Besi yang sudah berusia tua atau terlalu sering terkena air akan mengalami perubahan warna dan berkarat. Karat pada besi atau korosi besi akan menyebabkan warna besi berubah menjadi kemerahan atau kecoklatan, serta tekstur permukaannya menjadi kasar. Munculnya karat pada besi (korosi besi) ini merupakan salah satu akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki.
Dalam perjalanannya, reaksi redoks mempunyai banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam industri. Meskipun tak dipungkiri, reaksi redoks ini ada yang bersifat merugikan maupun menguntungkan dalam kehidupan manusia.
Ada beberapa contoh aplikasi penerapan reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari dan di industri, diantaranya:
Pembakaran bahan bakar roket
Reaksi redoks akan terjadi pada pembakaran bahan bakar. Pada umumnya, roket diisi dengan bahan bakar dan cairan pengoksidasi (oksidator). Bahan bakar dan oksidator bercampur dan terbakar dalam ruang pembakaran. Keberadaan zat pengoksidasi membuat bahan bakar terbakar lebih efisien. Dari pembakaran tersebut akan dihasilkan gas buang yang mendorong roket dalam arah yang berlawanan.
Proses Pemutihan
Pemutihan adalah suatu proses menghilangkan warna alami dari serat tekstil, benang, kain, bubur kayu kertas, dan produk lainnya dengan reaksi kimia tertentu. Beberapa zat pewarna bisa dihilangkan dengan zat-zat pengoksidasi sebagai suatu pemutih.
(Baca juga: Menyetarakan Reaksi Redoks, Kenali Dua Metode Ini)
Pemutih yang paling umum digunakan adalah senyawa-senyawa klor, hydrogen peroksida, natrium perborat, dan kalium permanganate, dan sebagian zat pewarna bisa dihilangkan menggunakan zat pereduksi seperti belerang dioksida.
Industri Pengolahan Logam
Bijih-bijih logam umumnya terdapat dalam bentuk senyawa oksidasi, sulfide, dan karbonat. Bijih-bijih sulfide dan karbonat diubah terlebih dahulu menjadi oksidasi melalui pemanggangan, setelah itu bijih oksida direduksi menjadi logam.
Mencegah Kerusakan Akibat Radikal Bebas
Radikal bebas merupakan sebuah istilah untuk menyatakan sebuah atom atau kelompok atom yang sangat reaktif yang mempunyai suatu elektron dan tidak berpasangan. Radikal bebas berperan menimbulkan beberapa penyakit seperti radang persendian dan penyakit hati.
Radikal bebas dalam tubuh dalam menyerang lemak, protein, dan asam nukleat. Selain itu, radikal bebas juga dapat merusak sel-sel hidup, membusukan makanan, dan merusak zat-zat seperti karet, bensin, dan oli.
Untuk mencegah kerusakan akibat radikal bebas, ilmuwan menggunakan zat yang disebut antioksidan. Jenis antioksidan yang lain bekerja melawan molekul-molekul yang membentuk radikal bebas dengan menghancurkan molekul-molekul tersebut sebelum menghasilkan kerusakan tertentu.
Berikut ini kita akan membahas mengenai larutan elektrolit, konsep larutan elektrolit, konsep redoks, penerapan reaksi redoks dalam kehidupan sehari hari, proses flotasi, proses filtrasi, proses adsorpsi, cara pengolahan limbah, pengolahan limbah cair, pengolahan limbah secara kimia, pengolahan limbah secara biologi, pengolahan limbah secara fisika.
Berdirinya pabrik-pabrik menimbulkan dilema bagi pemerintah dan masyarakat. Di satu sisi, keberadaan pabrik membantu pemerintah mengurangi angka pengangguran. Akan tetapi, adanya pabrik justru menimbulkan masalah bagi lingkungan.
Air limbah pabrik yang tidak diolah atau diolah secara tidak benar dapat merusak lingkungan karena air limbah mengandung zat pencemar, seperti senyawa organik dan logam berat. Ada beberapa cara pengolahan limbah, di antaranya pengolahan secara fisika, kimia, dan biologi.
Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air buangan, bahan-bahan tersuspensi berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan yang terapung disisihkan terlebih dahulu.
Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan.
Proses flotasi banyak digunakan untuk menyisihkan bahan-bahan yang mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya.
Flotasi juga dapat digunakan sebagai cara penyisihan bahan-bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpur endapan (sludge thickening) dengan memberikan aliran udara ke atas (air flotation).
Proses filtrasi di dalam pengolahan air buangan biasanya dilakukan untuk mendahului proses adsorpsi atau proses reverse osmosis-nya.
Tujuannya untuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dari dalam air agar tidak mengganggu proses adsorpsi atau menyumbat membran yang digunakan dalam proses osmosis.
Proses adsorpsi dengan karbon aktif dilakukan untuk menghilangkan senyawa aromatik (misalnya: fenol) dan senyawa organik terlarut lainnya terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut.
Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya diaplikasikan untuk unitunit pengolahan kecil, terutama jika pengolahan ditujukan untuk menggunakan kembali air yang diolah. Biaya instalasi dan operasinya sangat mahal.
Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor, dan zat organik beracun. Proses ini dilakukan dengan cara menambahkan bahan kimia tertentu ke dalam air limbah.
Penyaringan bahan-bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tidak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.
Pengendapan bahan tersuspensi yang tidak mudah larut dilakukan dengan menambahkan elektrolit yang memiliki muatan yang berlawanan dengan muatan koloidnya agar terjadi netralisasi muatan koloid tersebut, sehingga akhirnya dapat diendapkan.
Agar terjadi pengendapan logam-logam berat atau senyawa fosfor, air diberi perlakuan khusus terlebih dahulu dengan pengondisian pH air.
Penyisihan logam berat dan senyawa fosfor dilakukan dengan menambahkan larutan alkali (misalnya air kapur) sehingga membentuk endapan hidroksida dari logam-logam tersebut atau endapan hidroksiapatit.
Penghilangan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada konsentrasi rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasinya dengan klor (Cl2), kalsium permanganat, aerasi, ozon hidrogen peroksida.
Pada dasarnya kita dapat memperoleh efisiensi tinggi dengan pengolahan secara kimia, akan tetapi biaya pengolahan menjadi mahal karena memerlukan bahan kimia.
Semua air buangan yang biodegradable dapat diolah secara biologi. Pengolahan limbah cair dengan proses biologi umumnya digunakan untuk menghilangkan bahan-bahan organik terlarut dan koloidal yang membutuhkan biaya yang cukup mahal untuk menghilangkannya.
Dalam beberapa dasawarsa telah berkembang berbagai metode pengolahan biologi dengan segala modifikasinya.
Pada dasarnya, reaktor pengolahan secara biologi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu:
- reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reactor);
- reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reactor).
Jika menggunakan reaktor pertumbuhan tersuspensi, mikroorganisme tumbuh dan berkembang dalam keadaan tersuspensi. Proses lumpur aktif yang banyak dikenal berlangsung dalam reaktor jenis ini.
Proses lumpur aktif merupakan proses aerobik, pada proses ini mikroba tumbuh dalam flok (lumpur) yang terdispersi, pada flok inilah akan terjadi proses degradasi.
Proses lumpur aktif berlangsung dalam reaktor dengan pencampuran sempurna dilengkapi dengan umpan balik (recycle) lumpur dan cairannya.
Di dalam reaktor pertumbuhan lekat, mikroorganisme tumbuh di atas media pendukung dengan membentuk lapisan tipis untuk melekatkan dirinya. Berbagai modifikasi telah banyak dikembangkan selama ini, antara lain:
- trickling filter,
- cakram biologi,
- filter terendam, dan
- reaktor fluidisasi.
Seluruh modifikasi ini dapat menghasilkan efisiensi penurunan BOD Kata Kunci sekitar 80%–90%. Ditinjau dari segi lingkungan di mana berlangsung proses penguraian secara biologi, proses ini dapat dibedakan menjadi dua jenis:
- proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya oksigen;
- proses anaerob, yang berlangsung tanpa adanya oksigen.
Apabila BOD air buangan tidak melebihi 400 mg/L, proses aerob masih dapat dianggap lebih ekonomis dibandingkan proses anaerob. Pada BOD lebih tinggi dari 4.000 mg/L, proses anaerob menjadi lebih ekonomis.
- 1. Penerapan Konsep Reaksi Redoks dalam Pengolahan Limbah (Lumpur Aktif) Salah satu penerapan konsep reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari adalah dalam bidang pengolahan limbah. Prinsip dasar yang dipergunakan adalah teroksidasinya bahan-bahan organik maupun anorganik, sehingga lebih mudah diolah lebih lanjut. Limbah merupakan salah satu pencemar lingkungan yang perlu dipikirkan cara-cara mengatasinya. Untuk menjaga dan mencegah lingkungan tercemar akibat akumulasi limbah yang semakin banyak, berbagai upaya telah banyak dilakukan untuk memperoleh teknik yang tepat dan efisien sesuai kondisi lokal. Berbagai tipe penanganan limbah cair dengan melibatkan mikroorganisme telah dikerjakan di Indonesia, yaitu sedimentasi, kolam oksidasi, trickling filter, lumpur aktif (activated sludge), dan septic tank. Pada uraian ini akan kita pelajari salah satu teknik saja, yaitu teknik lumpur aktif (activated sludge). Proses lumpur aktif (activated sludge) merupakan sistem yang banyak dipakai untuk penanganan limbah cair secara aerobik. Lumpur aktif merupakan metode yang paling efektif untuk menyingkirkan bahan-bahan tersuspensi maupun terlarut dari air limbah. Lumpur aktif mengandung mikroorganisme aerobik yang dapat mencerna limbah mentah. Setelah limbah cair didiamkan di dalam tangki sedimentasi, limbah dialirkan ke tangki aerasi. Di dalam tangki aerasi, bakteri heterotrofik berkembang dengan pesatnya. Bakteri tersebut diaktifkan dengan adanya aliran udara (oksigen) untuk melakukan oksidasi bahan-bahan organik. Bakteri yang aktif dalam tangki aerasi adalah Escherichia coli, Enterobacter, Sphaerotilus natans, Beggatoa, Achromobacter, Flavobacterium, dan Pseudomonas. Bakter-bakteri tersebut membentuk gumpalan- gumpalan atau flocs. Gumpalan tersebut melayang yang kemudian mengapung di permukaaan limbah. Metode lumpur aktif memanfaatkan mikroorganisme (terdiri 95% bakteri dan sisanya protozoa, rotifer, dan jamur) sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah. Proses lumpur aktif merupakan proses aerasi(membutuhkan oksigen). Pada proses ini mikroba tumbuh dalam flok (lumpur) yang terdispersi sehingga terjadi proses degradasi. Proses ini berlangsung dalam reactor yang dilengkapi recycle/umpan balik lumpur dan cairannya. Lumpur secara aktif mereduksi substrat yang terkandung di dalam air limbah. Tahapan-tahapan pengolahan air limbah dengan metode lumpur aktif secara garis besar adalah sebagai berikut: 1. Tahap awal Pada tahap ini dilakukan pemisahan benda-benda asing seperti kayu, bangkai binatang, pasir, dan kerikil. Sisa-sisa partikel digiling agar tidak merusak alat dalam sistem dan limbah dicampur agar laju aliran dan konsentrasi partikel konsisten. 2. Tahap primer
2. Tahap ini disebut juga tahap pengendapan. Partikel-partikel berukuran suspensi dan partikel-partikel ringan dipisahkan, partikel-partikel berukuran koloid digumpalkan dengan penambahan elektrolit seperti FeCl3, FeCl2, Al2(SO4)3, dan CaO. 3. Tahap sekunder Tahap sekunder meliputi 2 tahap yaitu tahap aerasi (metode lumpur aktif) dan pengendapan. Pada tahap aerasi oksigen ditambahkan ke dalam air limbah yang sudah dicampur lumpur aktif untuk pertumbuhan dan berkembang biak mikroorganisme dalam lumpur. Dengan agitasi yang baik, mikroorganisme dapat melakukan kontak dengan materi organik dan anorganik kemudian diuraikan menjadi senyawa yang mudah menguap seperti H2S dan NH3 sehingga mengurangi bau air limbah. Tahap selanjutnya dilakukan pengendapan. Lumpur aktif akan mengendap kemudian dimasukkan ke tangki aerasi, sisanya dibuang. Lumpur yang mengendap inilah yang disebut lumpur bulki. 4. Tahap tersier Tahap ini disebut tahap pilihan. Tahap ini biasanya untuk memisahkan kandungan zat-zat yang tidak ramah lingkungan seperti senyawa nitrat, fosfat, materi organik yang sukar terurai, dan padatan anorganik. Contoh-contoh perlakuan pada tahap ini sebagai berikut: a. Nitrifikasi/denitrifikasi Nitrifikasi adalah pengubahan amonia (NH3 dalam air atau NH4+) menjadi nitrat (NO3-) dengan bantuan bakteri aerobik. Reaksi: 2 NH4+(aq) + 3 O2(g) -> 2 NO2-(aq) + 2 H2O(l) + 4 H+(aq) 2 NO2- (aq) +O2(g)2 NO3- (aq) Denitrifikasi adalah reduksi nitrat menjadi gas nitrogen bebas seperti N2, NO, dan NO2. Senyawa NO3 gas nitrogen bebas b. Pemisahan fosfor Fosfor dapat dipisahkan dengan cara koagulasi/ penggumpalan dengan garam Al dan Ca, kemudian disaring. Al2(SO4)3+14H2O(s) + 2 PO43-(aq)2 AIPO4(s) + 3 SO42-(aq) + 14 H2O(l) 5 Ca(OH)2(s) + 3 HPO42-(aq) Ca5OH(PO4)3(s) + 6 OH-(aq) + 3 H2O(l) c. Adsorbsi oleh karbon aktif untuk menyerap zat pencemar, pewarna, dan bau tak sedap. d. Penyaringan mikro untuk memisahkan partikel kecil seperti bakteri dan virus. e. Rawa buatan untuk mengurai materi organik dan anorganik yang masih tersisa dalam air limbah. 5. Disinfektan 3. Disinfektan ditambahkan pada tahap ini untuk menghilangkan mikroorganisme seperti virus dan materi organic penyebab bau dan warna. Air yang keluar dari tahap ini dapat digunakan untuk irigasi atau keperluan industri, contoh: Cl2. Reaksi: Cl2(g) + H2O(l)HClO(aq) + H+(aq) + Cl-(aq) 6. Pengolahan padatan lumpur Padatan lumpur dari pengolahan ini dapat diuraikan bakteri aerobik atau anaerobik menghasilkan gas CH4 untuk bahan bakar dan biosolid untuk pupuk. Akan tetapi dalam pelaksanaannya metode lumpur aktif menemui kendala-kendala seperti: 1. Diperlukan areal instalasi pengolahan limbah yang luas, karena prosesnya berlangsung lama. 2. Menimbulkan limbah baru yakni lumpur bulki akibat pertumbuhan mikroba berfilamen yang berlebihan. 3. Proses operasinya rumit karena membutuhkan pengawasan yang cukup ketat. 4. Salah satu penerapan konsep reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari adalah dalam bidang pengolahan limbah. Prinsip dasar yang dipergunakan adalah teroksidasinya bahan-bahan organik maupun anorganik, sehingga lebih mudah diolah lebih lanjut. Limbah merupakan salah satu pencemar lingkungan yang perlu dipikirkan cara-cara mengatasinya. Untuk menjaga dan mencegah lingkungan tercemar akibat akumulasi limbah yang semakin banyak, berbagai upaya telah banyak dilakukan untuk memperoleh teknik yang tepat dan efisien sesuai kondisi lokal. Berbagai tipe penanganan limbah cair dengan melibatkan mikroorganisme telah dikerjakan di Indonesia, yaitu sedimentasi, kolam oksidasi, trickling filter, lumpur aktif (activated sludge), dan septic tank. Pada uraian ini akan kita pelajari salah satu teknik saja, yaitu teknik lumpur aktif (activated sludge). Proses lumpur aktif (activated sludge) merupakan sistem yang banyak dipakai untuk penanganan limbah cair secara aerobik. Lumpur aktif merupakan metode yang paling efektif untuk menyingkirkan bahan-bahan tersuspensi maupun terlarut dari air limbah. Lumpur aktif mengandung mikroorganisme aerobik yang dapat mencerna limbah mentah. Setelah limbah cair didiamkan di dalam tangki sedimentasi, limbah dialirkan ke tangki aerasi. Di dalam tangki aerasi, bakteri heterotrofik berkembang dengan pesatnya. Bakteri tersebut diaktifkan dengan adanya aliran udara (oksigen) untuk melakukan oksidasi bahan-bahan organik. Bakteri yang aktif dalam tangki aerasi adalah Escherichia coli, Enterobacter, Sphaerotilus natans, Beggatoa, Achromobacter, Flavobacterium, dan Pseudomonas. Bakter-bakteri tersebut membentuk gumpalan- gumpalan atau flocs. Gumpalan tersebut melayang yang kemudian mengapung di permukaaan limbah. smoga bisa mmbantu, . . . 5. BAB 1 PENDAHULUANA.Latar Belakang Jika diamati, sungai-sungai di daerah pemukiman seringkali kotor dan berbau tidak sedap.Hal itu diakibatkan oleh banyaknya sampah atau limbah cair yang dibuang ke saluran air dan akhirnya masuk ke sungai. Limbah cair tersebut harus diolah terlebih dahulu sebelum dialirkan ke sungai, sehingga sungainya tetap bersih dan airnya dapat digunakan oleh penduduk. Dengan kemajuan ilmu pengetahuan yang pesat seperti saat ini, banyak ditemukan cara-cara untuk mengatasi permasalahan lingkungan yang dapat mengganggu kehidupan manusia, salah satunya melalui cabang ilmu pengetahuan Kimia. Cabang ilmu pengetahuan Kimia dapat digunakan untuk mengatasi permasalahan lingkungan seperti mengatasi limbah cair. Pengolahan limbah ini dilakukan dengan cara menerapakan konsep-konsep redoks dengan memanfaatkan lumpur aktif sebagai bahan utama.B.Rumusan Masalah 1.Apa yang dimaksud dengan reaksi redoks?2.Bagaimana cara pengolahan limbah cair menggunakan lumpur aktif?C.Tujuan 1.Mengetahui dan memahami konsep dasar reaksi redoks.2.Mengetahui dan memahami aplikasi redoks dalam mengatasi limbah cair.3.Mengetahui dan memahami cara pengolahan limbah cair menggunakan lumpur aktif.BAB 2 PEMBAHASANA.Reaksi Redoks Reaksi reduksi oksidasi atau reaksi redoks merupakan istilah yang menjelaskan berubahnya bilangan oksidasi (keadaan oksidasi) atom-atom dalam sebuah reaksi kimia. Istilah redoks berasal dari dua konsep, yaitu reduksi dan oksidasi. Dapat dijelaskan dengan mudah sebagai berikut: 6. Reduksi menjelaskan pelepasan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion. Zat yang mengalami reduksi akan menjadi lebih negatif.Oksidasi menjelaskan penambahan elektron oleh mengalami oksidasi menjadi lebih positif.sebuah molekul, atom,atau ion. ZatyangKonsep reaksi reduksi dan oksidasi mengalami perkembangan seiring kemajuan ilmu kimia. Awalnya, sekitar abad 18, konsep reaksi redoks didasarkan atas reaksi oksidasi yang melibatkan penggabungan oksigen dan reaksi reduksi yang melibatkan pelepasan oksigen, dilanjutkan dengan konsep pelepasan dan penerimaan elektron, lalu konsep kenaikan dan penurunan bilangan oksidasi, serta perkembangan terakhir dengan konsep pelepasan dan pengikatan hidrogen.B.Pengaplikasian Konsep Reaksi Redoks Untuk Mengatasi Limbah Cair Salah satu jenis limbah dalam air kotor adalah limbah organik, yaitu limbah yang merupakan sisa-sisa makhluk hidup. Limbah seperti itu dapat berasal dari rumah tangga maupun industri. Limbah organik dapat diolah dengan memanfaatkan aksi bakteri pengurai yang disebut bakteri aer