

3)

6]

Mg(HCO3)

2 + Na

2[Na

2(PO

3)

6] Na

2CO

3 + Na

2[Mg(PO

3)

6]

FeCl2 + Na

2[Na

2(PO

3)

6] NaCl + Na

2[Fe(PO

3)

6]

MnSO4 + Na

2[Na

2(PO

3)

6] Na

2SO

4 + Na

2[Mn(PO

3)

6]

FeCl3 + Na

2[Na

2(PO

3)

6] NaCl + Na[Fe(PO

3)

6]

AlCl3 + Na

2[Na

2(PO

3)

6] NaCl + Na[Al[PO

3)

6]

CaCO3 + Na

2[Na

2(PO

3)

6] Na

2CO

3 + Na

2[Ca(PO

3)

6]

(RCOO)2Ca + Na

2[Na

2(PO

3)

6] RCOONa + Na

2[Ca(PO

3)

6]

Mg(OH)2 + Na

2[Na

2(PO

3)

6] Na

2CO

3 + Na

2[Mg(PO

3)

6]

(dengan tetra meta fosfat)2

2

3

3

2

79

3.3a2) Perhitungan Kebutuhan tetra meta fosfat, apabila air 1a) tersebut akan dilunakkan dengan caraKompeksometri dengan Calgon

= ([2] + [0,82]) meq/L

= 2.82 = 2.82 meqmeq x x 5566 xx

44

mg/l Na-NTAmeg/l

= 399.02 mg/l

[Na2{Na2(PO3)6}] = [Ca[Ca2+] + [Mg] + [Mg2+]]

MgSO4 + Na

2[Na

2(PO

3)6] Na

2SO

4 + Na

2[Mg(PO

3)6]

Ca(HCO3)2 + Na

2[Na

2(PO

3)6] Na

2CO

3 + Na

2[Ca(PO

3)6]

CaSO4 + Na

2[Na

2(PO

3)6] Na

2SO

4 + Na

2[Ca(PO

3)6]

Contoh Reaksi dengan Heksa meta fosfat untuk air 1a)

80




C a C l2 + N a

2P

2O

7 N a C l + C a P

2O

7]

M g S O4 + N a

2P

2O

7 N a

2S O

4 + M g P

2O

7

C a ( H C O3

)2 + N a

2P

2O

7 N a

2C O

3 + C a P

2O

7

M g ( H C O3)

2 + N a

2P

1O

7 N a

2C O

3 + M g P

2O

7

F e C l2 + N a

2P

2O

7 N a C l + F e ( P

2O

7

M n S O4 + N a

2P

2O

7 N a

2S O

4 + M n P

2O

7

F e C l3 + N a

2P

2O

7 N a C l + F e

2( P

2O

7)

3]

A l C l3 + N a

2P

2O

7 N a C l + A l

2[ P

2O

7)

3]

C a C O3 + N a

2P

2O

7 N a

2C O

3 + C a P

2O

7

( R C O O )2

C a + N a2

P2

O7 R C O O N a + C a P

2O

7

M g ( O H )2 + N a

2[ N a

2( P O

3)

6] N a

2C O

3 + N a

2[ M g ( P O

3)

6]

( d e n g a n n a t r iu m p i r o f o s f a tf o s f a t ) 2

2

3

3

2

81

3.3a3) Perhitungan Kebutuhan natrium pirofosfat,

apabila air 1a) tersebut akan dilunakkan dengan cara


= ([2] + [0,82]) meq/L

= 2.82 = 2.82 meqmeq x x 220220 xx44

mg/l Na-NTAmeg/l

= 155.10 mg/l

[Na2P2O7] = [Ca[Ca2+] + [Mg] + [Mg2+]]

M g S O4 + N a

2P

2O

7 N a

2S O

4 + M g P

2O

7

C a( H C O3)

2 + N a

2P

2O

7 N a

2C O

3 + N a

2C a P

2O

7

C a S O4 + N a

2P

2O

7 N a

2S O

4 + C a P

2O

7

C o n to h R e a k s i d e n g a n n a tr iu m p iro fo s fa t u n tu k a ir 1 a )

82

3.3b). Soal Pelunakan Air 1b) Cara


Hitung Kebutuhan fosfat apabila air 1a) tersebut akan diproses pelunakan caraKompleksometri dengan Calgon, sebagaiheksa meta fosfat,

83

3.3b1) Perhitungan Kebutuhan Na-heksa-metafosfatapabila air 1b) tersebut akan diproses pelunakancara Kompleksometri dengan Calgon

Na4[Na2(PO3)6 + Ca+ Ca2+2+ →→ NaNa4[Ca([Ca(PO3)6

mg/l Na-NTAmeg/l

= 1366.80 mg/l

NaNa4[Na[Na2(POPO3)6] = [Ca] = [Ca2+2+] + [Mg] + [Mg2+2+] + [FeCl] + [FeCl22] + [MnCl] + [MnCl2]]

= ([ 8.5 ] + [ 3.5 ] + [1,4]) = ([ 8.5 ] + [ 3.5 ] + [1,4]) meq/lmeq/l

Na4[Na2(PO3)6 + Mg+ Mg2+2+ →→ NaNa4[Mg([Mg(PO3)6

Na4[Na2(PO3)6 + FeCl+ FeCl2 →→ NaNa4[Fe([Fe(PO3)6

Na4[Na2(PO3)6 + MnCl+ MnCl2 →→ NaNa4[Mn([Mn(PO3)6

= 13.4 = 13.4 meqmeq x x 612 xx

6684

3.3b2) Perhitungan Kebutuhan Na-tetra-metafosfatapabila air 1b) tersebut akan diposes pelunakan caraKompleksometri dengan Calgon

Na2[Na2(PO3)6 + Ca+ Ca2+2+ →→ NaNa2[Ca([Ca(PO3)6

mg/l Na-NTAmeg/l

= 1896.10 mg/l

NaNa2[Na[Na2(POPO3)6] = [Ca] = [Ca2+2+] + [Mg] + [Mg2+2+] + [FeCl] + [FeCl22] + [MnCl] + [MnCl2]]

= ([ 8.5 ] + [ 3.5 ] + [1,4]) = ([ 8.5 ] + [ 3.5 ] + [1,4]) meq/lmeq/l

Na2[Na2(PO3)6 + Mg+ Mg2+2+ →→ NaNa2[Mg([Mg(PO3)6

Na2[Na2(PO3)6 + FeCl+ FeCl2 →→ NaNa2[Fe([Fe(PO3)6

Na2[Na2(PO3)6 + MnCl+ MnCl2 →→ NaNa2[Mn([Mn(PO3)6

= 13.4 = 13.4 meqmeq x x 566 xx

4485

3.3b3) Perhitungan Kebutuhan Na-pirofosfat apabilaair 1b) tersebut akan diproses pelunakan caraKompleksometri dengan Calgon

NaNa2PP2OO7 + Ca+ Ca2+2+ →→ CaCaP2O7

mg/l Na-NTAmeg/l

= 310.20 mg/l

[Na[Na2PP2OO7] = [Ca] = [Ca2+2+] + [Mg] + [Mg2+2+] + [FeCl] + [FeCl22] + [MnCl] + [MnCl2]]

NaNa2PP2OO7 + MnCl+ MnCl22 →→ MnP2O7

= ([ 8.5 ] + [ 3.5 ] + [1,4]) = ([ 8.5 ] + [ 3.5 ] + [1,4]) meq/lmeq/l

= 13.4 = 13.4 meqmeq x x 220 xx

2

NaNa2PP2OO7 + Mg+ Mg2+2+ →→ MgMgP2O7

NaNa2PP2OO7 + FeCl+ FeCl22 →→ MnP2O7

86

4. Cara Penukar Ion (Ion Exchanger)

Keuntungan :

Dapat menukar semua jenis ion yang melebihi

persyaratan, sampai kesadahan ≤2,8 mgeq/L

Kerugian :

Harganya mahal dan cepat jenuh dengan

ion-ion pengganggu, sehingga harus sering

diregenerasi / diaktifkan kembali

Hanya untuk keperluan khusus,

Seperti pengisi ketel uap

87

4. Cara Penukar (Ion Exchanger)

Prinsip : Menukar kation (Ca2+, Mg2+,

dan L) dengan natrium dari penukar

kation anorganik dan penukar kation

organik. Penukar berbentuk tabung

saringan, dimana air sadah dapat

dilewatkan melalui tabung dan air

yang keluar berupa air lunak bebas

Ca, Mg dan L (logam-logam), karena

telah mengganti ion Na dari Penukar

Kation

4.1. Penukar Kation

88

4.1.1 Penukar Kation Anorganik

Nama Dagang : Zeolit dengan

Struktur umum (Na2OZ)

Atau (Na2O)x (Al2O3)y (SiO2)z (H2O)n

Garam natrium aluminium silikat

N a2

O Z + C a C a O Z + N a

N a2

O Z + M g M g O Z + N a

N a2

O Z + F e F e O Z + N a

R E A K S I P E L U N A K A N

2

2

2

Dosis Zeolit

[Na2OZ) ≥ [Ca2+] + [Mg2+] + [L]89

Dosis NaCl

[NaCl] ≥ [Ca2+] + [Mg2+] + [L]

REGENERASI :

Prinsip :

Pengaktifan kembali penukar zeolit yang telahjenuh mengandung kation Ca, Mg dan L, denganlarutan NaCl jenuh

C a O Z + N a C l N a2

O Z + C a C l2

M g O Z + N a C l N a2

O Z + M g C l2

F e O Z + N a C l N a2

O Z + F e C l2

R E A K S I R E G E N E R A S I Z E O L I T

2

2

2

90

4.1.1a). Soal Pelunakan Air

Cara Penukar Kation:

Hitung Dosis / Kebutuhan Di-Natrium Zeolit

(Na2-OZ) apabila air 1a) tersebut akan

diproses pelunakan Penukar Kaion

Hitung Dosis / Kebutuhan Natrium klorida

untuk regenerasi Di-Natrium Zeolit yang jenuh

dengan garam sadah menjadi Penukar Kation

yang aktif

91

HASIL ANALISA AIR 1a)

Calcium

Magnesium

Sodium

Potassium

Bicarbonate

Sulfate

Chloride

Komponen

40.0

10.0

11.7

7.0

110

67.2

11.0

1

2

3

4

5

6

7

mg/lNo

92

Perhitungan Kebutuhan Natrium Zeolit (Na2OZ)

Atau Garam natrium aluminium silikat

(Na2O)x (Al2O3)y (SiO2)z (H2O)n

Peda Pelunakan air 1a), dengan reaksi :

Dosis Zeolit

[Na2OZ) ≥ [Ca(HCO3)2] + [CaSO4] + [MgSO4]

93

N a2

O Z + C a ( H C O3

)2

C a O Z + N a H C O3

N a2

O Z + M g S O4

M g O Z + N a2

S O4


N a2

O Z + C a S O4

C a O Z + N a2

S O4

2

dengan berat molekul = 241

> [1.8] + [0.2] + [0.82]

>> 2.82 2.82 meqmeq x x 241 xx

22mg/l Na2OZ

meg/l

> 339.1 mg/l Na2OZ

Dosis NaCl

Kebutuhan natrium klorida untuk regenerasi /Pengaktifan kembali penukar zeolit yang telahjenuh mengandung kation Ca, dan Mg, denganlarutan NaCl jenuh (dari pelunakan air 1a)

94


O Z + C a C l2


O Z + M g C l2


2

2

[NaCl) ≥ [Ca(HCO3)2] + [CaSO4] + [MgSO4]

> [1.8] + [0.2] + [0.82]

>> 2.82 2.82 meqmeq x 58.5 xx 58.5 x mg/l NaClmeg/l

> 164.97 mg/l NaCl

dengan berat molekul = 58.5

4.1.1b). Soal Pelunakan Air 1b)


Hitung Dosis / Kebutuhan Di-Natrium Zeolit

(Na2-OZ) apabila air 1b) tersebut akan

diproses pelunakan Penukar Kation

Hitung Dosis / Kebutuhan Natrium klorida

untuk regenerasi Di-Natrium Zeolit yang jenuh

dengan garam sadah menjadi Penukar Kation

yang aktif

95

Perhitungan Kebutuhan Natrium Zeolit (Na2OZ) Atau Garam natriumaluminium silikat (Na2O)x (Al2O3)y (SiO2)z (H2O)nPada Pelunakan air 1b), dengan reaksi :

Dosis Zeolit

[Na2OZ) ≥ [Ca(HCO3)2] + [CaSO4] + [MgSO4] + [MgCl2] + [FeCl3] + [MnCl2]

96


> [2.1] + [4.0] + [3.50] + [2.40] + [1.00] + [0.40]

>> 13.40 13.40 meqmeq x x 241 xx

22mg/l Na2OZ

meg/l

> 1614.7 mg/l Na2OZ

N a2

O Z + C a ( H C O3

)2

C a O Z + N a H C O3

N a2

O Z + M g S O4

M g O Z + N a2

S O4

R E A K S I P E L U N A K A N A I R b )

N a2

O Z + C a S O4

C a O Z + N a2

S O4

N a2

O Z + M g C l2

M g O Z + N a C l

N a2

O Z + F e C l3

F e2

( O Z )3

+ N a C l

N a2

O Z + M n C l2

M n O Z + N a C l

2

2

3 6

2

1

2

Dosis NaCl

Kebutuhan natrium klorida untuk regenerasi /Pengaktifan kembali penukar zeolit yang telah jenuhmengandung kation Ca, dan Mg, dengan larutan NaCl jenuh(dari pelunakan air 1b)

97

mg/l NaClmeg/l

> 783.90 mg/l NaCl


O Z + C a C l2


O Z + M g C l2


F e2

( O Z )3

+ N a C l N a2

O Z + F e C l3


O Z + M g C l2

2

2

2

2

36

[NaCl] ≥ [Ca(HCO3)2] + [CaSO4] + [MgSO4] + [MgCl2] + [FeCl3] + [MnCl2]

> [2.1] + [4.0] + [3.50] + [2.40] + [1.00] + [0.40]

>> 13.40 13.40 meqmeq x 58.5 xx 58.5 x


Nama Dagang : Wofatit (W-Na2)

H3

C - - - C H2

- - - - C H2

- - - - - - - - - - C H2

- -

C H2

S O3

N a

O HC H2

H3

C - - - C H2

- - - - C H2

- - - - - - - - - - C H2

- -

O H

C H2 O H

O H

C H2

S O3

N a

D a r i j e n i s r e s i n P h e n o p l a s t

98

4.1.2. Penukar Kation Organik

4.1.2. Penukar Kation OrganikNama Dagang : Wofatit (W-Na2)

99Berat molekul monomer = 854

-H2C- - -C H

2-- -C H

2

C H2S O

3Na

O H

-H2C- -C H

2- -C H

2

O H

C H2 O H

O H

C H2S O

3Na

D ari jen is resin P henoplast

C

CC C

CC

C

C

C

CC

C

CC

C

CC

C

CC

CC

C

C CC C

CC

CC

CC

C

C

C

nH

H

H H

H

H

H

H

HH

H

HHHH H

H H

Dosis Wofatit :

[W-Na2) ≥ [Ca2+] + [Mg2+] + [L]

W - N a2

+ C a W - C a + N a

W - N a2

+ M g W - M g + N a

W - N a2

+ F e W - F e + N a


2

2

2

REGENERASI W-Na2

Prinsip :

Pengaktifan kembali penukar Wofatit yang telahjenuh mengandung kation Ca, Mg dan L, denganlarutan NaCl jenuh

W - C a + N a C l W - N a2

+ C a C l2

W - M g + N a C l W - N a2

+ M g C l2

W - F e + N a C l W - N a2

+ F e C l2

R e a k s i R e g e n e r a s i

2

2

2

100

4.1.2a). Soal Pelunakan Air 1a)


Hitung Dosis / Kebutuhan Di-Natrium

Phenoplast (Wofatit ) W-Na2 apabila

air 1a) tersebut akan diproses

pelunakan Penukar Kaion

Hitung Dosis / Kebutuhan Natrium

klorida untuk regenerasi Di-Natrium

Wofatit (W-Na2) yang jenuh dengan

garam sadah menjadi Penukar Kation

yang aktif

101

Perhitungan Kebutuhan Wofatit (W-Na2) Atau Resin Dinatrium-Phenoplast, Pada Pelunakan air 1a), dengan reaksi :

Dosis W-Na2

[W-Na2) ≥ [Ca(HCO3)2] + [CaSO4] + [MgSO4]

102


> [1.8] + [0.2] + [0.82]

>> 2.82 2.82 meqmeq x x 85854 xx

22

mg/l W-Na2meg/l

> 1204.14 mg/l W-Na2

W - N a2

+ C a ( H C O3

)2

W - C a + N a H C O3

R E A K S I P E L U N A K A N A I R a ) D E N G A N W - N a2

:

W - N a2

+ C a S O4

W - C a + N a2

S O4

W - N a2

+ M g S O4

W - M g + N a2

S O4

2

1

Dosis NaCl

Kebutuhan natrium klorida untuk regenerasi /

Pengaktifan kembali penukar Wofatit (W-Na2) yang telah jenuhmengandung kation Ca, dan Mg, dengan larutan NaCl jenuh (daripelunakan air 1a)

103


> [1.8] + [0.2] + [0.82]


> 164.97 mg/l NaCl


W - C a + N a C l W - N a2

+ C a C l2

W - M g + N a C l W - N a2

+ M g C l2

R E A K S I R E G E N E R A S I P H E N O P L A S - W O F A T I T ( W - N a2

]

2

2



Hitung Dosis / Kebutuhan Di-Natrium

Phenoplast (Wofatit ) W-Na2 apabila

air 1b) tersebut akan diproses

pelunakan Penukar Kaion


klorida untuk regenerasi Di-Natrium

Wofatit (W-Na2) yang jenuh dengan


yang aktif

104

Perhitungan Kebutuhan Wofatit (W-Na2) Atau Resin Dinatrium-Phenoplast, Pada Pelunakan air 1b), dengan reaksi :

Dosis W-Na2

[W-Na2) ≥ [Ca(HCO3)2] + [CaSO4] + [MgSO4]

105


>> 13.4 13.4 meqmeq x x 85854 xx

22mg/l W-Na2

meg/l

> 5721.80 mg/l W-Na2

W - N a2

+ C a ( H C O3

)2

W - C a + N a H C O3

W - N a2

+ M g S O4

W - M g + N a2

S O4

R E A K S I P E L U N A K A N A I R b ) D E N G A N P E N U K A R W - N a2

W - N a2

+ C a S O4

W - C a + N a2

S O4

W - N a2

+ M g C l2

W - M g + N a C l

W - N a2

+ F e C l3

W3

- F e2

+ N a C l

W - N a2

+ M n C l2

W - M n + N a C l

2

2

3 6

2

1

2

+ [MgCl2] + [FeCl3] + [MnCl2]

> [2.1] + [4.0] + [3.50] + [2.40] + [1.00] + [0.40]

Dosis NaCl


Pengaktifan kembali penukar Wofatit (W-Na2) yang telah jenuhmengandung kation Ca, dan Mg, dengan larutan NaCl jenuh (daripelunakan air 1b)

106



> 783.90 mg/l NaCl


W - C a + N a C l W - N a2

+ C a C l2

W - M g + N a C l W - N a2

+ M g C l2

R E A K S I R E G E N E R A S I W O F A T I T W - N a2

W - M g + N a C l W - N a2

+ M g C l2

W3

F e2

+ N a C l W - N a2

+ F e C l3

2

2

2

2

36


> [2.1] + [4.0] + [3.50] + [2.40] + [1.00] + [0.40]


- - C H - - C H2

- - C H - - C H2

- - C H - - C H2

-

- - C H - - C H2

- - C H - - C H2

- - C H - - C H2

-

S O3

N a

S O3

N a S O3

N a

S O3

N a

P E N U K A R K A T I O N P O L I S T I R E N ( P S - N a2

)

107

108

-- CH -- CH2 -- CH --

-- CH -- CH2 -- -CH --

SO3Na

SO3Na

PENUKAR KATION POLISTIREN (PS-Na2)

CH

CH

CH

CH

CH

CH

CH

CH

HC

HC

HC

HCHC

HC

HC

HCC

C

C

C C

C

C

C

HH n

Berat molekul monomer = 592


Dosis Polistiren (PS-Na2): [PS-Na2) ≥ [Ca2+] + [Mg2+] + [L]

P S - C a + N a C l P S - N a2

+ C a C l2

P S - M g + N a C l P S - N a2

+ M g C l2

P S - F e + N a C l P S - N a2

+ F e C l2


2

2

2

REGENERASI PS-Na2

Prinsip :Pengaktifan kembali penukar Polistiren yang telah jenuhmengandung kation Ca, Mg dan L, dengan larutan NaCl jenuh

P S - N a2

+ C a P S - C a + N a

P S - N a2

+ M g P S - M g + N a

P S - N a2

+ F e P S - F e + N a

R e a k s i P e l u n a k a n

2

2

2

109



Hitung Dosis / Kebutuhan Polistiren-

Di-Natrium (PS-Na2) apabila air 1a)

tersebut akan diproses pelunakan

Penukar Kation


klorida untuk regenerasi Polistiren-Di-

Natrium yang jenuh dengan garam

sadah menjadi Penukar Kation yang

aktif

110

Perhitungan Kebutuhan Polistiren (PS-Na2) Atau Resin Dinatrium-Polistiren, Pada Pelunakan air 1a), dengan reaksi :

Dosis PS-Na2

[PS-Na2) ≥ [Ca(HCO3)2] + [CaSO4] + [MgSO4]

111


> [1.8] + [0.2] + [0.82]

>> 2.82 2.82 meqmeq x x 592592 xx

22

mg/l PS-Na2meg/l

> 1669.44 mg/l PS-Na2

P S - N a2 + C a ( H C O

3)

2 P S - C a + N a H C O

3

R E A K S I P E L U N A K A N A I R a ) D E N G A N P S - N a2 :

P S - N a2 + C a S O

4 P S - C a + N a

2S O

4

P S - N a2 + M g S O

4 P S - M g + N a

2S O

4

2

1

Dosis NaCl


Pengaktifan kembali penukar Polistiren (PS-Na2) yang telahjenuh mengandung kation Ca, dan Mg, dengan larutan NaCljenuh (dari pelunakan air 1a)

112


> [1.8] + [0.2] + [0.82]


> 164.97 mg/l NaCl


P S - C a + N a C l P S - N a2 + C a C l

2

P S - M g + N a C l P S - N a2 + M g C l

2

R E A K S I R E G E N E R A S I P O L I S T I R E N ( P S - N a2]

2

2



Hitung Dosis / Kebutuhan Polistiren-

Di-Natrium (PS-Na2) apabila air 1b)

tersebut akan diproses pelunakan

Penukar Kaion


klorida untuk regenerasi Polistiren-Di-

Natrium (PS-Na2) yang jenuh dengan


yang aktif

113

Perhitungan Kebutuhan Polistiren (PS-Na2) Atau Resin Dinatrium-Phenoplast, Pada Pelunakan air 1b), dengan reaksi :

Dosis PS-Na2

[PS-Na2) ≥ [Ca(HCO3)2] + [CaSO4] + [MgSO4]

114


>> 13.4 13.4 meqmeq x x 592592 xx

22mg/l PS-Na2

meg/l

> 15151.65 mg/l PS-Na2


> [2.1] + [4.0] + [3.50] + [2.40] + [1.00] + [0.40]

P S - N a2

+ C a ( H C O3

)2

P S - C a + N a H C O3

P S - N a2

+ M g S O4

P S - M g + N a2

S O4

R E A K S I P E L U N A K A N A I R b ) D E N G A N P E N U K A R P S - N a2

P S - N a2

+ C a S O4

P S - C a + N a2

S O4

P S - N a2

+ M g C l2

P S - M g + N a C l

P S - N a2

+ F e C l3

( P S )3

- F e2

+ N a C l

P S - N a2

+ M n C l2

P S - M n + N a C l

2

2

3 6

2

1

2

Dosis NaCl


Pengaktifan kembali penukar Polistiren (PS-Na2) yang telahjenuh mengandung kation Ca, dan Mg, dengan larutan NaCljenuh (dari pelunakan air 1b)

115



> 783.90 mg/l NaCl



> [2.1] + [4.0] + [3.50] + [2.40] + [1.00] + [0.40]

P S - C a + N a C l P S - N a2

+ C a C l2


+ M g C l2

R E A K S I R E G E N E R A S I P O L I S T I R E N P S - N a2


+ M g C l2

P S 3

F e2

+ N a C l P S - N a2

+ F e C l3

2

2

2

2

36

4.2. Penukar Hidrogen

Keuntungan :

Dapat digunakan penukar kation jenis natrium dengan

Jalan substitusi ion Na dengan ion H (W-H2 dan PS-H2)

Kerugian :

Prinsip :

Menukar kation (Ca, Mg, Na dan L) dengan hidrogen

atau penukar hidrogen.

Apabila air sumber setelah proses dengan penukar

kation, terlalu banyak mengandung ion natrium

Harganya mahal dan hanya untuk keperluan khusus,

Seperti pengisi ketel uap116

Dosis Wofatit (W-H2)

[W-H2) ≥ [Na+] + [Ca2+] + [Mg2+] + [L]

H3

C - - - C H2

- - - - C H2

- - - - - - - - - - C H2

- -

C H2

S O3

H

O HC H2

H3

C - - - C H2

- - - - C H2

- - - - - - - - - - C H2

- -

O H

C H2 O H

O H

C H2

S O3

H

D a r i j e n i s r e s i n P h e n o p l a s t

P e n u k a r H i d r o g e n ( W - H 2 )

117

4.2.1. Penukar Hidrogen OrganikNama Dagang : Wofatit (W-H2)

118Berat molekul monomer = 810

- H2

C - - - C H2- - - C H

2

C H2

S O3

H

O H

- H2

C - - C H2- - C H

2

O H

C H2 O H

O H

C H2

S O3

H

D a r i je n is r e s in P h e n o p la s t

C

CC C

CC

C

C

C

CC

C

CC

C

CC

C

CC

CC

C

C CC C

CC

CC

CC

C

C

C

nH

H

H H

H

H

H

H

HH

H

HHHH H

H H

W - H2

+ C a C l2

W - C a + H C l

W - H2

+ M g S O4

W - M g + H2

S O4

W - H2

+ M n C l2

W - M n + H C l

P E N U K A R H I D R O G E N

W - H2

+ N a C l W - N a2

+ H C l

W - H2

+ N a2

S O4

W - N a2

+ H2

S O4

W - H2

+ N a2

S i O4

W - N a2

+ H2

S i O4

W - H2

+ N a N O3

W - N a2

+ H N O3

W - H2

+ F e C l3

W3

- F e2

+ H C l

W - H2

+ A l2

( S O4

)3

W3

- A l2

+ H2

S O4

2

2

3 6

3 3

2

22

119

REAKSI PELUNAKAN DENGAN

120

W - C a + H C l W - H2

+ C a C l2

W - M n + H C l W - H2 + M n C l

2

R E G E N E R A S I P E N U K A R H I D R O G E N

W - N a2 + H C l W - H

2 + N a C l

W3

F e2 + H C l W - H

2 + F e C l

3

W3

A l2

+ H C l W - H2 + A l C l

3

W - M g + H C l W - H2

+ M g C l2

W - F e + H C l W - H2 + F e C l

2

2

2

23

22

2

26 3

2

6

2

Prinsip :

Pengaktifan kembali penukar hidrogen Wofatit yang telah jenuhmengandung kation Na, Ca, Mg dan L, dengan larutan HCl jenuh

W - C a + H C l W - H2

+ C a C l2

W - M g + H C l W - H2 + M g C l

2

W - M n + H C l W - H2 + M n C l

2

W - N a2

+ H C l W - H2

+ N a C l


2

2

2

2

2

Regenerasi (W-H2):

Prinsip :

Pengaktifan kembali penukar hidrogen Wofatit yang telah jenuhmengandung kation Na, Ca, Mg dan L, dengan larutan HCl jenuh

121

W - H2

+ C a C l2

W - C a + H C l

W - H2

+ M g C l2

W - M g + H C l

W - H2

+ M n S O4

W - M n + H2

S O4

W - H2

+ N a C l W - N a2

+ H C l

R e a k s i P e l u n a k a n

2

2

2

2


Cara Penukar Hidrogen:

Hitung Dosis / Kebutuhan Di-

Hidrogen Phenoplast (Wofatit ) W-H2

apabila air 1a) tersebut akan diproses

pelunakan Penukar Hidrogen

Hitung Dosis / Kebutuhan Hidrogen

klorida untuk regenerasi Di-Hidrogen

Wofatit (W-H2) yang jenuh dengan

garam natrium dan kalium menjadi

Penukar Hidrogen yang aktif

122

Perhitungan Kebutuhan Wofatit (W-H2) Atau Resin Dihidrogen-Phenoplast, Pada Pelunakan air 1a), dengan reaksi :

Dosis W-H2

[W-H2) ≥ [NaHCO3] + [Na2SO4] + [NaCl] + [KCl]

123


> [1.8] + [1.4] + [0.13] + [0.18]

>> 3.51 3.51 meqmeq x x 810810 xx

22

mg/l W-H2

meg/l

> 1421.55 mg/l W-H2

W - H2

+ N a H C O3

W - N a2

+ H2

C O3

R E A K S I P E L U N A K A N A I R a ) D E N G A N W - H2

:

W - H2

+ N a2

S O4

W - N a2

+ H2

S O4

W - H2

+ N a C l W - N a2

+ H C l

W - H2

+ K C l W - K2

+ H C l

2

1

2

2 2

22

Dosis HCl


Pengaktifan kembali penukar Hideogen Wofatit (W-H2) yang telah jenuh mengandung kation Na, dan K, dengan larutan KCljenuh (dari pelunakan air 1a)

124

[HCl) ≥ [W-Na2] + [W-K2]

>> 3.51 3.51 meqmeq x 36.5 xx 36.5 x mg/l HClmeg/l

> 128.12 mg/l HCl


> [1.8] + [1.4] + [0.13] + [0.18]

[HCl) ≥ [NaHCO3] + [Na2SO4] + [NaCl] + [KCl]

W - N a2 + H C l W - H

2 + N a C l

W - K2 + H C l W - H

2 + K C l

R E A K S I R E G E N E R A S I P E N U K A R H I D R O G E N - W O F A TI T ( W - H2]

2

2

2

2



Hitung Dosis / Kebutuhan Di-Hidrogen Phenoplast (Wofatit ) W-H2

apabila air 1b) tersebut akan diprosespelunakan Penukar Hidrogen

Hitung Dosis / Kebutuhan Hidrogenklorida untuk regenerasi PenukarHidrogen Di-Hidrogen Wofatit (W-H2) yang jenuh dengan garam natriumgan kalium menjadi PenukarHidrogen yang aktif

125

Perhitungan Kebutuhan Wofatit (W-H2) Atau Resin Di-Hidrogen-Phenoplast, Pada Pelunakan air 1b), dengan reaksi :

Dosis W-H2

126


>> 14.4 14.4 meqmeq x x 810810 xx

22mg/l W-H2

meg/l

> 5832.00 mg/l W-H2

> [2.1] + [4.0] + [3.50] + [2.40] + [1.00] + [0.40] + [1.00]

W - H2 + N a H C O

3 W - N a

2 + H

2C O

3

W - H2 + N a

2S i O

3 W - N a

2 + H

2S i O

3

R E A K S I P E L U N A K A N A I R b ) D E N G A N P E N U K A R W - H2

W - H2 + N a

2S O

4 W - N a

2 + H

2S O

4

W - H2 + N a C l W - N a

2 + H C l

2

2

1

2

[W-H2) ≥ [NaHCO3] + [Na2SO4] + [NaCl] + [Na2SiO3]

Dosis HCl


Pengaktifan kembali penukar Hidrogn Wofatit (W-H2) yang telahjenuh mengandung kation Na, dengan larutan HCl jenuh (daripelunakan air 1b)

127

[HCl) ≥ [Ca(HCO3)2] + [CaSO4] + [MgSO4]


> 525.60 mg/l HCl


+ [MgCl2] + [FeCl3] + [MnCl2] + [Na2SiO3]

> [2.1] + [4.0] + [3.50] + [2.40] + [1.00] + [0.40] + [1.00]

W-Na2 + HCl W-H

2 + NaCl

REAKSI REGENERASI PENUKAR HIDROGEN W OFATIT W-H2

2 2

[HCl) ≥ [W-Na2]

Dosis Polistiren (PS-H2)

[PS-H2) ≥ [Na+] + [Ca2+] + [Mg2+] + [L]

- - C H - - C H2

- - C H - - C H2

- - C H - - C H2

-

- - C H - - C H2

- - C H - - C H2

- - C H - - C H2

-

S O3

H

S O3

H S O3

H

S O3

H

D a r i j e n i s P o l i s t i r e n ( P S - H2

)

P e n u k a r H i d r o g e n P o l i s t i r e n

128

129


4.2.2. Penukar Hidrogen Organik

- - C H - - C H2 - - C H - -

- - C H - - C H2 - - - C H - -

S O3H

S O3H

P E N U K A R H I D R O G E N P O L I S T I R E N ( P S - H2)

C H

C H

C H

C H

C H

C H

C H

C H

H C

H C

H C

H CH C

H C

H C

H CC

C

C

C C

C

C

C

HH n

P S - H2

+ C a C l2

P S - C a + H C l

P S - H2

+ M g C l2

P S - M g + H C l

P S - H2

+ M n S O4

P S - M n + H2

S O4

P S - H2


+ H C l

R e a k s i P e l u n a k a n :

2

2

2 2

Regenerasi (PS-H2):

Prinsip :

Pengaktifan kembali penukar hidrogen Phenoplast yang telah jenuhmengandung kation Na, Ca, Mg dan L, dengan larutan HCl jenuh

P S - C a + H C l P S - H2

+ C a C l2

P S - M g + H C l P S - H2

+ M g C l2

P S - M n + H C l P S - H2

+ M n C l2

P S - N a2

+ H C l P S - H2

+ N a C l


2

22

2

2

130



Hitung Dosis / Kebutuhan Di-

Hidrogen Polistiren (PS-H2) apabila

air 1a) tersebut akan diproses

pelunakan Penukar Hidrogenn

Hitung Dosis / Kebutuhan Hidrogen

klorida untuk regenerasi Di-Hidrogen

Polistiren (PS-H2) yang jenuh dengan

garam natrium dan kalium menjadi

Penukar Hidrogen yang aktif

131

Perhitungan Kebutuhan Polistiren (PS-H2) Atau Resin Dihidrogen-Polistiren, Pada Pelunakan air 1a), dengan reaksi :

Dosis PS-H2

[PS-H2) ≥ [NaHCO3] + [Na2SO4] + [NaCl] + [KCl]

132


> [1.8] + [1.4] + [0.13] + [0.18]

>> 3.51 3.51 meqmeq x x 548548 xx

22

mg/l PS-H2

meg/l

> 961.74 mg/l PS-H2

P S - H2 + N a H C O

3 P S - N a

2 + H

2C O

3

R E A K S I P E L U N A K A N A I R a ) D E N G A N P S - H2 :

P S - H2

+ N a2

S O4 P S - N a

2 + H

2S O

4

P S - H2 + N a C l P S - N a

2 + H C l

P S - H2 + K C l P S - K

2 + H C l

2

1

2

2 2

22

Dosis HCl


Pengaktifan kembali penukar Hidrogen Polistiren (PS-H2) yang telah jenuh mengandung kation Na, dan K, dengan larutan HCljenuh (dari pelunakan air 1a)

133

[HCl) ≥ [PS-Na2] + [PS-K2]

>> 3.51 3.51 meqmeq x 36.5 xx 36.5 x mg/l HClmeg/l

> 128.12 mg/l HCl


> [1.8] + [1.4] + [0.13] + [0.18]

[HCl) ≥ [NaHCO3] + [Na2SO4] + [NaCl] + [KCl]

PS-Na2 + HCl PS-H

2 + NaCl

REAKSI REGENERASI PENUKAR HIDROGEN -POLISTIREN (PS-H2]

PS-K2 + HCl PS-H

2 + KCl

2 2

22



Hitung Dosis / Kebutuhan Di-Hidrogen Polistiren (PS-H2) apabilaair 1b) tersebut akan diprosespelunakan Penukar Hidrogen

Hitung Dosis / Kebutuhan Hidrogenklorida untuk regenerasi PenukarHidrogen Di-Hidrogen Polistiren(PS-H2) yang jenuh dengan garamnatrium gan kalium menjadi PenukarHidrogen yang aktif

134

Perhitungan Kebutuhan Polistiren (PS-H2) Atau Resin Di-Hidrogen-Polistiren, Pada Pelunakan air 1b), dengan reaksi :

Dosis PS-H2

135


>> 14.4 14.4 meqmeq x x 548548 xx

22mg/l W-H2

meg/l

> 3945.60 mg/l W-H2

> [2.1] + [4.0] + [3.50] + [2.40] + [1.00] + [0.40] + [1.00]

[PS-H2) ≥ [NaHCO3] + [Na2SO4] + [NaCl] + [Na2SiO3]

P S - H2

+ N a H C O3

P S - N a2

+ H2

C O3

P S - H2

+ N a2

S i O3

P S - N a2

+ H2

S i O3

R E A K S I P E L U N A K A N A I R b ) D E N G A N P E N U K A R P S - H2

P S - H2

+ N a2

S O4

P S - N a2

+ H2

S O4

P S - H2


+ H C l

2

2

1

2

Dosis HCl


Pengaktifan kembali penukar Hidrogen Polistiren (PS-H2) yang telah jenuh mengandung kation Na, dengan larutan HCl jenuh(dari pelunakan air 1b)

136

[HCl) ≥ [Ca(HCO3)2] + [CaSO4] + [MgSO4]


> 525.60 mg/l HCl


+ [MgCl2] + [FeCl3] + [MnCl2] + [Na2SiO3]

> [2.1] + [4.0] + [3.50] + [2.40] + [1.00] + [0.40] + [1.00]

[HCl) ≥ [W-Na2]

P S - N a2 + H C l P S - H

2 + N a C l

R E A K S I R E G E N E R A S I P E N U K A R H I D R O G E N P O L I S T I R E N P S - H2

2 2

4.3. Penukar Anion

Prinsip :

Menukar anion dari mineral,

seperti asam kuat (H2SO4, HCl, dan HNO3)

dan asam lemah (H2CO3 dan H2SiO3)

Keuntungan :

Dapat menukar semua jenis anion yang melebihi

persyaratan, sampai kadar anion ≤ 100 mg/L

Kerugian :

Harganya mahal dan hanya untuk keperluan khusus,

Seperti pengisi ketel uap137

Penukar Anion Wofatit (W-NH2)

Dari jenis resin Aminoplast

RUMUS UMUM :

PENUKAR ANION BERBASA LEMAH (R3N)

PENUKAR ANION BERBASA KUAT (R4N0H)

W-NH2 termasuk penukar anion berbasa lemah

- - - C H2

- - N H - - - C H2

- - N H - - - C H2

- - N H2

C H2

H2

N - - - - C H2

- - N H - - - C H2

- - N H - -

C H2

C H2

- -

138

Penukar Anion Wofatit (W-NH2)


RUMUS UMUM :


PENUKAR ANION BERBASA KUAT (R4N0H) 139

CH

- - N H - C

CH

CH

C - - C H2-

CH

CH

- - N H - C

CH

C - - C H2- - N H

2

CH

C H2

H2

N - C

CH

CH

C - - C H2- -

CH

CH

N H - - C

CH

C -- C H2-

CH

- - N H - - C

CH

CH

C - -

CH

C H2

C H2

- - C

CH

CH

C --

CH

CH

- C

CH

C - - C H2-

CH

n


Penukar Anion (R3N)


RUMUS UMUM :


140

Berat molekul polimer = (3 x 772) + 14 = 2330

CH

- - N H - C

CH

CH

C - - C H2

-

CH

CH

- - N H - C

CH

C - - C H2

- - - - - - - - - - - - - - - N

CH

C H2

H2

C - C

CH

CH

C - - C H2

- -

CH

CH

N H - - C

CH

C - - C H2

-

CH

- - N H - - C

CH

CH

C - -

CH

C H2

C H2

- - C

CH

CH

C - -

CH

CH

- C

CH

C - - C H2

-

CH

3

Dosis PA Berbasa Lemah

[W-NH2) ≥ [HCl] + [HNO3] + [H2SO4]

Penukar Anion (PA) Berbasa Lemah

[R3N) ≥ [HCl] + [HNO3] + [H2SO4]

Jenis Amina Tersier (W-NH2) dan (R3N)

Reaksi Pelunakan

W - N H2

+ H N O3

W - N H2

. H N O3

W - N H2

+ H C l W - N H2

. H C l

R3

N + H N O3

( R3

N )2

. H N O3

R3

N + H2

S O4

( R3

N )2

. H2

S O4

Reaksi Regenerasi :

Terhadap Asam Kuat

Dengan Basa Lemah W - N H2 . H N O

3 + N a

2C O

3 W - N H

2 + N a N O

3 + C O

2 + H

2O

W - N H2 . H C l + N a

2C O

3 W - N H

2 + N a C l + C O

2 + H

2O

( R3

N ) . H N O3 + N a

2C O

3 R

3N H + N a N O

3 + C O

2 + H

2O

( R3

N ) . H2

S O4 + N a

2C O

3 R

3N H + N a

2S O

4 + C O

2 + H

2O

2

141

Dosis PA Berbasa Kuat

Penukar Anion (PA) Berbasa Kuat

[R4NOH) ≥ [HCl] + [HNO3] + [H2SO4] + [H2CO3] + [H2SO3]

Jenis Amina Kwarterner (R4NOH)

Reaksi Pelunakan R4

N O H + H2

S O4 ( R

4N )

2S O

4 + H

2O

R4

N O H + H C l R4

N C l + H2

O

R4

N O H + H N O3 R

4N - N O

3 + H

2O

R4

N O H + H2

C O3 R

4N - H C O

3 + H

2O

R4

N O H + H2

S i O3 R

4N - H S i O

3 + H

2O

22

Reaksi Regenerasi :

Terhadap Semua Asam

Dengan Basa Kuat

R4

N - N O3 + N a O H R

4N O H + N a N O

3

R4

N C l + N a O H R4

N O H + N a C l

R4

N - H N O3 + N a O H R

4N O H + N a

2N O

3 + H

2O

( R4

N )2

S O4 + N a O H R

4N O H + N a

2S O

4

R4

N - H S i O3 + N a O H R

4N O H + N a

2S i O

3 + H

2O

2 2

2

142

Penukar Anion (R4N-OH)


RUMUS UMUM :

PENUKAR ANION BERBASA KUAT (R4N-OH)143

Berat molekul polimer = (4 X 772) + 31 = 3119

CH

- - N H - C

CH

CH

C - - C H2

-

CH

CH

- - N H - C

CH

C - - C H2

- - - - - - - - - - - N O H

CH

C H2

H2

C - C

CH

CH

C - - C H2

- -

CH

CH

N H - - C

CH

C - - C H2

-

CH

- - N H - - C

CH

CH

C - -

CH

C H2

C H2

- - C

CH

CH

C - -

CH

CH

- C

CH

C - - C H2

-

CH

4


Cara Penukar Anion:

Hitung Dosis / Kebutuhan Resin Aminoplast (R4N-OH)) apabila air 1a) hasil Penukar Hidrogen tersebut yang menghasilkan asam-asam kuat, akandiproses pelunakan Penukar Anion ?

Hitung Dosis / Kebutuhan alkali untukregenerasi resin Penukar Anion (R4N-OH) yang jenuh dengan ikatanhidrogen dengan asam-asam hasilPelunakan, menjadi Penukar nionyang aktif 144



[R4NOH) ≥ [HCl] + [H2SO4] + [H2CO3]

Jenis Amina Kwarterner (R4N-OH)

Reaksi Pelunakan untuk Air 1a)

R4

N O H + H2

S O4

( R4

N )2

S O4

+ H2

O

R4

N O H + H C l R4

N C l + H2

O

R4

N O H + H2

C O3

R4

N - H C O3

+ H2

O

22

Reaksi Regenerasi :

Terhadap Semua Asam hasil Penukar Hidrogen

Dengan Basa Kuat

145

R4

N C l + N a O H R4

N O H + N a C l

R4

N - H C O3

+ N a O H R4

N O H + N a H C O3

+ H2

O

( R4

N )2

S O4

+ N a O H R4

N O H + N a2

S O4

2 2

Perhitungan Kebutuhan Penukar Anion (R4NOH) dari Resin Aminoplast, Pada Pelunakan air 1a), hasil reaksi Penukar Hidrogen:

Dosis R4N-OH

[R4N-OH) ≥ [NaHCO3] + [Na2SO4] + [NaCl] + [KCl]

146


> [1.8] + [1.4] + [0.13] + [0.18]

>> 3.51 3.51 meqmeq x x 31193119 xx

44

mg/l R4N-OH

meg/l

> 2736.92 mg/l R4N-OH

P S - H2

+ N a H C O3

P S - N a2

+ H2

C O3

R E A K S I P E L U N A K A N A I R a ) D E N G A N P S - H2

:

P S - H2

+ N a2

S O4

P S - N a2

+ H2

S O4

P S - H2


+ H C l

P S - H2

+ K C l P S - K2

+ H C l

2

1

2

2 2

22


Cara Penukar Anion:

Hitung Dosis / Kebutuhan Resin Aminoplast (R4N-OH)) apabila air 1b) hasil Penukar Hidrogen tersebut yang menghasilkan asam-asam kuat, akandiproses pelunakan Penukar Anion ?

Hitung Dosis / Kebutuhan alkali untukregenerasi resin Penukar Anion (R4N-OH) yang jenuh dengan ikatanhidrogen dengan asam-asam hasilPelunakan, menjadi Penukar nionyang aktif 147



[R4NOH) ≥ [HCl] + [H2SO4] + [H2CO3] + [H2SiO3]

Jenis Amina Kwarterner (R4NOH)

Reaksi Pelunakan Air 1b)

R4

N O H + H2

S O4 ( R

4N )

2S O

4 + H

2O

R4

N O H + H C l R4

N C l + H2

O

R4

N O H + H2

C O3 R

4N - H C O

3 + H

2O

R4

N O H + H2

S i O3 R

4N - H S i O

3 + H

2O

22

2 2 2

Reaksi Regenerasi :

Terhadap Semua Asam hasil Penukar Hidrogen

Dengan Basa Kuat

148

R4N-HC O

3 + NaOH R

4NOH + NaHC O

3

R4NCl + NaOH R

4N OH + NaCl

(R4N)

2S O

4 + NaOH R

4N OH + Na

2S O

4

R4N-HSiO

3 + NaOH R

4N OH + Na

2SiO

3 + H

2O

2 2

2

Perhitungan Kebutuhan Penukar Anion (R4N-OH) dengan Resin Aminoplast, Pada Pelunakan air 1b), dengan reaksi :

Dosis R4N-OH

149


>> 14.4 14.4 meqmeq x x 31193119 xx

44mg/l R4N-OH

meg/l

> 11228.40 mg/l R4N-OH

> [2.1] + [4.0] + [3.50] + [2.40] + [1.00] + [0.40] + [1.00]

[R4N-OH] ≥ [NaHCO3] + [Na2SO4] + [NaCl] + [Na2SiO3]

P S - H2 + N a H C O

3 P S - N a

2 + H

2C O

3

P S - H2 + N a

2S i O

3 P S - N a

2 + H

2S i O

3

R E A K S I P E L U N A K A N A I R b ) D E N G A N P E N U K A R P S - H2

P S - H2 + N a

2S O

4 P S - N a

2 + H

2S O

4

P S - H2 + N a C l P S - N a

2 + H C l

2

2

1

2

4.4. DemineralisasiPrinsip :

Penghilangan semua jenis kation dengan

Penukar Hidrogen dan dilanjutkan dengan

penghilangan anion menggunakan

Penukar anion

Keuntungan :

Dapat menggabungkan sekaligus sistem

Penukar kation dan Penukar anion

Kerugian :

Harganya mahal dan hanya untuk

keperluan khusus,

Seperti pengisi ketel uap 150

W -N a2 + C a Cl

2 W -C a + Na Cl

W -N a2 + M g S O

4 W -M g + Na

2S O

4

P S-N a2 + C a Cl

2 P S-C a + N a Cl

P S-N a2 + M g S O

4 P S-M g + N a

2S O

4

W-Na2 + M g(H C O

3)

2 W -M g + N a H C O

3

W -N a2 + C a(H C O

3)

2 W -C a + N a H C O

3

P S-N a2 + C a(H C O

3)

2 P S-C a + N a

2C O

3

P S-N a2 + M g(H C O

3)

2 P S-M g + N a

2C O

3

P E N U K A R K A TIO N (W -N a 2 D A N P S -N a 2)

2

2

2

2

151

KEMUNGKINAN REAKSI-REAKSI YANG TERJADI :

152


W - H2 + C a C l

2 W - C a + H C l

W - H2 + M g S O

4 W - M g + H

2S O

4

W - H2 + M n C l

2 W - M n + H C l

R E A K S I D E N G A N P E N U K A R H I D R O G E N W O F A T I T :

W - H2 + N a C l W - N a

2 + H C l

W - H2 + N a

2S O

4 W - N a

2 + H

2S O

4

W - H2 + N a

2S i O

4 W - N a

2 + H

2S i O

4

W - H2 + N a N O

3 W - N a

2 + H N O

3

W - H2 + F e C l

3 W

3- F e

2 + H C l

W - H2 + A l

2( S O

4)

3 W

3- A l

2 + H

2S O

4

2

2

3 6

3 3

2

22

153


P S - H2

+ C a C l2

P S - C a + H C l

P S - H2 + M g S O

4 P S - M g + H

2S O

4

P S - H2 + M n C l

2 P S - M n + H C l

R E A K S I D E N G A N P E N U K A R H I D R O G E N P O L I S T I R E N :

P S - H2 + N a C l P S - N a

2 + H C l

P S - H2 + N a

2S O

4 P S - N a

2 + H

2S O

4

P S - H2

+ N a2

S i O4

P S - N a2 + H

2S i O

4

P S - H2 + N a N O

3 P S - N a

2 + H N O

3

W - H2 + F e C l

3 W

3- F e

2 + H C l

W - H2 + A l

2( S O

4)

3 W

3- A l

2 + H

2S O

4

2

2

3 6

3 3

2

22

W-NH2 + H

2SO

4 W-NH

2. H

2SO

4

W-NH2 + HCl W-NH

2.HCl

R4 NOH + H

2CO

3 R

4N HCO

3 + H

2O

R4 NOH + H

2SiO

3 R

4N HSiO

3 + H

2O

W-NH2 + HNO

3 W-NH

2. HNO

3

R3 N + HNO

3 (R

3-N)

2 HNO

3

R4 NOH + HNO

3 R

4-NNO

3 + H

2O

R4 NOH + HCl R

4N Cl + H

2O

R4 NOH + H

2SO

4 (R

4N)

2 Cl + H

2O

PENUKAR ANION BERBASA LEMAH (W-NH2 DAN R3 N)

PENUKAR ANION BERBASA KUAT R4-NOH

154

Plugin Pengolahan Air

Documents

Transcript of Plugin Pengolahan Air