bab iii metodologi penelitian - powered by gdl4.2 · pdf filelarutan penyerap : analisa...

13
III-1 Bab III Metodologi Penelitian III.1. Umum Pada bab ini akan dibahas mengenai metode yang digunakan dalam penelitian potensi pemanfatan limbah las karbid dalam proses karbonatasi mineral sebagai alternatif pengolahan emisi karbon dioksida (CO 2 ). Dalam bab ini akan dijelaskan metode pengumpulan data primer maupun sekunder, perhitungan kapasitas penyerapan emisi CO 2 dari setiap variasi percobaan serta efisiensi keseluruhan dan perhitungan koefisien transfer massa untuk masing-masing variasi tersebut. Pengumpulan data primer dilakukan dengan pengukuran emisi yang dititik beratkan pada komposisi gas CO 2 pada sampel emisi yang diambil, penentuan karakteristik kimia sampel limbah las karbid yang dimanfaatkan dalam penelitian, serta pengukuran secara langsung parameter-parameter reaksi. Diagram alir penelitian disajikan dalam Gambar 3.1. III.2. Penentuan Tujuan Tujuan dari pelaksanaan penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi limbah las karbid sebagai alternatif senyawa alkali dalam proses karbonatasi mineral serta melihat potensi proses karbonatasi mineral sebagai alternatif pengolahan emisi CO 2 . III.3. Studi Literatur Studi literatur dilakukan dengan mengumpulkan buku, laporan penelitian, maupun jurnal pendukung. Studi literatur ini dilakukan sebagai langkah awal dalam memahami objek penelitian, memberi rujukan mengenai metode pengukuran dan perhitungan dalam penelitian, maupun sebagai pembanding dalam analisis hasil penelitian nantinya.

Upload: truongkiet

Post on 03-Feb-2018

220 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Bab III Metodologi Penelitian - Powered by GDL4.2 · PDF fileLarutan penyerap : analisa asiditas-alkalinitas Blanko Latutan penyerap tanpa ... 2 dan membentuk kalsium k arbonat yang

III-1

Bab III

Metodologi Penelitian

III.1. Umum Pada bab ini akan dibahas mengenai metode yang digunakan dalam penelitian

potensi pemanfatan limbah las karbid dalam proses karbonatasi mineral sebagai

alternatif pengolahan emisi karbon dioksida (CO2). Dalam bab ini akan dijelaskan

metode pengumpulan data primer maupun sekunder, perhitungan kapasitas

penyerapan emisi CO2 dari setiap variasi percobaan serta efisiensi keseluruhan dan

perhitungan koefisien transfer massa untuk masing-masing variasi tersebut.

Pengumpulan data primer dilakukan dengan pengukuran emisi yang dititik beratkan

pada komposisi gas CO2 pada sampel emisi yang diambil, penentuan karakteristik

kimia sampel limbah las karbid yang dimanfaatkan dalam penelitian, serta

pengukuran secara langsung parameter-parameter reaksi. Diagram alir penelitian

disajikan dalam Gambar 3.1.

III.2. Penentuan Tujuan Tujuan dari pelaksanaan penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi

limbah las karbid sebagai alternatif senyawa alkali dalam proses karbonatasi mineral

serta melihat potensi proses karbonatasi mineral sebagai alternatif pengolahan emisi

CO2.

III.3. Studi Literatur Studi literatur dilakukan dengan mengumpulkan buku, laporan penelitian,

maupun jurnal pendukung. Studi literatur ini dilakukan sebagai langkah awal dalam

memahami objek penelitian, memberi rujukan mengenai metode pengukuran dan

perhitungan dalam penelitian, maupun sebagai pembanding dalam analisis hasil

penelitian nantinya.

Page 2: Bab III Metodologi Penelitian - Powered by GDL4.2 · PDF fileLarutan penyerap : analisa asiditas-alkalinitas Blanko Latutan penyerap tanpa ... 2 dan membentuk kalsium k arbonat yang

III-2

Konsentrasi gas CO2 (Auto emission analyzer) Trap gas asam : analisa asiditas-

alkalinitas Larutan penyerap : analisa asiditas-

alkalinitas

Blanko Latutan penyerap tanpa penyaringan

Konsentrasi gas CO2 (Auto emission analyzer) Trap gas asam : analisa asiditas-

alkalinitas Larutan penyerap : analisa asiditas -

alkalinitas analisa konsentrasi ion

Ca2+

Pengambilan sampel gas emisi kendaraan

bermotor

Analisa limbah las karbid

Analisa komposisi kimia limbah las karbid

Pengukuran konsentrasi ion-ion Ca, Fe,

Mg, Al, Na, Si, dan Phospat (Atomic absorption spectrophotometry)

Analisa kelarutan limbah las karbid

Kelarutan ion Ca2+ dalam 13 variasi penambahan massa limbah las karbid

(Titrasi asam-basa & titrasi kompleksometri-EDTA)

Persiapan

Studi literatur Pengambilan sampel limbah las karbid

Gambar 3. 1.(a) Diagram alir penelitian tahapan analisa limbah las karbid

Gambar 3. 1.(b) Diagram alir penelitian tahapan penelitian pendahuluan

Page 3: Bab III Metodologi Penelitian - Powered by GDL4.2 · PDF fileLarutan penyerap : analisa asiditas-alkalinitas Blanko Latutan penyerap tanpa ... 2 dan membentuk kalsium k arbonat yang

III-3

Gambar 3. 1.(c) Diagram alir penelitian tahapan penelitian inti

III.4. Metode Pengumpulan Data Awal

III.4.1 Komposisi kimia limbah las karbid

Penelitian ini memanfaatkan limbah las karbid sebagai alternatif senyawa

alkali untuk bahan baku pembuatan larutan penyerap (absorber) gas CO2 dalam proses

karbonatasi mineral. Pemilihan limbah las karbid berdasarkan pertimbangan bahwa

komposisi utama dari limbah las karbid secara teoritis adalah senyawa-senyawa alkali

terutama kalsium hidroksida. Kalsium hidroksida ini yang akan berperan dalam

Pengambilan sampel gas unit CO2 removal

Konsentrasi gas CO2 (Auto emission analyzer) Trap gas asam : analisa asiditas-

alkalinitas Larutan penyerap : analisa asiditas-

alkalinitas

Blanko

Latutan penyerap tanpa penyaringan

Konsentrasi gas CO2 (Auto emission analyzer) Trap gas asam : analisa asiditas-

alkalinitas Larutan penyerap : analisa asiditas-

alkalinitas

Larutan penyerap dengan penyaringan

Konsentrasi gas CO2 (Auto emission analyzer) Trap gas asam : analisa asiditas-

alkalinitas Larutan penyerap : analisa asiditas-

alkalinitas analisa konsentrasi ion

Ca2+ Endapan : analisa gravimetri

Larutan penyerap dengan penyaringan

Larutan penyerap tanpa penyaringan

Variasi penambahan massa limbah las karbid (2,7; 5,4; 8,1; 10,8 gram)

Variasi debit aliran gas (1,292; 0,496 Lpm)

Page 4: Bab III Metodologi Penelitian - Powered by GDL4.2 · PDF fileLarutan penyerap : analisa asiditas-alkalinitas Blanko Latutan penyerap tanpa ... 2 dan membentuk kalsium k arbonat yang

III-4

proses karbonatasi mineral dimana senyawa ini akan bereaksi dengan gas CO2 dan

membentuk kalsium karbonat yang bersifat stabil secara permanen. Karena tingkat

kemurnian dari limbah las karbid yang sangat beragam, maka harus dilakukan terlebih

dahulu pengecekan terhadap komposisi kimia limbah las karbid tersebut. Konsentrasi

Ca, Mg, Si, Fe, Al, Na, dan phospat dalam sampel limbah las karbid diperiksa dengan

menggunakan Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS). Selain kandungan

unsur-unsur logam, juga dilakukan pemeriksaan terhadap kandungan air baik yang

bebas maupun yang terikat serta kandungan unsur karbonnya. Dengan mengetahui

konsentrasi dari masing-masing parameter tersebut serta membandingkan dengan

literatur yang sesuai, dapat diperkirakan komposisi dari limbah las karbid tersebut.

Analisa komposisi kimia limbah las karbid ini dilakukan di Lab Kimia P3GL,

Bandung. Hasil data analisa komposisi limbah las karbid dapat dilihat dalam

lampiran A.

III.4.1 Persiapan reaktor

III.4.2.1 Pemilihan alat

Berdasarkan studi literatur, ditentukan reaksi karbonatasi mineral akan

dilakukan dalam fasa terlarut dari sampel limbah las karbid. Dengan begitu, proses

yang terjadi antara larutan sampel limbah las karbid dan gas CO2 yang akan diolah

adalah proses absorpsi. Dalam proses absorpsi, terjadi reaksi antara dua fasa yaitu fasa

gas dan fasa cair dalam sebuah kolom absorpsi. Terdapat dua mekanisme utama yang

dapat dipilih dalam proses absorpsi ini, yang pertama adalah dispersi cairan. Dalam

mekanisme dispersi cairan ini, larutan penyerap dalam fasa cairnya akan didispersikan

(disemburkan) ke dalam kolom absorpsi dimana gas yang akan diolah dialirkan

melalui kolom absorpsi tersebut. Sedangkan mekanisme kedua adalah kebalikannya,

dimana gas didispersikan ke dalam kolom absorpsi yang berisi larutan penyerap.

Dalam penelitian ini, mekanisme terakhir yang dipilih. Alat yang digunakan sebagai

kolom absorpsi dalam penelitian ini adalah fritted bubbler impinger. Pemilihan

penggunaan fritted bubbler impinger ini dengan tujuan agar efisiensi yang dicapai

dalam proses karbonatasi mineral dapat cukup tinggi. Diameter maksimum dari frit

pada fritted bubbler impinger sebesar 60 μm dengan diameter fritted bubbler impinger

sendiri sebesar 3,5 cm. Ukuran gelembung gas yang dihasilkan bergantung kepada

debit gas yang dialirkan ke dalam fritted bubbler impinger tersebut. Besarnya ukuran

gelembung gas tersebut akan sangat mempengaruhi efisiensi dari proses penyerapan

Page 5: Bab III Metodologi Penelitian - Powered by GDL4.2 · PDF fileLarutan penyerap : analisa asiditas-alkalinitas Blanko Latutan penyerap tanpa ... 2 dan membentuk kalsium k arbonat yang

III-5

gas di dalam fritted bubbler impinger. Dengan menggunakan fritted bubbler impinger

yang memiliki ukuran frit maksimm sebesar 60 μm, efisiensi sebesar 95% dapat

dicapai pada aliran gas maksimum sebesar 0,4 L/menit (Lodge, 1989). Pada fritted

bubbler impinger yang memiliki ukuran diameter frit lebih besar dari 60 μm, efisiensi

yang tinggi juga dapat dicapai dengan memperkecil aliran gas. Namun apabila hal

tersebut dilakukan, maka kehilangan tekan yang terjadi dalam sistem akan cukup

besar (Lodge, 1989). Jenis dari fritted bubbler impinger yang digunakan dapat dilihat

lebih jelas pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Fritted bubbler impinger (inset : Fritted bubbler)

Selain menggunakan fritted bubbler impinger, dalam penelitian ini juga

digunakan beberapa alat lain yang dirangkaikan bersama. Alat-alat tersebut terdiri

dari satu buah impinger kecil yang difungsikan sebagai penyerap gas asam lain

sebelum emisi gas dialirkan ke dalam fritted bubbler impinger dan sebuah trap

impinger besar yang difungsikan sebagai penangkap uap air yang terbawa dari

rangkaian fritted bubbler impinger dan impinger kecil sebelum aliran gas masuk ke

dalam Auto Emission Analyzer untuk diperiksa konsentrasi gas CO2nya. Uap air ini

harus disisihkan terlebih dahulu karena keberadaan uap air akan mempengaruhi

akurasi pembacaan dari Auto Emission Analyzer. Tiga jenis impinger tersebut dapat

dilihat pada Gambar 3.3.

Page 6: Bab III Metodologi Penelitian - Powered by GDL4.2 · PDF fileLarutan penyerap : analisa asiditas-alkalinitas Blanko Latutan penyerap tanpa ... 2 dan membentuk kalsium k arbonat yang

III-6

Gambar 3.3. Impinger Kecil, Fritted Bubbler Impinger, Trap impinger (kiri - kanan)

III.4.2.2 Kalibrasi flowmeter

Dalam proses absorpsi, aliran gas menjadi salah satu faktor yang

mempengaruhi efisiensi proses, oleh karena itu aliran gas harus dapat diatur dan

dijaga konstan selama reaksi berlangsung. Pada penelitian ini, digunakan flowmeter

untuk mengatur serta menjaga kestabilan aliran gas. Flowmeter sendiri adalah alat

ukur sekunder, oleh karena itu sebelum flowmeter tersebut digunakan harus

dikalibrasi terlebih dahulu dengan menggunakan alat ukur primer. Pada pelaksanaan

kalibrasi, alat ukur primer yang digunakan adalah Bubblemeter Generator. Kalibrasi

dilakukan pada enam skala flowmeter dengan lima data kalibrasi untuk masing-

masing skala. Hasil dari proses kalibrasi ini adalah kurva kalibrasi dari flowmeter

yang bersangkutan. Kurva kalibrasi ini digunakan untuk mengkonversi setiap nilai

pada skala flowmeter ke dalam satuan debit yang umum digunakan. Kurva kalibrasi

dari flowmeter yang digunakan dapat dilihat pada lampiran B.

III.4.1 Pembuatan kurva kelarutan limbah las karbid

Sebagaimana yang sudah dijelaskan sebelumnya, reaksi karbonatasi mineral

ini dilakukan dalam fasa terlarut dari limbah las karbid dan senyawa yang berperan

penting dalam proses ini adalah kalsium hidroksida. Dengan ketidakmurnian sampel

limbah, tidak dapat disamakan nilai kelarutan limbah tersebut dengan kalsium

hidroksida murni. Oleh karena itu, tahap awal yang harus dilakukan adalah

pengecekan tingkat kelarutan dari sampel limbah las karbid tersebut.

Dalam pembuatan kurva kelarutan, dilakukan pelarutan dari limbah las karbid

dengan massa tertentu dalam 100 mL air distilasi. Data untuk kurva kelarutan dapat

dikatakan sudah mencukupi apabila dari kurva kelarutan yang terbentuk sudah

Page 7: Bab III Metodologi Penelitian - Powered by GDL4.2 · PDF fileLarutan penyerap : analisa asiditas-alkalinitas Blanko Latutan penyerap tanpa ... 2 dan membentuk kalsium k arbonat yang

III-7

diperoleh nilai kelarutan maksimumnya atau peningkatan kelarutan sudah tidak terlalu

signifikan pada penambahan jumLah massa limbah las karbid yang cukup besar.

Setelah dilarutkan dalam 100 mL air distilasi, kemudian dilakukan penyaringan

dengan kertas saring untuk memisahkan padatan tersuspensi dan terendapkan. Setelah

itu dilakukan analisa kesadahan Kalsium dan analisa akalinitas-asiditas dari larutan

yang sudah disaring. Analisa kesadahan kalsium ditujukan untuk mengetahui jumlah

ion kalsium terlarut pada larutan sedangkan analisa alkalinitas ditujukan untuk

mengetahui kemungkinan anion yang berikatan dengan ion kalsium tersebut. Dengan

metode ini, diasumsikan bahwa penyebab utama kesadahan pada air tersebut adalah

karena keberadaan ion kalsium dari pelarutan limbah las karbid dan seluruh anion

penyebab alkalinitas kecenderungan utamanya membentuk senyawa bersama ion

kalsium. Dengan menggunakan asumsi tersebut, dapat diperkirakan berapa banyak

senyawa kalsium hidroksida yang terlarut dalam setiap variasi massa limbah las

karbid.

Dari hasil analisa kelarutan ini, akan diperoleh tingkat kelarutan maksimum

dari sampel limbah las karbid. Nantinya dalam pelaksanaan reaksi karbonatasi

mineral, larutan penyerap akan dibuat pada kisaran kelarutan maksimum ini.

III.4.2 Pengambilan sampel gas

Sampel emisi gas yang akan diambil berasal dari emisi gas unit CO2 removal

Unit Pengumpulan (UP) Cilamaya Pertamina EP Region Jawa. Pemilihan emisi dari

unit CO2 removal dengan pertimbangan konsentrasi gas CO2-nya yang cukup tinggi.

Pengambilan sampel gas dilakukan pada unit reflux drum yang merupakan bagian

akhir dari sistem CO2 removal di lokasi tersebut. Pada unit reflux drum ini, gas CO2

yang sudah terpisahkan dari gas alam mengalami proses pendinginan. Karakteristik

fisik gas dari unit reflux drum ini memiliki temperatur sebesar 84˚F (sekitar 28,89˚C)

dan tekanan sebesar 8 psi (sekitar 0,544 atm). Informasi selengkapnya mengenai unit

reflux serta P&ID dari sistem CO2 removal pada lampiran C.

Pengambilan sampel gas dilakukan pada lubang sampling unit reflux yang

secara rutin digunakan sebagai tempat pengambilan sampel gas untuk keperluan

analisa industri tersebut. Sampel gas diambil dengan menggunakan kontainer gas

yang terbuat dari bahan polyetilen dengan ukuran selang probe sebesar ½ inchi.

Page 8: Bab III Metodologi Penelitian - Powered by GDL4.2 · PDF fileLarutan penyerap : analisa asiditas-alkalinitas Blanko Latutan penyerap tanpa ... 2 dan membentuk kalsium k arbonat yang

III-8

(a)

(b)

(c)

Gambar 3.4. a) Unit reflux drum sistem CO2 removal, b) Sampling point unit reflux

drum, c) Pengambilan sampel gas emisi dengan kontainer gas

III.4.3 Analisa komposisi gas emisi

Untuk mengantisipasi terjadinya kebocoran ataupun perubahan komposisi gas

sampel, maka dilakukan pengecekan konsentrasi gas CO2 dari sampel gas yang

diambil. Pengecekan konsentrasi gas CO2 ini dilakukan setelah pengambilan sampel

gas dan setiap gas tersebut akan direaksikan dalam proses karbonatasi mineral.

Pengukuran konsentrasi gas CO2 ini menggunakan Auto Emission Analyzer yang

menerapkan prinsip non-dispersive infrared absorption (NDIR) untuk HC/CO/CO2.

Prinsip ini didasarkan atas absorpsi radiasi infra merah oleh karbon dioksida. Energi

yang datang dari sebuah sumber pemancar radiasi di dalam daerah infra merah akan

dipilah menjadi dua berkas sinar paralel dan diarahkan menuju se-sel referensi dan

Page 9: Bab III Metodologi Penelitian - Powered by GDL4.2 · PDF fileLarutan penyerap : analisa asiditas-alkalinitas Blanko Latutan penyerap tanpa ... 2 dan membentuk kalsium k arbonat yang

III-9

sampel. Kedua berkas sinar tersebut akan melalui sel-sel yang setara di mana masing-

masing berisi detektor selektif dan karbon dioksida.

CO2 di dalam sel akan mengabsorpsi radiasi sinar infra merah hanya pada

frekuensi karakteristiknya, dengan detektor yang hanya sensitif pada frekuensi itu

pula. Tanpa adanya absorpsi gas di dalam sel referensi dan tanpa adanya CO2 di

dalam sel sampel, sinyal dari kedua detektor akan setimbang secara elektronik. Setiap

CO2 yang memasuki sel sampel akan menyerap radiasi, yang akan menurunkan

temperatur dan tekanan di dalam sel detektor sehingga akan menggerakkan

diafragma. Pergerakan diafragma ini akan dideteksi secara elektronis dan

diamplifikasi untuk mendapatkan sinyal output-nya. Metode Non Dispersif Infra Red

ini dapat diterapkan untuk menetapkan konsentrasi CO2 emisi maupun di udara

ambien.

Gambar 3.5. Auto emission analyzer

Dikarenakan keterbatasan pembacaan konsentrasi maksimum dari alat Auto

emission analyzer sebesar 20% volume untuk gas CO2, maka dalam pengukuran

konsentrasi CO2 pada gas emisi dilakukan pengenceran dengan udara ambien.

III.5. Jalannya Penelitian

III.5.1. Umum

Penelitian karbonatasi mineral dilakukan dengan variasi massa limbah las

karbid yang dilarutkan dalam pembuatan larutan penyerap. Dilakukan empat variasi

massa yaitu 2,7 gram; 5,4 gram; 8,1 gram dan 10,8 gram. Selain variasi penambahan

limbah las karbid, juga dilakukan variasi perlakuan setelah dilakukan proses pelarutan

tersebut. Setelah dilarutkan, tidak semua limbah las karbid yang ditambahkan akan

terlarut, fraksi limbah las karbid yang tidak terlarut akan membentuk slurry. Terdapat

Page 10: Bab III Metodologi Penelitian - Powered by GDL4.2 · PDF fileLarutan penyerap : analisa asiditas-alkalinitas Blanko Latutan penyerap tanpa ... 2 dan membentuk kalsium k arbonat yang

III-10

dua perlakuan yang dilakukan setelah proses pelarutan tersebut, yang pertama larutan

yang diperoleh kemudian disaring untuk mendapatkan larutan yang hanya

mengandung limbah las karbid terlarut saja, sedangkan perlakuan yang kedua tidak

dilakukan penyaringan. Kedua perlakuan tersebut dilakukan untuk mengetahui

pengaruh dari perbedaan fasa dari limbah las karbid terhadap efisiensi serta kapasitas

penyisihan emisi CO2. Variasi terakhir yang dilakukan adalah variasi debit aliran gas

yaitu 0,496 Lpm dan 1,292 Lpm. Untuk variasi debit 0,496 Lpm hanya dilakukan

pada dua variasi penambahan massa limbah las karbid terbesar yaitu 8,1 dan 10,8

gram. Skema dan gambar dari rangkaian alat dalam reaksi karbonatasi mineral ini

dapat dilihat pada Gambar 3.5 dan Gambar 3.6.

kontainer gas flowmetertrap gas asam

fritted bubbler impinger

trap uap air

Auto Emission Analyzer

Gambar 3.6. Skema rangkaian reaktor dalam pelaksanaan penelitian

Gambar 3.7. Rangkaian reaktor dalam pelaksanaan penelitian

Page 11: Bab III Metodologi Penelitian - Powered by GDL4.2 · PDF fileLarutan penyerap : analisa asiditas-alkalinitas Blanko Latutan penyerap tanpa ... 2 dan membentuk kalsium k arbonat yang

III-11

III.5. 2. Pengumpulan data parameter reaksi

Rekapitulasi analisa parameter reaksi dapat dilihat pada Tabel 3.1. dibawah

ini.

Tabel 3.1. Analisa parameter reaksi

Parameter Metoda Sampel

Gas emisi Trap gas asam

Larutan penyerap Endapan

Konsentrasi gas CO2

NDIR

sebelum dan selama reaksi (pada outlet

reaktor)

pH Metoda elektrometik sebelum dan

setelah reaksi sebelum dan setelah reaksi

Temperatur Thermometer sebelum dan setelah reaksi

sebelum dan setelah reaksi

Alkalinitas - Asiditas

Titrasi asam-basa setelah reaksi sebelum dan

setelah reaksi

Kesadahan Kalsium

Titrasi kompleksometri

- EDTA sebelum dan

setelah reaksi

Endapan mineral karbonat

Gravimetry setelah reaksi

III.5.2.1 Pengukuran temperatur absorber / larutan penyerap dan trap

Pengukuran temperatur absorber dan trap dilakukan sebelum dan setelah

reaksi karbonatasi dilakukan. Pengukuran temperatur ini untuk mengetahui

temperatur ketika terjadinya reaksi serta perubahan temperatur setelah terjadi reaksi.

Dalam suatu reaksi kimia, pegukuran temperatur sangat penting untuk dilakukan

karena temperatur dapat mempengaruhi kecepatan reaksi.

III.5.2.2. Pengukuran pH absober dan trap

pH menunjukan kadar asam atau basa dalam suatu larutan, melalui konsentrasi

/ aktivitas ion hidrogen H+. Ion hidrogen merupakan faktor untuk mengerti reaksi

kimiawi dalam ilmu teknik lingkungan karena

• H+ selalu ada dalam kesetimbangan dinamis dengan air / H2O, yang

membentuk suasana untuk semua reaksi kimiawi yang bekaitan dengan

masalah pencemaran air dimana sumber ion hidrogen tidak pernah habis.

• H+ tidak hanya merupakan unsur H2O saja tetapi juga merupakan unsur

banyak senyawa lain, hingga jumlah reaksi tanpa H+ dapat dikatakan hanya

sedikit saja.

Page 12: Bab III Metodologi Penelitian - Powered by GDL4.2 · PDF fileLarutan penyerap : analisa asiditas-alkalinitas Blanko Latutan penyerap tanpa ... 2 dan membentuk kalsium k arbonat yang

III-12

Dalam proses karbonatasi mineral, pengukuran pH penting untuk dilakukan

karena perubahan pH yang terjadi dalam sistem dapat menunjukan apakah reaksi

karbonatasi tersebut terjadi. Pengukuran pH menggunakan pHmeter digital.

III.5.2.3 Pengukuran konsentrasi CO2 sebelum dan selama proses karbonatasi mineral

Pengukuran konsentrasi CO2 dilakukan dengan menggunakan auto emission

analyzer. Pembacaan dlakukan dalam selang waktu tertentu (setiap 5 detik) agar

diperoleh data yang mencukupi untuk menggambarkan proses penyerapan emisi CO2

pada proses karbonatasi mineral. Setiap akan melakukan pengukuran selama reaksi

karbonatasi mineral dilakukan, terlebih dahulu alat tersebut dialirkan dengan udara

ambien untuk mengeluarkan gas sisa reaksi terdahulu yang masih terperangkap di

dalamnya.

III.5.2.4 Pengukuran kesadahan kalsium pada absorber

Pengukuran kesadahan kalsium dilakukan pada absorber untuk mengetahui

jumlah ion kalsium terlarut pada absorber tersebut. Untuk absorber dengan

penyaringan, analisa kesadahan kalsium dilakukan sebelum dan setelah reaksi

karbonatasi mineral. Penurunan jumlah ion kalsium terlarut menunjukan terjadinya

reaksi antara gas CO2 dan ion kalsium. Pada absorber tanpa penyaringan, pengukuran

kesadahan kalsium hanya dilakukan setelah proses karbonatasi mineral setelah

sebelumnya dilakukan penyaringan. Prinsip kerja pengukuran kesadahan kalsium

dapat dilihat dalam lampiran D.

III.5.2.5 Pengukuran asiditas dan alkalinitas pada absorber dan trap

Asiditas adalah kapasitas air untuk bereaksi dengan basa kuat. Nilai yang

terukur dapat bervariasi dengan titik akhir pH yang digunakan pada proses

determinasi. Nilai asiditas sebagai hasil pengukuran agregat dalam air dapat dilakukan

untuk menganalisa suatu senyawa spesifik dalam air hanya apabila komposisi kimia

dalam sampel air tersebut diketahui. Asam mineral kuat , asam lemah seperti asam

karbonat dan asetat, dan garam hasil hidrolisa seperti besi atau aluminium sulfat dapat

menentukan nilai asiditas sesuai dengan metode analisanya.

Alkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralisir asam. Nilai yang terukur

dapat bervariasi dengan titik akhir pH yang digunakan pada proses determinasi. Nilai

alkalinitas sebagai hasil pengukuran agregat dalam air dapat dilakukan untuk

Page 13: Bab III Metodologi Penelitian - Powered by GDL4.2 · PDF fileLarutan penyerap : analisa asiditas-alkalinitas Blanko Latutan penyerap tanpa ... 2 dan membentuk kalsium k arbonat yang

III-13

menganalisa suatu senyawa spesifik dalam air hanya apabila komposisi kimia dalam

sampel air tersebut diketahui.

Alkalinitas menjadi salah satu parameter analisa dalam proses karbonatasi

mineral dikarenakan alkalinitas dari larutan merupakan fungsi dari karbonat (CO32-),

bikarbonat (HCO3-), dan senyawa hidroksida yang terkandung dalam air. Nilai

alkalinitas atau asiditas dari absorber dan trap sebelum serta sesudah reaksi

karbonatasi mineral berlangsung menjadi pendekatan untuk mengetahui jumlah CO2

yang terlarut dalam larutan yang dianalisa. Prinsip kerja pengukuran asiditas-

alkalinitas dapat dilihat dalam lampiran D.

III.5.2.6 Analisa kuantitatif presipitat kalsium karbonat

Analisa kuantitatif presipitat kalsium karbonat terbentuk dilakukan dengan

menyaring larutan penyerap dengan menggunakan kertas saring. Kemudian kertas

saring tersebut dikeringkan pada oven dengan temperatur 103–105˚C. Pada analisa,

kuantitas kalsium karbonat adalah semua residu yang tertinggal setelah proses

evaporasi dan pengeringan. Penimbangan dilakukan dengan menggunakan neraca

analitik. Prinsip kerja pengukuran kuantitatif presipitat kalsium karbonat dapat dilihat

dalam lampiran D.

III.6. Pengolahan Data

Data yang diperoleh, berdasarkan hasil analisa pemeriksaan parameter-

parameter diatas yang mengacu terhadap studi literatur, akan diolah dengan membuat

tabulasi secara kualitatif. Dari hasil pengolahan data diharapkan dapat terlihat

dependensi antar parameter-parameter terukur. Dependensi antara parameter-

parameter tersebut, akan menunjukan bahwa dalam proses karbonatasi mineral terjadi

suatu mekanisme reaksi yang melibatkan keseluruhan parameter-parameter tersebut.

III.7. Analisa Data

Analisa data adalah penjelasan mengenai dependensi yang terjadi antara

parameter-parameter terukur serta pengaruh dari masing-masing variasi terhadap proses

karbonatasi mineral. Selain itu juga menjelaskan fenomena-fenomena yang terjadi

dalam proses karbonatasi mineral yang dilakukan.