Pemecahan Masalah Lingkungan dengan Konsep Redoks: Pengolahan Air Kotor Pemecahan Masalah Lingkungandengan Konsep Redoks: Pengolahan AirKotor (Aerobik dan Anaerobik) 27 th February 2011 Latar Belakang Jika kita mengamati sungai di daerah perkotaan, seringkali kotor dan berbau tidak sedap. Hal ituterjadi karena banyaknya sampah atau limbah yang dibuang ke saluran air dan akhirnya masuk kesungai. Air harus diolah terlebih dahulu sebelum dialirkan ke sungai, sehingga sungainya tetap bersihdan dapat digu nakan untuk rekreasi.Para ilmuwan, dengan kemajuan ilmu pengetahuan, dapat menemukan cara untuk mengatasipermasalahan-permasalahan mengatasipermasalahan-permasalahan lingkungan yang dapat mengganggu kesejahteraan manusia, salahsatunya dengan cabang ilmu pengetahuan Kimia. Dalam Kimia, terhadap Konsep Redoks yang dapatdigunakan untuk mengatasi permasalahan lingkungan semacam pengolahan air kotor, dll.Diharapkan dengan diketahuinya kegunaan dari Konsep Redoks, p embaca menjadi termotivasi untukmenemukan resolusi-resolusi baru di ilmu pengetahuan yang dapat diterapkan dalam kehidupansehari-hari keh idupansehari-hari dan menyangkut kesejahteraan manusia. Tujuan Tujuan yang ingin dicapai dari pembuatan laporan ini adalah:
Mengetahui tentang fungsi dari konsep redoks dalam kehidupan sehari-hari.
Mengetahui salah satu penerapan konsep redoks dalam kehidupan sehari-hari.
Mengetahui cara menerapkan konsep redoks dalam kehidupan sehari-hari.
Mendapatkan inspirasi untuk mengembangkan ilmu murni ke dalam kehidupan sehari-hari.
Dapat menerapkan konsep redoks dalam usaha memecahkan permasalahan seharihari. Teori Dasar Redoks (singkatan dari reaksi reduksi/oksidasi ) adalah istilah yang menjelaskan berubahnya bilangan oksidasi(keadaan oksidasi) atom-atom dalam sebuahreaksi kimia. Hal ini dapat berupa proses redoks yang sederhana seperti oksidasikarbonyang menghasilkankarbon dioksida,atau reduksikarbonolehhidrogenmenghasilkanmetana(CH 4 ), ataupun ia dapatberupa proses yang kompleks seperti oksidasigulapada tubuh manusia melalui rentetantransfer elektronyang rumit.Istilah redoks berasal dari dua konsep, yaitu red uksi dan oks idasi. Ia dapat dijelaskan dengan mudahsebagai berikut:
Pemecahan Masalah Lingkungan dengan Konsep Redoks: Pengolahan Air Kotor Oksidasi menjelaskan pelepasan elektronoleh sebuahmolekul,atom,atauion Reduksi menjelaskan penambahan elektronoleh sebuahmolekul,atom,atauion. Walaupun cukup tepat untuk digunakan dalam berbagai tujuan, penjelasan di atas tidaklah persisbenar. Oksidasi dan reduksi tepatnya merujuk pada perubahan bilangan oksidasi karena transferelektron yang sebenarnya tidak akan selalu terjadi. Sehingga oksidasi lebih baik didefinisikan sebagai peningkatan bilangan oksidasi , dan reduksi sebagai penurunan bilangan oksidasi
. Dalam prakteknya,transfer elektron akan selalu mengubah bilangan oksidasi, namun terdapat banyak reaksi yangdiklasifikasikan sebagai "redoks" walaupun tidak ada transfer elektron dalam reaksi tersebut(misalnya yang melibatkan ikatankovalen).Reaksi non-redoks yang tidak melibatkan perubahanmuatan formal( formal charge ) dikenal sebagaireaksi metatesis. Oksidator dan Reduktor Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk meng oksidasi senyawa lain dikatakan sebagai oksidatif dan dikenal sebagaioksidatoratau agen oksidasi . Oksidator melepaskan elektron darisenyawa lain, sehingga dirinya sendiri tereduksi. Oleh karena ia "menerima" elektron, ia juga disebutsebagaipenerima elektron.Oksidator bisanya adalah senyawa-senyawa yang memiliki unsurunsurdengan bilangan oksidasi yang tinggi (sepertiH 2 O 2 ,MnO 4 −
,CrO 3 ,Cr 2 O 7 2−
,OsO 4 )atau senyawa-senyawa yang sangatelektronegatif,sehingga dapat mendapatkan satu atau dua elektron yang lebihdengan mengoksidasi sebuah senyawa (misalnyaoksigen,fluorin,klorin,danbromin). Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk me reduksi senyawa lain dikatakan sebagai reduktif dan dikenal sebagaireduktoratau
agen reduksi . Reduktor melepaskan elektronnya kesenyawa lain, sehingga ia sendiri teroksidasi. Oleh karena ia "mendonorkan" elektronnya, ia jugadisebut sebagaipenderma elektron.Senyawa-senyawa yang berupa reduktor sangat bervariasi.Unsurunsurlogamseperti Li, Na, Mg, Fe, Zn, dan Al dapat digunakan sebagai reduktor. Logam-logam ini akan memberikan elektronnya dengan mudah. Reduktor jenus lainnya adalah reagentransfer hidrida , misalnya NaBH 4 dan LiAlH 4 ), reagen-reagen ini digunakan dengan luas dalam kimiaorganik,terutama dalam reduksi senyawa-senyawakarbonilmenjadialkohol.Metode reduksi lainnya yang juga berguna melibatkan gas hidrogen (H 2 ) dengankatalispaladium,platinum,atau nikel, Reduksi katalitik ini utamanya digunakan pada reduksi ikatan rangkap dua ata tiga karbonkarbon.Cara yang mudah untuk melihat proses redoks adalah, reduktor mentransfer elektronnya keoksidator. Sehingga dalam reaksi, reduktor melepaskan elektron dan teroksidasi, dan oksidatormendapatkan elektron dan tereduksi. Pasangan oksidator dan reduktor yang terlibat dalam sebuahreaksi disebut sebagai pasangan redoks . Contoh-contoh Reaksi Redoks Salah satu contoh reaksi redoks adalah antarahidrogendanfluorin: Kita dapat menulis keseluruhan reaksi ini sebagai dua reaksi setengah: reaksi oksidasi
Pemecahan Masalah Lingkungan dengan Konsep Redoks: Pengolahan Air Kotor
dan reaksi reduksiPenganalisaan masing-masing reaksi setengah akan menjadikan keseluruhan proses kimia lebih jelas.Karena tidak terdapat perbuahan total muatan selama reaksi redoks, jumlah elektron yangberlebihan pada reaksi oksidasi haruslah sama dengan jumlah yang dikonsumsi pada reaksi reduksi.Unsur-unsur, bahkan dalam bentuk molekul, sering kali memiliki bilangan oksidasi nol. Pada reaksi diatas, hidrogen teroksidasi dari bilangan oksidasi 0 menjadi +1, sedangkan fluorin tereduksi daribilangan oksidasi 0 menjadi -1.Ketika reaksi oksidasi dan reduksi digabungkan, elektron-elektron yang terlibat akan salingmengurangi:Dan ion-ion akan bergabung membentuk hidrogen fluorida: Konsep elektrolit dan redoks terdapat dalam kehidupan sehari-hari dan industri. Reaksi pembakarandan perkaratan logam merupakan contoh reaksi redoks yang terjadi dalam keseharian kita. Di dalamtubuh kita terkandung berbagai jenis elektrolit, di mana di dalamnya berlangsung reaksi redoks,yaitu dalam metabolisme dan hantaran signal oleh sel syaraf. Aki dan berbagai jenis bateraimenggunakan reaksi redoks sebagai sumber listrik. Baterai terdiri dari suatu oksidator dan suatureduktor serta suatu elektrolit. Aki, sebagai contoh terdiri dari logam timbel (Pb) sebagai anode,oksida timbel (PbO 2 ) sebagai katode, dan asam sulfat sebagai elektrolitnya. Reaksi peruraian olehmikroorganisme juga merupakan reaksi redoks. Reaksi peruraian oleh mikroorganisme dinamakan Bioremediasi dan akan dijelaskan lebih lanjut pada penjelasan selanjutnya. Limbah Limbah adalah bahan sisa pada suatu kegiatan dan/atau proses produksi, termasuk di sini limbah B3.Limbah dapat dibedakan berdasarkan nilai ekonomisnya dapat digolongkan dalam 2 golongan yaitu :1. Limbah yang memiliki nilai ekonomis limbah yang dengan proses lebih lanjut/diolah dapatmemberikan nilai tambah. Contohnya : limbah dari pabrik gula yaitu tetes, dapat dipakaisebagai bahan baku pabrik alkohol, ampas tebunya dapat dijadikan bubur pulp dan dipakaiuntuk pabrik kertas. Limbah pabrik tahu masih banyak mengandung protein dapatdimanfaatkan sebagai media untuk pertumbuhan mikroba misalnya untuk produksi ProteinSel Tunggal/PST atau untuk alga, misalnya Chlorella sp.
Pemecahan Masalah Lingkungan dengan Konsep Redoks: Pengolahan Air Kotor 2. Limbah non ekonomis limbah yang tidak akan memberikan nilai tambah walaupun sudahdiolah, pengolahan limbah ini sifatnya untuk mempermudah sistem pembuangan.Contohnya:limbah pabrik tekstil yang biasanya terutama berupa zatzat pewarna.Berdasarkan sifatnya limbah dapat dibedakan menjadi :1. Limbah padat adalah hasil buangan industri yang berupa padatan, lumpur, bubur yangberasal dari sisa kegiatan dan atau proses pengolahan. Contohnya : limbah dari pabriktapioka yang berupa onggok, limbah dari pabrik gula berupa b agase, limbah dari pabrikpengalengan jamur, limbah dari industri pengolahan unggas, dan lain-lain. Limbah padatdibagi 2, yaitu :a. dapat didegradasi, contohnya sampah bahan organik, onggok, .b. tidak dapat didegradasi contoh plastik, kaca, tekstil, potongan logam.2.
Limbah Cair adalah sisa dari proses usaha dan/atau kegiatan yang berwujud cair.Contohnya antara lain : Limbah dari pabrik tahu dan tempe yang banyak mengandungprotein, limbahdari industri pengolahan susu.3. Limbah gas/asap adalah sisa dari proses usaha dan/atau kegiatan yang berwujud gas/asap.Contohnya : limbah dari pabrik semen Bioremediasi Bioremediasi merupakan penggunaanmikroorganisme untuk mengurangipolutandi lingkungan. Saat bioremediasi terjadi,enzim-enzimyang diproduksi olehmikroorganisme memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebu tbiotransformasi.Pada banyak kasus, biotransformasi berujung padabiodegradasi,dimanapolutan beracun terdegradasi, strukturnya menjadi tidak kompleks, dan akhirnya menjadimetabolityangtidak berbahaya dan tidak beracun.Sejak tahun 1900an, orang-orang sudah menggunakanmikroorganisme untuk mengolah air padasaluran air. Saat ini, bioremediasi telah berkembang pada perawatan limbah buangan yangberbahaya (senyawa-senyawa kimia yang sulit untuk didegradasi), yang biasanya dihubungkandengan kegiatan industri. Yang termasuk dalam polutan polutan ini antara lain logam-logam berat ,petroleum hidrokarbon,dan senyawasenyawa organik terhalogenasi sepertipestisida,herbisida, dan lain-lain. Banyak aplikasi-aplikasi baru menggunakanmikroorganisme untuk mengurangi polutanyang sedang diujicobakan. Bidang bioremediasi saat ini telah didukung oleh pengetahuan yang lebihbaik mengenai bagaimana polutan dapat didegradasi oleh mikroorganisme, identifikasi jenis-jenis mikrobayang baru dan bermanfaat, dan kemampuan untuk meningkatkan bioremediasi melaluiteknologigenetik.Teknologi genetik molekular sangat penting untuk mengidentifikasigen-genyang mengkodeenzimyang terkait pada bioremediasi. Karakterisasi dari gen-gen yang bersangkutandapat meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimanamikroba-mikroba memodifikasipolutan beracun menjadi tidak berbahaya.Strainatau jenis mikroba rekombinan yang diciptakan di laboratorium dapat lebih efisien dalammengurangi polutan. Mikroorganisme rekombinan yang diciptakan dan pertama kali dipatenkanadalahbakteri"pemakan minyak". Bakteri ini dapat mengoksidasisenyawahidrokarbonyang umumnya ditemukan pada minyak bumi. Bakteri tersebut tumbuh lebih cepat jika dibandingkanbakteri-bakteri jenis lain yang alami atau bukan yang diciptakan di laboratorium yang telah
Pemecahan Masalah Lingkungan dengan Konsep Redoks: Pengolahan Air Kotor
diujicobakan. Akan tetapi, penemuan tersebut belum berhasil dikomersialkan karena strainrekombinan ini hanya dapat mengurai komponen berbahaya dengan jumlah yang terbatas. Straininipun belum mampu untuk mendegradasi komponenkomponen molekular yang lebih berat yangcenderung bertahan di lingkungan. Jenis-jenis Bioremediasi Jenis-jenis bioremediasi adalah sebagai berikut: Biostimulasi Nutrien dan oksigen, dalam bentuk cair atau gas, ditambahkan ke dalam air atau tanah yangtercemar untuk memperkuat pertumbuhan dan aktivitas bakteriremediasi yang telah ada didalam air atau tanah tersebut. Bioaugmentasi Mikroorganisme yang dapat membantu membersihkan kontaminan tertentu ditambahkanke dalam air atau tanah yang tercemar. Cara ini yang paling sering digunakan dalammenghilangkan kontaminasi di suatu tempat. Namun ada beberapa hambatan yang ditemuiketika cara ini digunakan. Sangat sulit untuk mengontrol kondisi situs yang tercemar agarmikroorganismedapat berkembang dengan optimal. Para ilmuwan belum sepenuhnyamengerti seluruh mekanisme yang terkait dalam bioremediasi, dan mikroorganisme yangdilepaskan ke lingkungan yang asing kemungkinan sulit untuk beradaptasi. Bioremediasi Intrinsik Bioremediasi jenis ini terjadi secara alami di dalam air atau tanah yang tercemar.Di masa yang akan datang,mikroorganismerekombinan dapat menyediakan cara yangefektif untuk mengurangi senyawa-senyawa kimiawi yang berbahaya di lingkungan kita.Bagaimanapun, pendekatan itu membutuhkan penelitian yang hatihati berkaitan denganmikroorganisme rekombinan tersebut, apakah efektif dalam mengurangi polutan, danapakah aman saat mikroorganisme itu dilepaskan ke lingkungan. Alat dan BahanKonsep Pengolahan Dalam usaha pengolahan air kotor/limbah, dapat digunakan dengan dua cara, yang pertama secara AEROBIK dan ANAEROBIK. Secara Aerobik Prinsip pengolahan secara aerobik adalah menguraikan secara sempurna senyawa organik yangberasal dari buangan di dalam periode waktu yang relatif singkat. Penguraian dilakukan terutamadilakukan oleh bakteri dan hal ini dipengaruhi oleh :1. jumlah sumber nutrien2. jumlah oksigenContoh dari proses pengolahan limbah secara aerobik antara lain :
3 / 13
Leave a Comment
0c4699804566af json
Submit Characters: 400
0c4699804566af json
Submit Characters: ... Penerapan Konsep Redoks Pengolahan Air Kotor 2,859 Reads More Info
Download or Print
Uploaded by Dina Puspita Sari 0 inShare
Embed Doc Copy Link Readcast Add To Collection Comments
Related Documents
5 p. teri From Aang Gunaifi
13 p. 6889 From Ali_M_Akbar_7218
13 p. 6889 From Ali_M_Akbar_7218 Next
