SEDIMENTASI1. TUJUANTujuan dari pelaksanaan praktikum ini adalah untuk memahami proses dari sedimentasi serta factor-faktor yang mempengaruhinya.

2. PERINCIAN KERJAa. Sedimentasi dengan ketinggian suspensi sebagai variable kontrol.b. Sedimentasi dengan konsentrasi suspensi sebagai variable kontrol.c. Sedimentasi dengan konsentrasi suspensi sebagai variable kontrol dan dengan tambahan zat flokulan.

3. ALAT DAN BAHANAlat alat yang digunakan: Gelas kimia 500 ml1 buah Gelas kimia 300 ml3 buah Spatula1 buah Ayakan1 buah Stopwatch1 buah Neraca1 buah Alat sedimentasi1 setBahan bahan yang digunakan : Kapur (CaCO3) Air bersih Zat flokulan : Lead(II) trihydrat acetate (Pb(CH3COOH)2.3H2O)

4. DASAR TEORIProses sedimentasi adalah proses separasi secara mekanis yang memanfaatkan gaya grafitasi bumi. Sedimentasi dilakukan untuk memisahkan partikel-partikel padat maupun cair dari suatu cairan atau gas tertentu. Melalui proses sedimentasi ini, maka partikel-partikel padat dapat diklasifikasikan menurut massa jenis dan ukuran partikelnya.Contoh proses sedimentasi ini : Pengendapan lumpur dan zat padat lainnya pada cairan yang keruh. Pemisahan minyak dan air ditempat pencucian mobil. Dibandingkan dengan proses filtrasi, maka proses sedimentasi cenderung lebih ekonomis jika partikel-partikel penyusun campuran tersebut memiliki perbedaan massa jenis yang besar, ukuran partikel yang besar dan campuran tersedia dalam jumlah yang sangat banyak.

Gambar 1a memperlihatkan suspensi didalam suatu tabung pengendap dengan kedalaman Ho dan dibiarkan mengendap dengan sendirinya dalampengaruh gaya berat. Sesuai dengan laju pengendapannya, maka akan trbentuk endapan didasar tabung pada zone D dan bersamaan dengan itu terbentuk pula suatu lapisan lapisan lain (zone A, B dan C seperti terlihat pada gambar 1b).Zone A adalah suatu lapisan dimana terdapat suatu cairan yang paling jernih, sedangkan zone B adalah lapisan dimana terdapat suspensi awal. Dibawah zone B terdapat zone C yang mengandung partikel - partikel padat dengan komposisi lebih besar daripada dizone B. Jika partikel padat pada suspensi sulit teraglomerasi, maka zane A akan terlihat agak keruh sekeruh zone B sehingga batas antar muka (interface) zane A dan zone B menjadi kabur dan sulit diamati.Selama proses pengendapan berlangsung, kedalaman zone A dan zone D bertambah, sedangkan zone C tetap dan zone B berkurang (gambar 1c). Dengan makin bertambahnya zone D, maka terjadi pula proses pemampatan (kompresi), dimana ruang-ruang antar partkiel dibagian bawah zone D yang terisi oleh cairan seakanakan terperas keluar akibat tertekan oleh berat partikel-partikel yangterus berjatuhan dari zone C.Proses pemampatan ini mengakibatkan memadatnya endapan dibagian bawah zone D.Seterusnya setelah zone B makin menipis dan akhirya menghilang, perlahan-lahan zone C juga akan ikut menghilang sehingga akhirnya seluruh partikel partikel padat berada di zone D (gambar 1d). Setelah itu praktis hanya proses pemampatan saja yang masih berlangsung. Proses pemampatan ini akan berhenti jika telah terjadi kondisi kesetimbangan mekanik antara zat cair dengan endapan. Dengan selesainya prose pemampatan ini, maka selesai pula proses pengendapan (gambar 1e).Berdasarkan pada jenis partikel dan kemampuan pertikel untuk berinteraksi, sedimentasi dapat diklasifikasikan kedalam 4 tipe (dapat dilihat pada gambar V.1), yaitu:1.Settling tipe I: merupakan pengendapan partikel diskret, partikel mengendap secara individual dan tidak ada interaksi antar-partikel.2.Settling tipe II: merupakan pengendapan partikel flokulen, terjadi interaksi antar-partikel sehingga ukuran meningkat dan kecepatan pengendapan bertambah.3.Settling tipe III: merupakan pengendapan pada lumpur biologis, dimana gaya antar-partikel saling menahan partikel lainnya untuk mengendap.4.Settling tipe IV: terjadi pemampatan partikelyang telah mengendap yang tejadi karena berat partikel.

Laju sedimentasi partikel dapat diamati secara garfish dengan menggambarkan setiap halaman interface zane A dan zone B pada satuan waktu tertentu. Laju sedimentasi suatu suspensi tertentu bergantung kepada banyak faktor antara lain: 1. Komposisi suspensiLaju pembentukan endapan menurun dengan meningkatnya komposisi tetapi penurunannya lebih lambat dari pada saat komposisi meningkat.Semakin tinggi komposisi suspensi semakin rendah pula laju turunnya garis padatan karena besarnya kecepatan ke atas cairan yang dipindahkan.Berdasarkan komposisi dan sifat partikel untuk berinteraksi dari suspensi yang akan mengendap tipe sedimentasi dibedakan atas 4 type yaitu:a) Tipe 1: Klasifikasi tingkat 1 Menunjukkan pengendapan dari partikel bebas yang ada dalam suspensi yang mempunyai komposisi kepadatan rendah.partikel akan mengendapkan secara individu dan tidak berinteraksi dengan partikel sekelilingnya.b) Tipe 2: Klasifikasi tingkat 2Menunjukkan pengendapan dari partikel yang mempunyai kecenderungan untuk berinteraksi atau dengan mengumpul partikel sekelilingnya pada suspensi yang mempunyai kepadatan rendah.Dengan penggumpalan,massa partikel bertambah besar dan akan diendapkan dalam waktu yang lama.c) Tipe 3: Klasifikasi daerah pengendapanMenunjukkan pengendapan yang mempunyai komposisi tinggi dimana gaya interaksi antara partikel cenderung untuk tetap dalam posisinya dan menyebabkan pengendapan partikel secara merata sehingga terlihat suatu perbedaan yang jelas pada lapisan permukaan cairan .d) Tipe 4: Daerah kompresiMenunjukkan pengendapan partikel sedemikian rupa sehingga bentuk suatu struktur yang kompak. Hal ini disebabkan oleh massa partikel yang bertambah secara terus menerus selama proses pengendapan berlangsung.2. Perbandingan luas permukaan dengan kedalaman suspensi Semakin luas permukaan suatu suspensi maka kedalaman suspensi tersebut semakin rendah maka proses pengendapannya pun akan berlangsung semakin cepat.3. Ukuran partikelSemakin besar ukuran partikel maka proses pengendapan akan semakin cepat dan sebaliknya semakin kecil ukuran partikel maka proses pengendapan akan berlangsung lambat.4. Adanya zat flokulan yang memicu menggumpalnya partikel- partikel menjadi partikel berukuran lebih besar.Dengan penambahan flokulan akan banyak membantu pembentukan gumpalan-gumpalan baru karena terdapat inti dari kelompok-kelompok yang saling bersatu sehingga akan terbentuk endapan yang lebih besar dan berat yang sangat mudah dipisah.Penggabungan partikel dapat terjadi bilamana ada kontak antara partikel tersebut.Pada flokulasi terjadi penambahan volume, massa dan kohesi dari partikel-partikel.Ukuran partikel ini diubah dengan cara:a) Difusi sempurna secara cepat dari koagulan dengan pengadukan singkat.b) Pengadukan secara perlahan-lahan dan merata untuk menambah muatan partikel-partikel koloid.c) Pemakaian produk sebagai agen flokulasi dengan mempercepat reaksi.

5. PengadukanPengadukan data menyebabkan penggabungan partikel melalui kontak yang dihasilkan oleh gerakan cairan itu sendiri.Semakin cepat pengadukan maka akn semakin lambat proses pengendapan dan sebaliknya.Hal ini terjadi karena apabila pengadukan cepat maka flok yang sudah terbentuk pecah lagi atau flok belum terbntuk secara sempurna.6. AliranAliran berpengaruh terhadap komposisi cairan suspensi yang tidak seragam. Peningkatan laju alir massa sebagai akibat tingginya densitas padatan dalam lapisan sediment sehingga proses pengendapan berlangsung lambat.Dalam percobaan ini dipelajari 4 faktor yang mempengaruhi kecepatan pengendapan suatu suspensi, yakni faktor ketinggian suspensi, faktor komposisi suspensi, faktor penambahan zat flokulan dan ukuran partikel.Zat flokulan adalah zat yang memiliki sifat mampu membentuk partikel partikel menjadi suatu flok ( gabungan partikel partikel menjadi partikel berukuran lebih besar). Sehingga pengendapan berlangsung relative lebih cepat.Berikut adalah rumus sedimentasi : Ln (H He) = -kt + Ln( Hc He ) Keterangan : H : Ketinggian interface A B pada saat t He : Ketinggian akhir sediment Hc : Ketinggian kritis, yakni ketinggian interface A D t : Waktu proses sedimentasi k : Konstanta pengendapan.

5. PROSEDUR PENGERJAAN Peralatan dan bahan yang digunakan Disiapkan. Bubuk kapur Diayak kedalam baskomA. Percobaan 1 : Variasi Ketinggian Dengan Konsentrasi ( 5% CaCO3 )1) Kapur ditimbang sebanyak 40 gram, 50 gram, 60 gram, 70 gram, dan 80 gram.2) Kapur yang sudah ditimbang dimasukkan ke dalam masing-masing tabung A, B, C, D dan E.3) Air ditambahkan ke dalam masing-masing tabung dengan ketinggian hingga (400 mm,500 mm,600 mm,700 mm,800 mm) dengan cara menambahkan air sebanyak (800 ml,1000 ml,1200 ml,1400 ml,1600 ml) ke dalam masing-masing tabung, lalu tabung ditutup dengan penutupnya.4) Kemudian masing-masing tabung dikocok dan pada saat bersamaan, kelima tabung diletakkan di tempat sedimentasi.5) Perubahan ketinggian dari kelima tabung tersebut diamati setiap selang waktu 5 menit. 6) Pengamatan dihentikan setelah tercapai ketinggian yang konstan.B. Percobaan 2 : Variasi konsentrasi dengan ketinggian sama1) Setelah percobaan 1 selesai, tabung dilepas terlebih dahulu dari alat sedimentasi.2) Kemudian masing-masing tabung ditambahkan dengan air hingga ketinngiannya sama. Dalam hal ini, ketinggian yang kami patok adalah sebanyak 800 mm. Sehingga mengakibatkan konsentrsi dari kapur berubah menjadi 2,5% , 3,12% , 3,75% , 4,35% ,5%.3) Tabung ditutup dengan rapat, lalu dilakukan pengocokan lagi secara bersamaan dan diberhentikan secara bersamaan. Pada saat kocokan dihentikan, stopwatch dinyalakan untuk mengukur waktu sedimentasi. Tabung kemudian dipasangkan kembali pada alat sedimentasi.4) Tiap 5 menit dilakukan pengamatan pada ketinggian suspensi dalam larutan menjadi konstan.C. Percobaan 3 : Konsentrasi CaCo3 berbeda, Ketinggian 800 mm, + Flokulan1) Setelah percobaan ke 2 selesai, tabung dilepas terlebih dahulu dari alat sedimentasi.2) Timbang masing-masing 0,05 gram flokulan unuk tiap tabung.3) Kemudian zat flokulan ditambahkan pada tiap tabung sedimentasi.4) Kemudian ke 5 tabung dikocok secara bersamaansetelah itu tabung di pasang ke alat sedimentasi.5) Pengamatan ketinggian pengendepan dilakukan tiap 30 detik.

6. DATA PENGAMATANData praktikum yang diperoleh pada praktikum sedimentasi :Tabel 1.1. Data Variasi Ketinggian dengan Konsentrasi 5% CaCO3NoT( menit)H(400 mm)H(500 mm)H(600 mm)H(700 mm)H(800 mm)

10400500600700800

25283385475570660

310195245370460530

415105140260340420

5207095165240310

6256380117147195

7305570103128148

835536891109133

940526683104120

104551647992110

115050637789100

12554962768695

13604861748590

14654760738388

15704659728287

16754658707986

17804657697785

18854657687684

19904657687684

20954657687684

Tabel 1.2. Data Variasi Konsentrasi dengan Ketinggian 800 mmNoT( menit)H (800mm) 1H (800mm)2H (800mm)3H (800mm)4H (800 mm)5

10800800800800800

25580590670690710

310380390520590600

41580100380480490

5207289260390400

6256376120300310

7306172101200210

835597090123135

940556782112121

1045546678101112

115052647694104

12555163758896

13605061748392

14654960728190

15704859718089

16754758707988

17804757697887

18854757697786

19904757697786

20954757697786

Tabel 1.3. Data Konsentrasi sama, Ketinggian sama, + FlokulanNoT( detik)H(800mm) 1H(800 mm)2H(800 mm)3H(800mm)4H(800mm)5

10800800800800800

230125500470585602

360120270340400435

490105255195250306

512096135170220262

615089126155200238

718085116145185221

821083110138175206

924082105130165196

1027079101126156187

113007898122155179

123307895120146173

133607693116143167

143907692114139164

154207591113135159

164507590112133156

174807589110131154

185107488109129151

195407487108128149

205707387107126148

216007386106124145

226307385105123145

236607385105122142

246907385105121142

257207385105120140

267507385105119139

277807385105118138

288107385105118137

298407385105117136

308707385105116135

319007385105115134

329307385105115134

339607385105114133

349907385105114132

3510207385105113131

3610507385105113130

7. Perhitunggan A.Percobaan 1 : Variasi Ketinggian dengan Konsentrasi 5% CaCO32.1 Grafik Hubungan antara Waktu (t) Vs Ketinggian (h)

Tabel 2.1 Data Daerah KompresiT(waktu)H (Tabung 1)H (Tabung 2)H (Tabung 3)H (Tabung 4)H (Tabung 5)

2070165

256380117147

305570103128148

35536891109133

40526683104120

4551647992110

5050637789100

554962768695

604861748590

6560738388

7059728287

75707986

Tabel 2.2 Selisih ketinggian suspensi terhadap ketinggian sedimentasi

waktuln(H-He) Tb. 1ln(H-He) Tb. 2ln(H-He) Tb. 3ln(H-He) Tb. 4ln(H-He) Tb. 5

203,178053834,574710979

252,8332133443,1354942163,8918202984,262679877

302,1972245772,5649493573,5553480613,9512437194,158883083

351,9459101492,3978952733,1354942163,4965075613,891820298

401,7917594692,1972245772,7080502013,332204513,583518938

451,6094379121,9459101492,3978952732,7725887223,258096538

501,3862943611,7917594692,1972245772,5649493572,772588722

551,0986122891,6094379122,0794415422,3025850932,397895273

600,6931471811,3862943611,7917594692,1972245771,791759469

651,0986122891,6094379121,9459101491,386294361

700,6931471811,3862943611,7917594691,098612289

750,6931471811,0986122890,693147181

Grafik 2.2 hubungan antara waktu (t) Vs Ln(H-He)

Menentukan nilai konstanta pengendapan (b) dan ketinggian kritis (Hc) :Tabung ALn(H He) = -b . t + Ln(Hc He)Diperoleh regresi linear Y= y = -0,057x + 4,139 Slope = - b- 0,057= - bb = 0,057

Intercept= Ln(Hc-He)4,139= Ln(Hc-He)E3,76= Hc-HeHc= e4,139 + 48Hc= 108,7401 cm

Untuk nilai nilai tabung yang lain dapat dilihat pada tabel berikut :Tabel 2.3. Data perhitungan laju pengendapan (b) dan ketinggian kritis (Hc) berdasarkan grafik.slopeintercepHoHeHc

0,0574,13940048108,7401

0,0473,90250059106,5014

0,0615,41360070292,3035

0,0575,30770079277,7441

0,085,92980086459,7785

Grafik2.3.Hubungan antara ketinggian Ho (mm) Vs konstanta pengendapan solpe (b)

Grafik 2.4 Hubungan antara Ho (mm) Vs Hc (mm)

B. Percobaan 2 : Variasi Konsentrasi Dengan Ketinggian 800 mmPerhitumhan konsentrasiUntuk Tabung 1Nilai selanjutnya dapat dilihat pada tabel 3.1Tabel 3.1 Data Konsentrasinomassa (gr)volume (ml)% CaCO3

14016002,5

25016003,12

36016003,75

47016004,35

58016005

Grafik 3.1 Hubungan Antara Waktu (t) Vs Ketinggian (H)

Tabel 3.1 Data yang akan diolah yang berada pada daerah sebelum kompresi.

(t)H1 (800mm)H2(800mm)H3(800mm)H4(800mm)H5(800mm)

0800800800800800

5580590670690710

10380390520590600

1580100380480490

207289260390400

Tabel 3.2 Data perhitungan Ln C dan dH/dt

CLn Cdh/dt

2,50,91629136

3,121,13783335,55

3,751,32175627

4,371,47476320,5

51,60943820

Grafik 3.2. Hubungan antara Ln C Vs Ln dH/dT

Hasil penentuan nilai dan berdasarkan grafik.-dH/dt = . CBY= -897,21x + + 2133,2PERCOBAAN

Ketinggian sama, komposisi beda tanpa penambahan flokulan-897,212133,2

C. Percobaan 3 : Penambaha FlukulanSedimentasi dengan konsentrasi suspensi sebagai variable kontrol dan dengan tambahan zat flokulan.Grafik 4.1 Hubungan antara waktu (t) Vs Ketinggian (H) untuk ketinggian yang samadan komposisi berbeda dengan penambahan Flokulan.

Tabel Hasil perhitungan Ln C dan dH/dt

CLn Cdh/dt

2,50,9162907321360

3,121,1378330021060

3,751,32175584920

4,371,474763009800

51,609437912730

Grafik 4.2. Hubungan antara Ln C Vs dH/dT untuk ketinggian yang sama dan komposisi berbeda dengan penambahan flokulan.

Tabel Hasil penentuan nilai dan berdasarkan grafik 3.3-dH/dt = . CBy = -897,2x + 2133PERCOBAAN

Ketinggian sama, komposisi beda dengan penambahan flokulan-897,22133

8. PEMBAHASANPada percobaan sendimentasi yang telah dilakukan bertujuan untuk memahami proses dari sedimentasi serta factor-faktor yang mempengaruhinya. Dengan diakukan praktikum ini saya dapat menyimpulkan bahwa Sedimentasi adalah proses pemisahan antara slurry dengan supernatant baik secara kimia maupun secara mekanik. Kami juga telah memahami factor-faktor apa yang dapat mempengaruhi proses sedimentasi ini. Dalam hal ini saya menggunakan sebuah grafik gabungan Tabung 2 pada Percobaan 1,2,&3 untuk memudahkan dalam menjelaskan factor-faktor tersebut.

Grafik 5.1 hubungan antara Waktu (t) Vs Ketiggian (H) Pada Tabung 1

Faktor pertama yang mempengaruhi proses sedimentasi adlah gaya grafitasi. Karena adanya gaya gravitasi maka seiring berjalannya waktu Padatan tersuspensi lama kelamaan akan bergerak turun ke bawah mengikuti gravitasi bumi. Hal ini dapat diamati pada grafik di atas. Dari nilai di atas dapat dilihat bahwa grafik mengarah turun, karena lama kelamaan ketinggian (sumbu y) semakin kecil. Berikutnya factor yang mempengaruhi sedimentasi adalah nilai berat jenis dari Padatan Tersuspensi tersebut. Karena semakin berat partikel tersuspensi tersebut, maka semakin cepat pula partikel tersebut untuk mengendap. Dalam grafik diatas dapat diamati bahwa kurva pada C&H sama + flokulan (hijau) lebih cepat mengalami keadaan konstan dibandingkan dengan kurva lainnya, hal ini disebabkan pada percobaan dengan kurva tersebut, berat jenis dari partikelnya jauh lebih berat dibandingkan dengan percobaan lainnya.

Faktor terakhir adalah adanya penambahan Koagulan/Flokulan dalam proses. Tujuan dari penambahan zat ini adalah untuk melakukan penngabungan partikel partikel suspense yang awalnya berukuran kecil menjadi lebih besar, sehingga berat jenisnya juga semakin besar dan semakin mudah untuk mengendap.Dari grafik 5.1 di atas,seperti yang dibahas sebelumnya kurva berwarna hijau lebih cepat mengalami keadaan konstan dibandingkan dengan kurva lainnya karena partikelnya memiliki berat jenis yang lebih besar. Hal ini biasa terjadi karena adanya penambahan Flokulan pada sampel sehingga membentuk partikel yang ukurannya lebih besar dan lebih berat. Itulah kenapa dalam proses pengolahan air dengan metode sedimentasi, dilakukan penambahan Koagulan/Flokulan agar partikel tersuspensi dalam air lebih cepat mengendap, sehingga tak perlu waktu lama untuk proses ini dan dapat dilanjutkan ke proses selanjutnya.

9. KesimpulanDari percobaan yang telah di lakukan maka dapat disimpulkan sebagai berikut :a. Semakin besar jarak tinggian antara permukaan cairan dengan dasarnya lmaka waktu yang diperlukan untuk pengendapan akan semakin lama, karena jarak jatuh sedimentnya lebih jauh sehingga proses pengendapan berlangsung lebih lama.b. Semakin tinggi konsentrasi suspensi (kapur) maka laju pengendapan juga semakin rendah akan tetapi waktu yang dibutuhkan untuk mengendapkan semua partikel-partikel sedimentnya lebih lama.c. Penambahan flokulan akan mempercepat terjadinya sedimentasi karena adanya kemampuan untuk menarik setiap partikel-partikel kecil untuk bergabung membentuk partikel yang lebih besar dengan jumlah muatan yang lebih besar pula sehingga partikelnya yang lebih besar dan berat.d. Dari grafik hubungan antara ln C vs (dH/dt) pada konsentrasi yang berbeda dengan ketinggian yang sama , nilai =--1,000 dan nilai =4,588 sedangkan dari grafik hubungan antara ln C vs (dH/dt) pada konsentrasi beda, ketinggian sama dengan penambahan flokulan, nilai = -897,2 dan nilai =2133

Daftar Pustakaa) Buku panduan praktikum Laboratorium Satuan Operasi; Teknik Kimia Politeknik Negeri Ujumg Pandang, 2015.b) http://tentangteknikkimia.wordpress.com/2011/12/17/sedimentasi/c) Meurah, Cut, dkk.Geografi.Jakarta : PT. PhibetaAneka Gama, 2006d) Uli H, Marah dan Asep Mulyadi.Geografi.Jakarta : Erlangga, 2007

C

( a )

( b )

B

A

C

D

B

( c )

A

D

( d )

( e )