TUGAS FOTOKIMIA

PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK

disusun oleh:

Cici Eliestia Rahayu (4311413039)

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2015

JUDUL JURNAL :

PENURUNAN KONSENTRASI ORGANIK AIR GAMBUT ECARA AOP (Advanced

Oxidation Processes) DENGAN FOTOKIMIA SINAR UV DAN UV-PEROKSIDASI

PENDAHULUAN

Warna coklat kemerahan air gambut disebabkan kandungan zat organik dan besi terlarut yang

tinggi berasal dari akumulasi sisa-sisa tumbuhan yang membusuk, seperti daun, pohon dan

kayu. Adanya ion besi menyebabkan air berwarna kemerahan. Sedangkan pH asam air

gambut disebabkan karena bercampurnya air hujan dengan tanah gambut, menyebabkan zat

organik dalam bentuk asam terlarut, dan juga adanya kation yang berasal dari mineral-

mineral terlarut.

Cervera and Esplugas, 1983 dalam C.W.Jones (1999) menyebutkan bahwa pancaran sinar

UV dapat menyebabkan peristiwa fotokimia dalam air, dimana terjadi penyerapan sumber

energi oleh molekul senyawa kimia untuk menyelesaikan reaksi kimianya. Pada proses

AOPs, kombinasi hydrogen peroksida (H2O2) dengan sinar UV dikenal dengan istilah UV-

Peroksidasi.

Hipotesa yang dapat menjawab keberhasilan proses UV-Peroksidasi dalam mendekstruksi

beberapa senyawa organik yang sulit terdegradasi dengan pengolahan secara fisik dan biologi

adalah berdasarkan mekanisme reaksi terjadi ketika pemecahan molekul H202 karena terpapar

sinar UV menjadi 2 molekul radikal OH (fotolisis):

H 2 O2→ 2 H O.+H O.

Reaksi antara molekul-molekul organik dengan radikal OH yang terjadi dapat dibagi menjadi

3 jenis (Legrini dkk.. 1993 dalam T. Hudaya, 2011) yaitu:

a. Abstraksi hidrogen:

H O.+RH → R.+ H 2O

Abstaksi hidrogen merupakan reaksi pembentukan radikal organik (R) dari reaksi

antara H O. dan senyawa organik (RH).

b. Adisi elektrofilik:

O H .+PhX → HOPhX

Adisi elektrofilik merupakan reaksi pembentukan radikal organik (HOPhX) dari reaksi antara

O H . dan senyawa organik-π (PhX).

c. Transfer elektron :

O H .+RX → R X .+¿+H O−¿¿¿

Pada transfer elektron terjadi proses reduksi dari OH menjadi OH- dengan bantuan substrat

organik.

Berdasarkan mekanisme reaksi radikal OH akibat pemecahan H2O2 akibat terpapar sinar UV

seperti dijelaskan di atas maka diharapkan senyawa organik yang terlarut dalam air gambut

berupa asam humus dan turunannya dapat dipecahkan oleh radikal hidroksil OH hingga

termineralisasi menjadi OH-.

Penelitian ini dilakukan dalam suatu reaktor batch skala laboratorium untuk mengolah air

gambut berwarna akibat zat organik dengan menggunakan H2O2 yang dibubuhkan dalam

reaktor, pancaran sinar UV, baik secara terpisah maupun sekaligus (disebut UV-Peroksidasi).

Pengamatan dilakukan dengan melihat penurunan konsentrasi senyawa organik berdasarkan

parameter TOC (Total Organic Carbon) setiap waktu reaksi yang ditentukan sehingga

diperoleh effisiensi proses berdasarkan persentase removal TOC (%RTOC) yang diperoleh.

Diharapkan penelitian ini dapat memberikan kontribusi positif, efektif dan effesien sebagai

upaya dalam mengembangkan proses pengolahan air gambut yang ekonomis dari segi biaya

dan handal dari segi performansinya. Penelitian ini akan mengoptimalkan penggunaan

hidrogen peroksida dan sinar UV sebagai reagen penghasil radikal hidroksil, sehingga secara

teknis dapat meningkatkan efisiensi proses pengolahan.

METODELOGI

Bahan dan alat Penelitian.

Bahan dalam penelitian ini adalah:

1) air gambut yang berasal dari daerah Geuredong Pase Desa Embang di Aceh Utara,

2) hydrogen peroksida (H2O2) 0,016 M (0,05%),

3) larutan standar pengukuran zat organik (kalium hydrogen phtalat, natrium bikarbonat,

natrium karbonat dan aquabides).

Alat utama dalam penelitian ini adalah reaktor batch dilengkapi dengan stirrer, lampu UV dan

pH meter.

Pelaksanaan penelitian.

Proses peroksidasi (Oksidasi hanya dengan H2O2).

Dua liter air gambut yang sudah diketahui konsentrasi senyawa organiknya (TOC)

dimasukkan ke dalam reaktor (seperti Gambar 1) yang dilengkapi pengadukan. Selanjutnya

H2O2 0,016 M (0,05%) dibubuhkan ke dalam reaktor tersebut. Pengamatan dilakukan setiap

0, 60, 120,180, dan 240 menit. Perlakuan ini dilakukan untuk mengetahui proses pengolahan

air gambut jika hanya menggunakan H2O2 saja. Analisa TOC dan pH air dilakukan secara

duplo

Proses fotokimia sinar UV.

Dua liter air gambut yang sudah diketahui konsentrasi senyawa organiknya dimasukkan ke

dalam reaktor. Lampu UV dipasang sebanyak 4 (empat) buah dan kemudian dihidupkan

secara bersamaan untuk memancarkan sinar UV ke dalam air gambut tersebut selama 60,

120, 180 dan 240 menit. Pengamatan dilakukan sebanyak waktu reaksi. Perlakuan ini

dilakukan untuk mengetahui proses pengolahan air gambut jika hanya menggunakan sinar

UV saja (UV-Peroksidasi).

Proses UV-Peroksidasi.

Reaktor yang digunakan adalah seperti terlihat dalam Gambar 1. Reaktor dilengkapi dengan

lampu UV sebagai sumber utama sinar UV yang akan dipancarkan ke dalam air gambut

tersebut. Sejumlah H2O2 0,016 (0,05%) ditambahkan ke dalam reaktornya kemudian secara

bersamaan lampu UV dinyalakan. Pengamatan tetap dilakukan setiap waktu reaksi yang telah

ditentukan (60-240 menit). Perlakuan ini dilakukan untuk mengetahui proses pengolahan air

gambut menggunakan kombinasi H2O2 dan sinar UV. Hasilnya kemudian dibandingkan

dengan cara-cara sebelumnya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengaruh proses peroksidasi, fotokimia sinar uv dan uv-peroksidasi terhadap

perubahan konsentrasi senyawa organik (TOC).

Proses Peroksidasi, Fotokimia sinar UV dan UV-Peroksidasi dapat menurunkan konsentrasi

senyawa organik air gambut, dinyatakan dengan TOC mg/L. Dapat dilihat bahwa proses UV-

peroksidasi dapat menurunkan konsentrasi TOC dari 6,2 mg/L menjadi 4,98 mg/L, sedangkan

proses Fotokimia Sinar UV dan Peroksidasi hanya dapat menurunkan konsentrasi TOC

masing-masing sampai 12,61 mg/L dan 13,13 mg/L. Hal ini menunjukkan kemampuan UV-

peroksidasi lebih baik daripada Fotokimia Sinar UV dan peroksidasi.

Hidrogen peroksida (H2O2) adalah oksidator kuat (potensial oksidasi 1,8 V), tetapi tidak

sekuat radikal hidroksil (HO•, dengan potensial oksidasi 2,8 V). Radikal hidroksil dapat

terbentuk akibat adanya energy foton yang dipancarkan oleh sinar UV terhadap suatu

molekul senyawa berikatan H-O, seperti air dan H2O2. Akan tetapi aktivitas air untuk

menyerap energy foton sinar UV tidak sereaktif aktivitas hydrogen peroksida.

Berdasarkan persamaan reaksi (1) sebelumnya dapat dilihat bahwa air dengan adanya

penyinaran sinar UV dapat menghasilkan satu molekul radikal hidroksil, sedangkan hydrogen

peroksida bersama sinar UV dapat menghasilkan dua molekul radikal hidroksil. Fenomena ini

menjelaskan bahwa kombinasi hydrogen peroksida dan sinar UV atau disebut UV-

peroksidasi akan menghasilkan reaksi yang lebih reaktif karena menghasilkan radikal

hidroksil lebih banyak dibanding Fotokimia Sinar UV atau proses Peroksidasi sekalipun.

Dapat dijelaskan bahwa semakin lama waktu reaksi (pengadukan dan penyinaran) maka

konsentrasi TOC semakin menurun, baik proses Peroksidasi, Fotokimia Sinar UV maupun

UV-peroksidasi. Akan tetapi arah perubahan konsentrasi TOC dari proses UV-peroksidasi

memberikan hasil yang lebih baik dibanding dengan proses Peroksidasi dan Fotokimia Sinar

UV. Hal ini disebabkan adanya radikal hidroksil yang terbentuk selama reaksi oksidasi

senyawa organik berlangsung.

Pada proses Peroksidasi, oksidator yang berperan adalah H2O2 yang memiliki potensial

oksidasi 1,8V, sedangkan pada Fotokimia sinar UV dan UV-Peroksidasi oksidator yang

berperan adalah radikal hidroksil (OH) yang memiliki potensial oksidasi 2,8V (Metcalf &

Eddy, 2001). Berdasarkan nilai potensial oksidasi ini dapat menjelaskan bahwa Fotokimia

sinar UV akan menghasilkan reaksi lebih baik jika dibanding dengan Peroksidasi. Akan tetapi

jika Fotokimia sinar UV dibanding dengan UV-Peroksidasi, maka hasil reaksi yang diberikan

oleh UV-Peroksidasi akan lebih baik, karena jumlah oksidator radikal hidroksil yang

terbentuk selama reaksi adalah lebih banyak. Oleh karena itulah hasil yang diperoleh dari

penelitian ini menunjukkan penurunan konsentrasi senyawa organik (TOC) terbesar adalah

menggunakan proses UV-Peroksidasi.

SIMPULAN

Simpulan yang dapat diambil dari hasil penelitian ini adalah proses UV-Peroksidasi telah

menunjukkan keberhasilan proses UV-Peroksidasi dalam mengolah air gambut yaitu dapat

menurunkan 77,64% senyawa organik dalam waktu 240 menit.