PROSES ELEKTROLISIS PADA AIR REVERSE OSMOSIS SEDERHANA DALAM PENGOLAHAN AIR LAUT MENJADI AIR TAWAR

Mata Kuliah : Kimia Terapan

Dosen : DR Mudjiyono

Kuncoro PR

S830208014/IPA/psains

BAB I

PENDAHULUAN

Air laut mempunyai sifat asin, karena mengandung garam NaCl berkisar 3 %. Dengan kondisi seperti ini, air laut tidak memenuhi syarat sebagai air minum. Air lautjuga mengandung berbagai macam mineral lainnya, seperti : yod,kalsium, magnesium; dan kotoran lainnya. Untuk mendapatkan air tawar/minum, air laut harus mengalami pengolahan yang berfungsi menurunkan atau menghilangkan kadar garam dan kotoran yang tidak dipersyaratkan dalam air minum. Beberapa cara pengolahan air lautmenjadi air tawaryang dilakukan antara lain adalah : proses desalinasi, proses penguapan atau kristalisasi, proses ion exchange dan proses water reverse osmosis.

Gambar 1. Skema Water Desalinazation Process

Gambar 2. Skema Ion Exchange Process

Gambar 3. Skema Reverse Osmosis Process

( Sumber : http://www.cr-cleanup.com )

Pada proses reverse osmosis gambar 3, menggambarkan proses pengolahan air laut dengan menggunakan tabung membran sebagai osmosis terbalik dengan bantuan pompa bertekanan tinggi dan bahan-bahan kimia untuk mendapatkan air tawar yang dapat diminum. Tetapi pada proses tersebut sudah menggunakan teknologi yang tinggi dan beaya yang besar.

Alternatif pemecahan yang dapat dilakukan secara sederhana dan relatif murah adalah memodifikasi membran osmosis dengan bahan keramik dan mediafilter dengan zeolit dan arang aktif, kemudian proses elektrolisis dipergunakan untuk memisahkan kadar garam ( ion Na⁺ dan Cl^- ) sehingga air dapat dengan mudah melewati membran keramik.

BAB II

PROSES OSMOSIS SEDERHANA DAN ELEKTROLISIS

A. Osmosis Sederhana

Gambar 4. Bagan Proses osmosis sederhana

Membran keramik berguna agar kadar garam dan kotoran air laut tidak dapat melewati membran, sehingga membran keramik dibuat dengan berpori yang sangat kecil dibawah ukuran partikel garam atau bakteri ( jika ada ). Membran keramik dibentuk setengah bola dan ditempatkan dalam tabung terbalik dengan direkatkan pada lantai tabung yang berlubang ( menyesuaikan diameter membran keramik ). Arang aktif dan zeolit dimanfaatkan sebagai adsorben dan filter.

Membran keramik menyebabkan kecepatan air yang dihasilkan relatif lambat karena pemisahan garam atau partikel lain terpisah ( tertinggal ) setelah kontak dengan membran keramik. Untuk mengatasi hal tersebut maka pada tabung air laut ditambahkan elektroda ( dapat berupa grafit atau platina ) yang dialiri arus listrik searah ( 3 – 6 volt ). Proses elektrolisis mengakibatkan garam lebih cepat terendapkan disekitar membran, untuk itu membran diletakkan terbalik menghindari penumpukan endapan garam.

B. Elektrolisis

Proses elektrolisis merupakan reaksi yang tidak spontan sehingga memerlukan energi dan berlangsung pada suatu rangkaian elektrode dengan diberi sumber arus listrik searah. Elektrolisis merupakan proses penguraian suatu senyawa oleh arus listrik. Sel elektrolisis memerlukan energi untuk memompa elektron. Proses elektrolisis dimulai dengan masuknya elektron dari arus listrik searah kedalam larutan melalui kutub negatif. Spesi tertentu atau ion yang bermuatan positif akan menyerap elektron dan mengalami reaksi reduksi di katode. Spesi yang lain atau ion yang mermuatan negatif akan melepas elektron dan mengalami reaksi oksidasi dikutub positif atau anode.

Jenis elektrode yang digunakan dalam proses elektrolisis sangat berpengaruh pada hasil elektrolisis. Elektroda dapat dibedakan menjadi dua berdasarkan keaktifannya, yaitu elektroda tidak aktif (inert) seperti C, Pt dan elektroda aktif ( selain C,Pt) pada proses elektrolisis. Elektrode aktif berlangsung reaksi elektrode dan reaksi elektrolitnya, sedangkan elektrode inert hanya terjadi reaksi elektrolitnya saja.

Jika dalam elektrolisis digunakan elektrolit berupa larutan maka reaksi yang terjadi tidak hanya melibatkan ion-ion dalam larutan, tetapi juga air. Hal tersebut menyebabkan terjadinya kompetisi antara ion dengan molekul pelarutnya atau ion-ion lain dalam larutan pada saat mengalami reaksi di anode dan katode. Spesi yang memiliki harga Eo lebih besar akan menang dalam kompetisi tersebut.

Gambar 5. Sel Elektrolisis

Gambar 6. Alat Osmosis yang dilengkapi elektrode

Air laut mengandung garam NaCl ( ion Na⁺ dan ion Cl^- ) yang konsentrasinya relatif kecil sehingga pada saat elektrolisis yang bereaksi adalah air, baik pada anode maupun katode.

Katode : ( 2 H₂O + 2 e ------> H₂(g) + 2 OH^- ) x 2

Anode : 2 H₂O ------> O₂(g) + H⁺ + 4e +

6 H₂O ------> 2H₂(g) + O₂(g) + 4 H⁺ + 4OH^-

atau

2 H₂O ------> 2H₂(g) + O₂(g)

Proses elektrolisis tersebut menyebabkan ion Na⁺ dan Cl^- akan mengendap menjadi kristal NaCl, sedangkan air menjadi lebih murni yang berakibat akan lebih mudah melewati membran keramik. Disamping itu proses elektrolisis juga mengakibatkan kematian bakteri atau kuman jika ada dalam larutan air laut. Hasil samping yang berupa gas H₂ dan O₂ dapat dimanfaatkan sebagai sumber oksigen atau bahkan memungkinkan untuk sumber energi berbahan gas.

BAB III

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Proses elektrolisis merupakan reaksi penguraian dengan bantuan arus listrik searah.
2. Proses elektrolisis dalam air reverse osmosis sederhana pada air laut dilakukan untuk memurnikan air dan mengendapkan garam.

B. Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi dari proses elektrolisis tersebut.

REFERENSI

1. Rukaaesih Achmad. 2004. Kimia Lingkungan. Yogyakarta: Andi
2. Suyatno, dkk. 2007. Kimia untuk SMA Klas XII.Jakarta : Grasindo
3. Syukri S. 1999. Kimia Dasar 3. Bandung: penerbit ITB
4. Tan Yin Toon. 2007. G.C.E.”O” Level, Chemistry Matters. Singapore: Marshal Cavendish Education
5. Totok Sutrisno. 2006. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Jakarta : PT Rineka Cipta
6. http://www.cr-cleanup.com, Cr-Cleanup; Chromium Research Council: Local Efficiency and Nationwide Utility Protection ( posted by Rofiqi Hasan 19 Desember 2006 )
7. Ronny dalam http://air-murni.blogspot.com/2008/04/hasil-uji-kualitas-air-metode.html posted 8 april 2008