APLIKASI ELEKTROKIMIA: ELEKTROKOAGULASI



Aplikasi metode elektrokimia untuk lingkungan dan laboratorium pada umumnya didasarkan pada proses elektrolisis, yakni terjadinya reaksi kimia dalam suatu sistem elektrokimia akibat pemberian arus listrik dari suatu sumber luar. Proses ini merupakan kebalikan dari proses Galvani, di mana reaksi kimia yang berlangsung dalam suatu sistem elektrokimia dimanfaatkan untuk menghasilkan arus listrik, misalnya dalam sel bahan bakar (fuel-cell). Aplikasi lainnya dari metode elektrokimia selain pemurnian logam dan elektroplating adalah elektroanalitik, elektrokoagulasi, elektrokatalis, elektrodialisis dan elektrorefining. Pada artikel ini akan dibahas aplikasi elektrokimia secara khusus mengenai elektrokoagulasi.
Proses elektrokoagulasi merupakan gabungan dari proses elektrokimia dan proses flokulasi-koagulasi. Proses ini diduga dapat menjadi pilihan metode pengolahan limbah radioaktif dan limbah B3 cair fase air alternatif mendampingi metode-metode pengolahan yang lain yang telah dilaksanakan.
Elektrokoagulasi seringkali dapat menetralisir muatan-muatan partikel dan ion, sehingga bisa mengendapkan kontaminan-kontaminan, menurunkan konsentrasi lebih rendah dari yang bisa dicapai dengan pengendapan kimiawi, dan dapat menggantikan dan atau mengurangi penggunaan bahan-bahan kimia yang mahal (garam logam, polimer).
Elektrokoagulasi adalah koagulasi dengan menggunakan listrik, suatu beda potensial antara dua elektrode dicelupkan ke dalam larutan yang akan dikoagulasi. Adanya medan listrik menyebabkan ion-ion yang ada dalam larutan bergerak, yaitu kation akan bergerak ke katoda dan anion akan bergerak ke anoda.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Reaksi yang terjadi


          Sebuah arus yang dilewatkan ke elektroda logam maka akan mengoksidasi logam (M) tersebut menjadi logam kation (M+), sedangkan air akan mengalami reduksi menghasilkan gas hidrogen (H2) dan ion hidroksi (OH). Kation menghidrolisis di dalam air membentuk sebuah hidroksi dengan spesies dominan yang tergantung pada kondisi pH larutan.
Gambar 1. Ilustrasi Reaksi Elektrokoagulasi

Gambar 2.  Skema reaktor elektrokoagulasi

Kation bermuatan tinggi mendestabilisasi beberapa partikel koloid dengan membentuk polivalen polihidroksi komplek. Senyawa komplek ini mempunyai sisi yang mudah diadsorbsi, membentuk gumpalan (aggregates) dengan polutan. Pelepasan gas hidrogen akan membantu pencampuran dan pembentukan flok. Flok yang dihasilkan oleh gas hidrogen akan diflotasikan kepermukaan reaktor.

Sebuah reaktor elektrokoagulasi adalah sel elektrokimia dimana anoda korban (biasanya menggunakan aluminium atau besi) digunakan sebagai agen koagulan. Secara simultan, gas-gas elektrolit dihasilkan (hidrogen pada katoda).



Gambar 3. Proses Elektrokoagulasi

Apabila dalam suatu elektrolit ditempatkan dua elektroda dan dialiri arus listrik searah, maka akan terjadi peristiwa elektrokimia yaitu gejala dekomposisi elektrolit, dimana ion positif (kation) bergerak ke katoda dan menerima elektron yang direduksi dan ion negatif (anion) bergerak ke anoda dan menyerahkan elektron yang dioksidasi. Katoda Ion H+ dari suatu asam akan direduksi menjadi gas hidogen yang akan bebas sebagai gelembung-gelembung gas.
Gambar 4.  Sebelum dan sesudah proses elektrokoagulasi
 Koagulasi dan flokulasi adalah metode tradisional pada pengolahan air limbah. Pada proses ini bahan koagulan seperti alum atau feri klorida dan bahan aditif lain seperti polielektrolit ditambahkan dengan dosis tertentu untuk menghasilkan persenyawaan yang berpartikel besar sehingga mudah dipisahkan secara fisika. Ini merupakan proses dengan tahap yang banyak sehingga memerlukan area lahan yang luas dan ketersediaan bahan kimia secara terus menerus (continous). Sebuah metode yang lebih efisien dan murah untuk mengolah air limbah dengan jenis polutan yang bervariatif serta meminimisasi bahan aditif adalah diperlukan dalam managemen keberlanjutan air. Elektrokoagulasi adalah metode pengolahan yang mampu menjawab permasalahan tersebut.
Faktor yang mempengaruhi elektrokoagulasi
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi proses elektrokoagulasi ini antara lain :
a.    Kuat arus
Kuat arus merupakan elektron yang berpindah setiap satuan luas. Sehingga semakin besar rapat arus maka elektron yang berpindah maka semakin besar, hal ini akan menyebabkan pembentukan koagulan yang terbentuk akan semakin banyak.
b.    Jenis Elektrode
gunaan jenis elektrode ini dipengaruhi kereaktifan logam serta pembentukan koagulan untuk mengikat kotoran yang ada. Setiap jenis elektrode memberikan pengaruh yang berbeda-beda. Antara elektroda Fe, Zn, serta Al. Diperoleh  hasil terbaik berturut-turut yakni menggunakan elektroda Al, Fe dan Zn.
c.    Waktu
Dalam elektrokoagulasi semakin lama waktu proses maka penurunan parameter pencemaran akan semakin baik. Ini juga sesuai hukum faraday yang menyatakan semakin lama waktu proses maka akan semakin banyak koagulan yang terbentuk. Semakin banyak koagulan yang terbentuk maka semakin baik penurunan parameter pencemaran.
d.   Jarak
Jarak memepengaruhi hambatan listrik yang terbentuk, semakin besar jarak maka semakin besar hambatan listrik yang terbentuk.

Oleh : Qurrotul A'Yun/15630106

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Kesetimbanagan Fasa Sistem Tiga Komponen

Gambar
  Kesetimbangan antara beberapa fasa dapat dinyatakan dengan besaran- besaran intensif T (suhu), P (tekanan) dan μ (potensial kimia). Kriteria suatu kesetimbangan diperlihatkan oleh perubahan energi bebas Gibbs (ΔG) yang dinyatakan melalui persamaan :  Dengan μ adalah   potensial kimia. Pada keadaan setimbang, potensial kimia suatu komponen adalah sama pada setiap fasa. Kesetimbangan fasa dikelompokan menurut jumlah komponen penyusunnya yaitu sistem satu komponen, dua komponen dan tiga komponen. Pemahaman mengenai perilaku fasa berkembang dengan adanya aturan fasa Gibbs. Sedangkan persamaan Clausius dan persamaan Clausius Clayperon menghubungkan perubahan tekanan kesetimbangan dan perubahan suhu pada sistem satu komponen. Adanya penyimpangan dari sistem dua komponen cair- cair ideal konsep sifat koligatif larutan dapat dijelaskan. A.        ISTILAH DALAM KESETIMBANGAN FASA 1.    Fasa (P) Sering istilah fasa diide...
Baca selengkapnya

TITRASI POTENSIOMETRI

Gambar
Potensiometri adalah suatu cara analisis berdasarkan pengukuran beda potensial sel dari suatu sel elektrokimia. Metode potensiometri digunakan untuk  menentukan konsentrasi suatu ion ( ion selective electrode ), pH suatu larutan, dan  menentukan titik akhir titrasi. Proses titrasi potensiometri dapat dilakukan dengan bantuan elektroda indikator dan elektroda pembanding yang sesuai. Dengan demikian, kurva titrasi yang diperoleh dengan menggambarkan grafik potensial terhadap volume pentiter yang ditambahkan, mempunyai kenaikan yang tajam di sekitar titik kesetaraan. Dari grafik itu dapat diperkirakan titik akhir titrasi. Cara potensiometri ini bermanfaat bila tidak ada indikator yang cocok untuk menentukan titik akhir titrasi, misalnya dalam hal larutan keruh atau bila daerah kesetaran sangat pendek dan tidak cocok untuk penetapan titik akhir titrasi dengan indikator (Rivai, 1995). Alat-alat yang diperlukan dalam metode potensiometri adalah : 1. Elektroda pembanding (reff...
Baca selengkapnya

TEGANGAN PERMUKAAN CAIRAN DENGAN METODE KAPILER

Gambar
                Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair (fluida) yang berada pada keadaan diam (statis).Tegangan permukaan didefinisikan sebagai gaya (F) persatuan panjang (L) yang bekerja tegak lurus pada setiap garis di permukaan fluida.   Di dalam cairan, sebuah molekul mengalami  gaya tarik dari molekul tetangganya.   Tegangan permukaan cairan (γ) adalah kerja yang dilakukan untuk memperluas permukaan cairan dalam satuan luas.             Aplikasi konsep tegangan permukaan sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari antara lain, mencuci dengan air panas lebih mudah menghasilkan cucian yang lebih bersih, gelembung sabun atau air berbentuk bulat dan klip yang tidak tenggelamdalam air.             Untuk menentukan tegangan permukaan dapat diguna...
Baca selengkapnya