ion exchange[1] fix

8/18/2019 Ion Exchange[1] Fix

1/31

LABORATORIUM PENGELOLAAN LIMBAH INDUSTRI

SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2015/2016

Modul : Ion Exchange

Pembimbing : Ir. Mukhtar Ghozali MT

Tanggal Praktikum : 23 Maret 2016

Oleh :

Kelompok : IV (Empat)

Nama : 1. Ken Putri K S P 131424013

2. Luthfiyah Sinatrya 131424014

3. Nabila Vidiaty Novera 131424015

Kelas : 3A – Teknik Kimia Produksi Bersih

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2016


2/31

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Berbagai jenis operasi di industry membutuhkan air yang meliputi air proses, air umpan

boiler, dan air pendingin. Ketiga jenis air ini memerlukan tingkat pengolahan yang berbeda,

tergantung dalam air yang dapat dalam bentuk terlarut, tersuspensi, atau koloid sehingga

dicapai kualitas air yang memenuhi persyaratan sesuai dengan maksud penggunaannya.

Salah satu metoda dalam pengolahan air adalah pertukaran ion (ion exchange). Metoda

pertukaran ion adalah metoda pengolahan air yang bertujuan untuk mengurangi ion-ion yang

tidak dikehendaki baik kation maupun anion yang ada dalam air. Air yang dihasilkan dari proses pertukaran ion banyak digunakan untuk air umpan boiler dan air untuk berbagai

proses.

1.2.Tujuan

1. Melaksanakan operasi pertukaran ion pada resin kation.

2. Menganalisis kesadaan total, mengukur DHL, TDS, kekeruhan, dan pH.

3. Menghitung kapasitas pertukaran ion.


3/31

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Pertukaran ion (ion exchange) merupakan suatu metoda penghilangan mineral air yang

ditujukan untuk mengambil semua ion kation dan anion dalam air. Umumnya media yang

digunakan dalam pertukaran ion adalah resin alami atau sintetis. Pada saat terjadi pertukaran ion

maka ion yang terlarut dalam air akan terserap ke dalam rsin penukar ion dan resin akan

melepaskan ion lainnya dalam kesetaraan ekivalen. Resin penukar ion terdiri dari dua macam

yaitu :

1. Resin penukar kation (cation exchange resin)

Resin penukar kation mempunyai kemampuan untuk menyerap/menukar kation-kation

seperti Ca, Mg, Na, dan lain-lain yang ada di dalam air. Resin penukar kation terdiri dari

penukar kation asam kuat (strong acid exchanger) dan resin penukar kation asam lemah

(weak acid exchanger).

2. Resin penukar anion (weak acid exchanger)

Resin penukar anion mempunyai kemampuan untuk menyerap/menukar anion-anion

yang ada di dalam air. Resin penukar anion terdiri dari penukar anion basa kuat (strong

base exchanger) dan resin penukar anion basa lemah (weak base exchanger)

Apabila resin sudah jenuh maka harus dilakukan regenari. Siklus regenerasi terdiri dari 4 tahap

yaitu :

1. Backwash

Dilakuksn untuk mengambil material yang terakumulasi di unggun sekaligus mengaduk

unggun resin. Backwash dilakukan secara kontinu selama 10 menit atau sampai effluent

backwash terlihat jernih. Air yang digunakan ketika backwash adalah air yang bersih

hasil proses filtrasi. Air sisa backwash sebaiknya dialirkan ke unit pengolahan air bersih.

2. Regenerasi

Dilakukan setelah backwash selesai. Regeneran mengalir ke unggun resin dari atas ke

bawah dengnan laju rendah 0,5-1 gpm/ft2

rein. Aliran regeneran dikeluarkan lewat bawah

tangki dan dioleh oleh unit pengolahan limbah.


4/31

3. Pembilasan Lambat (Slow Rinse)

Dilakukan dengan air melalui bagian atas unggun resi ke bawah. Pembilasan lambat ini

akan menyemournakan proses regenerasi dengan mengadakan kontak antara resin dan

regeneran sampai di unggun resin paling bawah.

4. Pembilasan Cepat (Fast Rinse)

Setelah dilakukan pembilasan lambat maka dilanjutkan dengan pembilasan cepat dengan

cara mengalirkan air bersih melalui unggun bagian atas dengan kecepatan tinggi. Air

pembilasan akan mengambil sisa garam regeneran di dalam unggun. Setelah pembilasan

cepat, resin dapat digunakan kembali utnuk proses pertukaran ion.

Terdapat empat jenis reaksi dalam Ion exchanger yaitu

a. Reaksi kation asam kuat

2 RSO3Na + Ca2+

/ Mg2+

2+

2 RSO3H + Ca2+

/ Mg2+

+


5/31

b. Reaksi kation asam lemah

2 RCOONa + Ca2+

/ Mg2+

(RCOO)2Ca / (RCOO)2Mg + 2Na2+

2 RCOOH + Ca

2+

/ Mg

2+

(RCOO)2Ca / (RCOO)2Mg + 2H

+

c. Reaksi anion basa kuat

RR3’NOH + Cl- RR3’NCl +OH

-

2 RR3’NCl + SO42- (RR3’N)2 SO4 + 2Cl

-

d. Reaksi anion basa lemah

RNH3OH + Cl- RNH3Cl +OH-

2 RNH3Cl + SO42- (RNH3)2 SO4 + 2Cl

-


6/31

BAB III

METODOLOGI

3.1.Susunan Alat yang Digunakan

3.2.Alat

- Conductometer

- Turbidity meter

- Gelas kimia 100 ml

- Gelas ukur 50 ml

-

Pipet 10 ml

- Labu titrasi 250 ml

- Buret 250 ml + standard an klem

3.3.Bahan

- Air

- Resin penukar kation

- Indicator EBT

- EDTA

- Larutan buffer pH 10


7/31

3.4.Prosedur Kerja

a. Proses Pertukaran Ion

1. Air umpan yang digunakan harus bersh dari kotoran/padatan yang mungkin akan

merusak permukaan resin dan menyumbat saringan

2.

Alirkan air umpan melalui bagian atas kolom penukar kation dengan debit 6

gpm/ft2 resin. Catat nilai Fe, kekeruhan, DHL, pH, dan total hardness pada

umpan.

3. Ambil 50 ml sampel dari keluaran kolom kation dan analisa DHL, pH, dan total

hardness dalam selang waktu tertentu.

4.

Buat kurva hubungan antaraDHL, pH, dan total hardness terhadap waktu.

b. Menentukan Kapasitas Pertukaran Ion

1.

Air umpan yang digunakan harus bersih dari kotoran/padatan yang mungkin akanmerusak permukaan resin.

2. Masukkan resin sebanyak 50 gram ke dalam kolom.

3. Alirkan air umpan melalui bagian atas kolom penukar ion dengan debit tertentu

(Q). Catat nilai total hardness pad air umpan (TH).

4. Ambil 10 ml sampel dari keluaran kolom dan analisa pH dan total hardness setiap

selang waktu tertentu. Catat berapa waktu yang dibutuhkan (t jenuh) sampai total

hardness mengalami kenaikan (kondisi jenuh).

c. Prosedur Analisa Total Hardness

1. Ambil 50 ml sampel, masukkan ke dalam labu Erlenmeyer.

2. Tambahkan 2 ml larutan buffer pH 10.

3.

Jika cairan menjadi keruh, tambahkan 1 ml larutan KCN 10%

4. Tambhakan 50 mg indicator EBT.

5. Titrasi dengan larutan EDTA 1/28 N sampai cairan berubah warna menjadi biru.

6. Catat banyaknya volume EDTA yang diperlukan untuk titrasi.

3.5.Keselamatan Kerja

- Pastikan kabel listrik tidak bersinggungan dengan percikan/tumpahan air.

- Gunakan kacamata, masker, dan sarung tangan ketika melakukan titrasi.


8/31

BAB IV

HASIL PERHITUNGAN

4.1

Data yang diambilA.Data Awal

Tinggi resin = 56 cm

Diameter tabung = 12 cm

Ketinggian air = 7 cm

Volume resin = 3,14 x 36 cm2 x 56 cm

= 6330,24 cm3

= 6,33024 Liter.resin

B. Data Pengamatan TDS, DHL, pH dan Total Hardness

Influent : DHL = 0,234 mS

TDS = 98 ppm

pH = 6,31

Kekeruhan = 2,81 NTU

Total Hardness : 0,2625 mg/l CaCO3

Effluent, Laju Alir 1 = 0,6 LPM

Waktu

(menit)

Total Hardness DHL

(mS)

pH TDS (ppm) % Penurunan

DHL

0 0,1 mg/l CaCO3 0,323 6,31 112 21,67

10 0,253 5,33 109 1,18

20 0,250 5,37 108 -3,6

30 0,259 5,40 105 -1,54

40 0,263 5,41 106 -1,90

50 0,075mg/l CaCO3 0,268 5,35 101 9,33

60 0,243 5,30 102 -0,41


9/31

Effluent, Laju Alir 2 = 0,7 LPM

Waktu

(menit)

Total Hardness DHL

(mS)

pH TDS (ppm) % Penurunan

DHL

10 0,0875 mg/l CaCO3 0,222 4,95 101 -1,80

20 0,226 4,77 100 -0,44

30 0,227 4,75 89 4,85

40 0,216 4,73 87 -1,85

50 0,1125 mg/l CaCO3 0,220 4,90 86 0,45

60 0,219 4,64 86 1,83

70 0,215 4,59 83 2,33

80 0,210 4,64 82 -3,81

90 0,218 4,50 80 -0,46

100 0,1 mg/l CaCO3 0,219 4,53 81

Rata-rata 0,2192 4,70 87,5 1,44

70 0,244 5,23 100 3,28

80 0,236 5,15 99 5,08

90 0,224 5,01 95 8,42

100 0,1125 mg/l CaCO3 0,225 4,93 87

Rata-rata 0,25345 5,34 102,18 4,15


10/31

Kurva 1. Hubungan Total Hardness terhadap Waktu

Kurva 2. Hubungan % Penurunan DHL dengan Waktu

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0 20 40 60 80 100 120

T o t a l H a r d

n e s s

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2

-10

-5

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100 120

%

P e n u r u n a n D H L

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2


11/31

PERHITUNGAN

Total Hardness

= (ml sample / 100) x ml EDTA x N EDTA x faktor EDTA

UMPANVolume titran (EDTA) : 0,4 ml

= (25 ml / 100) x 1,05 ml x 0,01 N x 100

= 0,2625 mg/l CaCO3

RUN – 1

1. Waktu : 0 menit

Volume titran (EDTA) : 0,4 ml

= (25 ml / 100) x 0,4 ml x 0,01 N x 100

= 0,1 mg/l CaCO3

2. Waktu : 50menit


= (25 ml / 100) x 0,3 ml x 0,01 N x 100

= 0,075 mg/l CaCO3

3. Waktu : 100 menit


= (25 ml / 100) x 0,45 ml x 0,01 N x 100

= 0,1125 mg/l CaCO3

Rata – rata nilai kesadahan pada RUN – 1 = 0,09583 mg/l CaCO3

Presentase penurunan nilai kesadahan :

= ((TH Awal – TH Akhir)/ TH Awal ) x 100%

= ((0,2625 mg/l CaCO3 – 0,09583 mg/l CaCO3)/0,2625 mg/l CaCO3) x 100 %

= 63,5 %


12/31

RUN – 2

1. Waktu : 10 menit


= (25 ml / 100) x 0,35 ml x 0,01 N x 100= 0,0875 mg/l CaCO3

2. Waktu : 50 menit


= (25 ml / 100) x 0,45 ml x 0,01 N x 100

= 0,1125 mg/l CaCO3

4. Waktu : 100 menit


= (25 ml / 100) x 0,4 ml x 0,01 N x 100

= 0,1 mg/l CaCO3

Rata – rata nilai kesadahan pada RUN – 1 = 0,09583 mg/l CaCO3

Presentase penurunan nilai kesadahan :

= ((TH Awal – TH Akhir)/ TH Awal ) x 100%

= ((0,2625 mg/l CaCO3 – 0,09583 mg/l CaCO3)/0,2625 mg/l CaCO3) x 100 %

= 63,5 %

4.2Menentukan Kapasitas Pertukaran Ion

Diketahui : Konsentrasi air umpan = 200 mg/L

Laju alir 1 = 0,6 LPM

Laju alir 2 = 0,7 LPMKapasitas Penukar Kation = 2 eq/L.resin

Laju Alir 1

Jumlah kation yang ditukar = konsentrasi (kadar) x Laju alir 1


13/31

= 200 mg/L x 0,6 L/min x 10 min

= 1200 mg

Volume resin yang dibutuhkan =

=

=

= 0,026 L.resin

Laju Alir 2

Jumlah kation yang ditukar = konsentrasi (kadar) x Laju alir 1

= 200 mg/L x 0,7 L/min x 10 min

= 1400 mg

Volume resin yang dibutuhkan =

=

=

= 0,030 L.resin


14/31

4.3 Kurva hubungan antara TDS, DHL, Total Hardness dan pH terhadap waktu

Kurva 3. Kurva DHL terhadap Waktu pada influent

Kurva 4. Kurva DHL terhadap Waktu pada effluent

69,08

69,1

69,12

69,14

69,16

69,18

69,2

69,22

0 20 40 60 80 100 120

D H L ( µ S / c m )

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0 20 40 60 80 100 120

D

H L ( m S )

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2


15/31

Kurva 5. Kurva TDS terhadap Waktu pada influent

Kurva 6. Kurva TDS terhadap Waktu pada effluent

0,2315

0,232

0,2325

0,233

0,2335

0,234

0,2345

0 20 40 60 80 100 120

T D S ( m S )

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

T D S ( p p m )

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2


16/31

Kurva 7. Kurva pH terhadap Waktu pada effluent

Kurva 8. Kurva pH terhadap Waktu pada effluent

5,318

5,32

5,322

5,324

5,326

5,328

5,33

5,332

0 20 40 60 80 100 120

p H

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2

0

1

2

3

4

5

6

0 20 40 60 80 100 120

p H

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2


17/31

BABV

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

4.1.Pembahasan

-

Ken Putri Kinanti K S P (131424013)

Praktikum pertukaran ion ini bertujuan untuk menganalisis kesadahan total dan pengaruh

konsentrasi (DHL dan TDS) serta pH terhadap waktu. Setelah itu dapat diketahui pula kapasitas

ion yang ditukarkan pada resin penukar kation pada laboratorium pengelolaan limbah industri

jurusan teknik kimia POLBAN.

A. Pengaruh total hardness terhadap waktu pada effluent

Umpan yang digunakan adalah air keran dengan nilai pH 6,31 yang memiliki nilai DHL

0,234 mS, dan TDS 98 ppm. Nilai kesadahan total umpan adalah 0,2625 mg/l CaCO3. Umpan

akan dilewatkan pada penukar kation dengan 2 variasi laju alir, 0,6 LPM dan 0,7 LPM. Dengan

pengambilan data pada awal, tengah, dan akhir percobaan. Pada laju alir 0,6 LPM didapatkan

nilai kesadahan total pada aliran effluent sebagai berikut :

Berdasarkan nilai pada grafik, dapat dilihat bahwa nilai TH pada effluent mengalami penuruan

jika dibandingkan dengan TH pada influent, dengan presentase penurunan sebesar 63,5 %. Hal

membuktikan bahwa ion – ion positif pembentuk kesadahan seperti Ca2+

dan Mg2+

telah terikat

pada resin kation dan digantikan dengan ion H+ dengan mekanisme reaksi sebagai berikut :

Ca+ SO4 Ca

+ H2SO4

Na+ Cl + RH R Na

+ + HCl

Mg+ NO3 Mg

+ Mg(NO3)2

0

0,05

0,1

0,15

0 20 40 60 80 100 120 T o t a l H a

r d n e s s

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2


18/31


19/31

C. Pengaruh TDS terhadap waktu pada effluent

TDS adalah total dissolved solid yang memnentukan banyaknya mineral yang terlarut dalam

air atau suatu larutan, berdasarkan percobaan yang telah dilakukan didapat hasil sebagai

berikut:

Pada grafik dapat dilihat bahwa nilai TDS mengalami fluktuasi. Hasil tersebut tidak sesuai

dengan literature dimana seharusnya semakin lama pertukaran ion TDS akan semakin

menurun karena mineral – mineral dalam air akan terikat pada resin. Nilai TDS akan terus

meningkat apabila resin telah jenuh.

D.

Pengaruh pH terhadap waktu pada effluent pH adalah derajat keasaman yang menentukan banyaknya ion H

+ yang terlarut dalam air atau

suatu larutan. Berdasarkan percobaan didapat hasil sebagai berikut :

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

T D S ( p p m )

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2

01

2

3

4

5

6

0 20 40 60 80 100 120

p H

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2


20/31

Pada grafik dapat dilihat bahwa nilai pH sedikit mengalami penurunan, meskipun mengalami

penurunan namun baik laju alir 1 dan 2 masing – masing memiliki pH yang asam. Hasil yang

didapat ini sudah sesuai dengan literature, bahwa effluent dari resin penukar kation akan

memiliki pH yang asam sesuai dengan reaksi :

Ca SO4 Ca H2SO4

Na+ Cl + RH R Na

+ + HCl

Mg+ NO3 Mg

+ Mg(NO3)2

- Luthfiyah Sinatrya (131424014)

Praktikum yang dilakukan yaitu Ion Exchange yang bertujuan untuk menghitung

kapasitas pertukaran ion dan untuk menganalisis pengaruh dari pertukaran ion

terhadap nilai kesadahan total, DHL, TDS, kekeruhan dan pH.

Media yang digunakan dalam Ion exchange ini yaitu resin. Resin yang digunakan

yaitu hanya resin penukar kation saja sedangkan resin penukar anion tidak digunakan.

Resin penukar kation yang digunakan yaitu Na dengan merek Amberlite dan

memiliki kapasitas pertukaran kation sebesar 2 eq/L.resin. Sehingga reaksi pertukaran

kation yang akan terjadi yaitu seperti berikut,

Ca+ SO4 Ca

+ H2SO4

Na+ Cl + RH R Na

+ + HCl

Mg+ NO3 Mg

+ Mg(NO3)2

Umpan yang digunakan untuk praktikum ini yaitu air yang berasal dari air keran

dan memiliki konsentrasi sebesar 200 mg/L. Adapun karena pertukaran ion yang akan

dilakukan adalah secara kontinyu sehingga dilakukan variasi laju alir. Laju alir yang

digunakan yaitu 0,6 L/min dan 0,7 L/min. Pengukuran TDS, DHL, dan pH dilakukan

setiap 10 menit hingga mendapat 10 titik tiap laju alir. Sehingga didapatkan untuk

laju alir 1 jumlah kation yang ditukar adalah sebesar 1200 mg/L dengan kebutuhan

volume resin 0,026 L.resin dan untuk laju alir 2 adalah sebesar 1400 mg/L dengan

kebutuhan volume resin 0,030 L.resin. Sedangkan volume resin yang digunakan saat

praktikum adalah sebesar 6,33 Liter.resin sehingga sedikit sulit untuk mencapai

kondisi jenuh.


21/31

A. Pengaruh Proses Pertukaran Kation Terhadap Nilai Kesadahan Total

Effluent

-

Berdsarkan Kurva diatas, dapat dilihat bahwa nilai total hardness atau kesadahan

total cenderung mengalami penurunan. Hal ini membuktikan bahwa ion-ion seperti

Ca

2+

dan Mg

2+

yang merupakan penyebab kesadahan telah diikat oleh ion-ion positif pada resin penukar kation. Namun, ditengah proses terdapat penurunan kesadahan

total yang mungkin disebabkan karena laju alir yang kurang stabil.

B. Pengaruh Proses Pertukaran Kation Terhadap Nilai DHL Effluent

Berdasarkan kurva diatas, dapat dilihat bahwa semakin lama proses pertukaran ion

berlangsung maka semakin rendah nilai DHL atau daya hantar listriknya. Hal ini

menunjukkan bahwa penyerapan atau pengambilan ion-ion dalam air oleh resin

melalui ikatan kimia telah terjadi.

0

0,05

0,1

0,15

0 20 40 60 80 100 120

T o t a l H a r d

n e s s

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

D H L ( µ S / c m )

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2


22/31

Dari kurva tersebut dapat dilihat bahwa laju alir 1 cenderung memiliki % penurunanDHLyang naik dibandingkan dengan laju alir 2, sehingga dapat dinyatakan bahwa

laju alir 1 lebih efektif dan stabil dalam proses pertukaran kation sehingga dapat

didapatkan % penurunan DHL yang naik.

C. Pengaruh Proses Pertukaran Kation Terhadap Nilai TDS Effluent

-

Berdasarkan kurva diatas, dapat dilihat bahwa Total Dissolved Solid atau padatan

terlarut pada effluent mengalami penurunan yang cenderung konstan selama

pertukaran kation berlangsung. Hal ini menunjukkan bahwa waktu sangat

mempengaruhi dimana semakin lama proses pertukaran kation berlangsung maka

semakin kecil nilai TDS effluent.

-10

-5

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100 120

%


Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0 50 100 150

T D S ( m S )

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2


23/31

D. Pengaruh Proses Pertukaran Kation Terhadap Nilai pH Effluent

Berdasarkan kurva diatas, dapat dilihat bahwa effluent dari ion exchanger ini bersifat

asam atau memiliki nilai pH yang rendah. Hal ini dikarenakan air yang melewati

kolom resin penukar kation akan terjadi pertukaran H+ dengan kation dari resin

penukar kation sehingga terjadi pelepasan H+ dari resin dan kation-kation dalam air

diserap oleh resin dan membuat air keluaran atau effluent menjadi asam. Dapat dilihat

juga bahwa dengan semakin lama proses pertukaran kation dan semakin besar laju

alirnya, maka effluentnya pun semakin asam.

- Nabila Vidiaty Novera (131424015)

Pada praktikum kali ini praktikan melakukan proses pertukaran ion dengan resin.

Namun kali ini ion yang digunakan merupakan jenis kation Na. dalam praktikum ini

terdapat beberapa aspek yang perku dihitung agar dapat diketahui hasil dari

pertukaran ionnya. Yang pertama merupakan total hardness yang dihitung dari

keluaran resin kation. Resin kation digunakakn sebagi pelembut terhadap air yang

memiliki kesadahan tinggi, sehinga nilai total hardness dapat dijadikan toak ukur

untuk melihat kualitas resin kation yang digunakan. Air yang keluar pada aliran resin

kation ini bersifat asam, hal ini dikarenakan semua katin (unsure bermuatan positif

seperti Ca, Mg, dll) ditukar dengan ion hydrogen sehingga hal ini dapat menyebabkan

pH air menjadi turun. Resin yang digunakan pada praktikum ini tergolong masih

dalam kondisi bagus karena air yang dihasilkan dari keluaran memiliki pH yang

cukup rendah dan memiliki nilai total hardness yang cukup rendah. Pada praktikum

kali ini kami tidak melakukan proses praktikum dengan menggunakan resin anion

0

1

2

3

4

5

6

0 20 40 60 80 100 120

p H

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2


24/31

dikarenakan resin yang terdapat pada lab hanya resin kation. Laju alir yang digunakan

pada praktikum ini ada 2 laju alir. Yang pertama sebesar 0,6 L/menit dan yang kedua

sebesar 0,7 L/menit. Pada praktikum ini dilakukan pengukuran TDS, DHL, dan pH

dalam kurun waktu 200 menit dengan 2 laju alir. Masing-masing laju alir memiliki

range waktu 10 menit dan dilakukan hingga 10 titik. Sehingga didapat jumlah volume

resin yang dibutuhkan pada laju alir 0,6 L/menit sebanyak 0,026 L resin dan untuk

laju alir 0,7 L/menit dibutuhkan resin sebanyak 0,030 L resin. Menurut perhitungan

tinggi resin dan diameter tabung yang digunakan maka volume resin sebanyak 6,33 L

resin. Hal ini tentu saja menghambat penjenuhan resin dan dalam kurva tidak

ditemukan garis jenuh resin.

A. Pengaruh Proses Pertukaran Kation Terhadap Nilai Kesadahan Total

Effluent

Dalam pertukaran ion ini khususnya pertukaran kation, ion yang ditukar pada

umpan adalah ion seperti Ca2+

dan Mg2+

. Ion-ion tersebut menyebabkan

kesadahan pada air sehingga ion tersebut diganti dengan ion H+ yang terdapat

pada resin. Tentunya hal ini menyebabkan penurunan nilai kesadahan pada

effluent.

Dari kurva tersebut dapat dilihat pada laju alir umpan 0,6 L/menit nilai kesadahan

turun dari awal umpan nilai kesadahan sebesar 0,1 mg/L CaCO3 lalu turun ke nilai

0,075 mg/L CaCO3 setelah itu nilai kesadahan naik lagi menjadi 0,112 mg/L

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0 20 40 60 80 100 120

T o t a l H a r d n e s s

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2


25/31

CaCO3 sehingga pada run 1 nilai kesadahan rata-rata adalah sebesar 0,09583

mg/L CaCO3 sehingga presentasi penurunan nilai kesadahan adalah sebesar

63,5%. Untuk run 2 justru sebaliknya, nilai kesadahan naik dari awal dengan nilai

0,0875 mg/L CaCO3 menjadi 0,1125 mg/L CaCO3 kemudian turun lagi menjadi

0,1 mg/L CaCO3. Sehingga dari ketiga nilai tersebut pada run 2 memiliki nilai

kesadahan rata-rata sebesar 0,09583 mg/L CaCO3 dan presentasi penurunan nilai

kesadahan sebesar 63,5%. Kurva hubungan % penurunan DHL dengan waktu:

B. Pengaruh Proses Pertukaran Kation Terhadap Nilai DHL Effluent

Proses pertukaran kation pun berdampak pada nilai DHL dari umpan yang

dialirkan. Berikut adalah kurva pengaruh pertukaran kation dengan nilai DHL

effluent

-10

-5

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100 120

%


Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2


26/31

Dari kurva diatas dapat terlihat bahwa nilai DHL pada effluent baik pada laju alir1 dan 2 sama-sama menunjukkan penurunan nilai DHL.

C. Pengaruh Proses Pertukaran Kation Terhadap Nilai TDS Effluent

Pertukaran kation juga menimbulkan efek pada nilai TD yang terdapat pada

effluent. Hal itu terlihat dari kurva berikut :

Dapat dilihat dari kurva bahwa nilai TDS (Total Disolved Solid) mengalami

penuruan nilai dari waktu ke waktu walaupun tidak terlalu signifikan.

D. Pengaruh Proses Pertukaran Kation Terhadap Nilai pH Effluent

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0 20 40 60 80 100 120

D H L ( m S )

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

T D S ( p p m )

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2


27/31

Nilai pH juga berpengaruh pada pertukaran ion. Nilai pH seharusnya semakin

menurun pada kation.

Pada percobaan ini nilai pH umpan dan effluent sangat jauh berbeda. Hal ini

dikarenakan ion Ca2+

dan Mg2+

digantikan dengan ion H+. dari grafik tersebut

dapat dilihat bahwa padalaju alir 2 (0,7 L/menit) memiliki nilai penurunan pH

yang cukup signifikan apabila dibandingkan dengan laju alir pertama (0,6

L/menit).

4.2.Kesimpulan

a)

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

- Pengaruh total hardness terhadap waktu adalah semakin lama waktu pertukaran ion,

maka semakin kecil pula nilai total hardness pada effluent. Namun, pada waktu

tertentu akan terjadi kenaikan nilai total hardness. Hal ini disebabkan resin yang

sudah jenuh.

- Pengaruh nilai DHL dan nilai TDS terhadap waktu adalah semakin lama waktu

pertukaran ion, nilau DHL dan TDS akan tetap rendah. Hal ini disebabkan karena

mineral dan ion-ion terlarut akan terikat pada resin. Namun jika resin jenuh, akan

terjadi kenaikan pada nilai TDS dan DHL.

b) Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan didapat hasil sebagai berikut :

a. Laju alir 0,6 L/menit

0

1

2

3

4

5

6

0 20 40 60 80 100 120

p H

Waktu (menit)

Laju Alir 1

Laju Alir 2


28/31

b. Laju alir 0,7 L/menit

Waktu (menit) DHL (µS/cm) pH TDS (mS) Total Hardness

(mg/L CaCO3)

10 72,9 4,95 0,222 0,0875

20 71,3 4,77 0,226

30 69,2 4,75 0,227

40 67,6 4,73 0,216

50 66,5 4,90 0,220 0,1125

60 66,1 4,64 0,219

70 64,6 4,59 0,215

80 65,3 4,64 0,210

90 66,0 4,50 0,218

100 63,9 4,53 0,219 0,1

Waktu (menit) DHL (µS/cm) pH TDS (mS) Total Hardness

(mg/L CaCO3)

0 109,7 6,31 0,323 0,1

10 82,0 5,33 0,253

20 81,0 5,37 0,250

30 77,5 5,40 0,259

40 78,3 5,41 0,263

50 72,3 5,35 0,268 0,075

60 74,9 5,30 0,243

70 74,3 5,23 0,244

80 72,6 5,15 0,235

90 71,3 5,01 0,224

100 69,9 4,93 0,225 0,1125


29/31

c) Volume resin yang dibutuhkan pada setiap laju alir adalah 0,026 L resin pada laju alir 0,6

L/menit dan 0,030 pada laju lair 0,7 L/menit. Nilai presentase penurunan nilai kesadahan

pada laju alir pertama dan kedua adalah sebesar adalah sebesar 63,5%.


30/31

DAFTAR PUSTAKA

Eckenfelder, Jr, W.W., 1989 “Industrial Water Pollution Control”, 2nd

edition, McGraw-Hill,

Tokyo

Betz, 1991, “Betz Handbook of Industrial Water Conditioning”, 9th edition, Betz LaboratoriesInc., USA

Peavey H.S., Rowe D.R., Tchobanoglous G, 1985, “Environmental Engineering”, McGraw-Hill

Internationals Editions, Singapura

Rahayu E.S., Soeswanto B. 2001, “Pengolahan Air Industri”, Jurusan Teknik Kimia Polban,

Bandung


31/31

DOKUMENTASI

Kolom resin penukar kation Effluent Peralatan praktikum

Titrasi Flowmeter Sampel awal

Sampel yang sudah

ditambahkan EBT

Sampel sesudah di titrasi Conductometer

ion exchange[1] fix

Documents