KIMIA AIR: KIMIA REDUKSI-OKSIDASI DI AIR ALAMI

KIMIA AIR KIMIA REDUKSI OKSIDASI DI AIR ALAMI-ppt Download

  • Date:02 Sep 2020
  • Views:9
  • Downloads:0
  • Size:1.34 MB

Share Presentation : KIMIA AIR KIMIA REDUKSI OKSIDASI DI AIR ALAMI

Download and Preview : KIMIA AIR KIMIA REDUKSI OKSIDASI DI AIR ALAMI

Report CopyRight/DMCA Form For : KIMIA AIR KIMIA REDUKSI OKSIDASI DI AIR ALAMI


Transcription:

KIMIA LINGKUNGANBAGIAN 4 HIDROSFER1 KIMIA REDUKSI OKSIDASI DI PERSAMAAN REDOKSReaksi redoks sangat penting dalam kimia.
lingkungan air alami dan air buangan Reduksi oksigen oleh bahan organik di danaumengakibatkan turunnya konsentrasi oksigenyang berakibat fatal terhadap ikan Laju oksidasi buangan sangat penting pada.
pengoperasian instalasi pengolahan buangan Reduksi besi III menjadi besi II terlarut didalam reservoar menyebabkan masalahpenyisihan besi di dalam instalasi pengolahan PERSAMAAN REDOKS.
Oksidasi pupuk amonia menjadi ion nitrat di dalamtanah merupakan proses yang penting agarnitrogen ada dalam bentuk yang dapat diasimilasioleh tanah Kebanyakan reaksi redoks yang penting dikatalisa.
oleh mikroorganisma Bakteri adalah katalis untukreaksi antara molekul oksigen dan bahan organik reduksi besi III menjadi besi II atau oksidasiamonia menjadi nitrat PERSAMAAN REDOKS.
Analogi terhadap reaksi asam basa Aktivitas iondigunakan untuk mengekspresikan keasaman ataukebasaan air Air dengan konsentrasi ion hidrogen tinggi asamAir dengan konsentrasi ion hidrogen rendah basa.
analogi terhadapAir dengan aktivitas elektron tinggi pereduksiAir dengan aktivitas elektron rendah pengoksidasi PERSAMAAN REDOKS.
Suatu atom molekul atau ion melakukan oksidasi jika kehilangan elektron reduksi jika menerima elektro Definisi lain unsur pengoksidasi substansi yang dapat.
menerima elektron unsur pereduksi substansi yang dapatmemberikan elektron REDOKS SEDERHANAH20 2 H 2e.
Cl20 2e 2 Cl H20 Cl20 2 H 2 Cl Contoh lain 4 Fe0 3 O20 2 Fe23 O32 Mg0 H2 SO42 Mg2 SO42 H20.
2 Fe2 Cl20 2 Fe3 2 Cl 2 I Cl20 I20 2 Cl REDOKS KOMPLEKS Memerlukan adanya senyawa ketiga misalnya asam atau air .
Jika unsur pengoksidasi merupakansenyawa yang mengandung oksigen seperti KMnO4 K2Cr2O7 dll salah satuproduk adalah air OKSIGEN TERLARUT.
Unsur pengoksidasi yang paling penting di airalami oksigen molekular terlarut O2 Dalamreaksi setiap atom oksigen direduksi dari bentukoksidasi 0 menjadi bentuk 2 dalam H2O atau OH Reaksi paruh yang terjadi dalam larutan asam .
O2 4 H 4 e 2 H2Osedangkan yang terjadi dalam larutan basa adalah O2 2 H2O 4 e 4 OH OKSIGEN TERLARUT Konsentrasi DO di dalam air kecil tidak stabil dari segi.
ekologi Untuk reaksi O2 g O2 aq Kelarutan gas meningkat jika temperatur turun jumlahO2 yang terlarut pada 0oC 1 7 ppm lebih besar daripadayang terlarut pada 35oC 7 0 ppm .
Pencemaran termal keadaan dimana sungai atau airdanau yang dipanaskan secara buatan akanmengandung oksigen lebih rendah daripada air yang dingin KEBUTUHAN OKSIGEN Senyawa yang umumnya dioksidasi oleh DO di dalam air.
adalah materi organik yang memiliki sifat biologi sepertimateri tumbuhan mati dan buangan hewan Untuk penyederhanaan biasanya materi organikdiasumsikan sepenuhnya sebagai karbohidratterpolimerisasi dengan formula CH2O .
CH2O aq O2 aq CO2 g H2O aq karbohidrat DO di dalam air juga dikonsumsi oleh oksidasi ammoniaterlarut NH3 dan ion ammonium NH4 menjadi ion nitrat BIOCHEMICAL OXYGEN.
DEMAND BOD Biochemical Oxygen Demand BOD jumlah oksigenyang dikonsumsi untuk mengoksidasi materi organikterlarut didalam sample secara biokimia reaksi oksidasidikatalisa oleh kerja mikroorganisma yang ada di dalam air.
Tes BOD secara luas digunakan untuk menentukankekuatan polusi dari buangan domestik dan industri oksigen yang diperlukan oleh buangan tersebut jikadibuang ke perairan alami pada kondisi aerob BIOCHEMICAL OXYGEN.
DEMAND BOD Tes BOD merupakan prosedur bioassay mengikutsertakan pengukuran oksigen yang dikonsumsioleh organisma hidup terutama bakteri saatmenggunakan bahan organik yang terkandung didalam.
buangan pada kondisi yang dibuat sama mendekati kondisi Tes BOD dapat dikatakan sebagai prosedur oksidasibasah dimana organisma hidup berperan sebagai mediaoksidasi bahan organik menjadi karbon dioksida dan air Jika sample diperkirakan memiliki nilai BOD tinggi .
sample harus diencerkan terlebih dahulu dengan air murni BIOCHEMICAL OXYGENDEMAND BOD Hubungan kuantitatif antara jumlah oksigen yangdibutuhkan untuk konversi sejumlah tertentu bahan organik.
menjadi karbon dioksida air dan amonia CnHaObNc n a 4 b 2 c O2 nCO2 a 2 3 2 c H2O cNH3 Reaksi oksidasi dalam tes BOD merupakan hasil aktivitasbiologi dan laju reaksi ditentukan oleh jumlah populasibakteri dan temperatur .
Nilai BOD dapat dihitung secara teoritis Sebagai contoh oksidasi glukosa menjadi karbon dioksida dan airmemerlukan 192 gram oksigen per mol atau 1 065 mgoksigen per miligram glukosa C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O BIOCHEMICAL OXYGEN.
DEMAND BOD Studi kinetika reaksi BOD memperlihatkan bahwa reaksi inimengikuti orde pertama atau laju reaksi sebanding denganjumlah organik teroksidasi yang tersisa pada suatu waktutertentu yang dilakukan oleh populasi organisma aktif .
Pada saat organisma mencapai tingkat dimana variasiyang terjadi relatif kecil laju reaksi dikontrol oleh jumlahmakanan yang tersedia untuk organisma dandiekspresikan sebagai BIOCHEMICAL OXYGEN.
DEMAND BOD dC dt C atau dC dt k CC konsentrasi bahan organik teroksidasi polutan padawaktu awal reaksit lamanya reaksi berjalan.
k konstanta laju reaksiPersamaan diatas menunjukkan bahwa laju reaksisecara perlahan berkurang jika konsentrasi makanan ataubahan organik C berkurang BIOCHEMICAL OXYGEN.
DEMAND BOD Dalam hal BOD biasanya digunakan L sebagai ganti C dimana L adalah kebutuhan ultimat dan ekspresinya dL dt k Lyang menggambarkan laju perusakan bahan organik .
Karena oksigen yang digunakan dalam stabilisasi bahanorganik ada dalam rasio langsung dengan jumlah bahanorganik teroksidasi memungkinkan untukmenginterpretasikan L dalam bahan organik polutan atauoksigen yang digunakan .
BIOCHEMICAL OXYGENDEMAND BOD Berdasarkan integrasi persamaan diatas Lt L e k t 10 ktdan dihasilkan k k 2 303 Formula ini menyatakan jumlah polutan.
tersisa setelah waktu oksidasi t adalah fraksi L yang dinyatakan dalam Dalam kebanyakan kasus lebih diutamakan nilai BOD yang biasanyaditentukan oleh tes aktual dengan pengukuran oksigen terlarut Seringkali dinyatakan sebagai BOD 5 hari atau BOD pada waktu tertentulainnya Hal ini dinyatakan sebagai y L 1 1o kt .
dengan y BOD pada waktu t L BOD total atau ultimat Nilai k harusditentukan berdasarkan percobaan BIOCHEMICAL OXYGENDEMAND BOD Karena reaksi BOD sangat mendekati tipe reaksi orde.
pertama plot jumlah bahan organik tersisa terhadap waktuakan menghasilkan kurva parabola Bentuk kurva ini jugaterjadi bila dibuat plot antara oksigen yang terpakaiterhjadap waktu karena oksigen terpakai berbandinglangsung dengan jumlah bahan organik teroksidasi pada.
oksidasi biokimia BIOCHEMICAL OXYGENDEMAND BOD Perubahan dalam bahan organik selama oksidasi biologiair air terpolusi pada kondisi aerob.
BIOCHEMICAL OXYGENDEMAND BOD Kurva BOD a kurva normal untuk oksidasi bahan organik b pengaruh nitrifikasi.
CHEMICAL OXYGEN DEMAND Penetapan kebutuhan oksigen yang lebih cepat dapat dilakukandengan mengevaluasi Chemical Oxygen Demand COD darri suatusampel air Ion dikromat Cr2O72 dapat dilarutkan dalam bentuk salah satu.
garamnya seperti Na2Cr2O7 dalam asam sulfat unsur pengoksidasi Tes COD sangat luas digunakan sebagai alat pengukuran kekuatanorganik bahan domestik dan industri Tes ini mengukur kandunganorganik sebagai jumlah total oksigen yang diperlukan untuk oksidasibahan organik menjadi karbon dioksida dan air .
CHEMICAL OXYGEN DEMAND Selama penentuan COD bahan organik dikonversi menjadi karbondioksida dan air dengan mengabaikan kemampuan asimilasi biologi Sebagai contoh glukosa dan lignin dapat dioksidasi secara sempurna Hasilnya nilai COD lebih besar daripada nilai BOD dan dapat jauh lebih.
besar jika bahan organik yang resistan terhadap degradasi biologi adadalam jumlah yang berarti Salah satu keterbatasan tes COD adalah ketidakmampuannya untukmembedakan antara bahan organik yang mudah dan sukar terdegradasisecara biologi Sebagai tambahan tes COD tidak memberikan bukti laju.
degradasi secara biologi dari bahan bahan yang dapat terstabilisasipada kondisi alamiah Keuntungan utama tes COD adalah diperlukan waktu yang pendekuntuk evaluasi Penetapan nilai COD dapat dibuat dalam 3 jam bandingkan terhadap tes BOD yang memerlukan waktu 5 hari .
TOC DAN DOC TOC Total Organic Carbon digunakanuntuk mengetahui materi organictersuspensi dan terlarut di dalam air DOC Dissolved Organic Carbon .
digunakan hanya untuk mengetahui materiorganic yang benar benar terlarut DEKOMPOSISI SENYAWAORGANIK SECARA ANAEROB Materi organik terlarut akan terdekomposisi di dalam air dan kondisi.
anaerobik bebas oksigen jika bakteri yang tepat ada di dalam air tersebut Bakteri bekerja pada karbon beberapa karbon dioksidasi menjadi CO 2 dan sisanya direduksi menjadi CH4 2 CH2O CH4 CO2materi organik metana karbondioksida.
reaksi fermentasi Reaksi fermentasi unsur pengosidasi dan pereduksi kedua duanyaadalah materi organik DEKOMPOSISI SENYAWAORGANIK SECARA ANAEROB.
Umum ditemui adanya kondisi aerob dan anaerob di berbagai bagianpada danau yang sama pada suatu waktu tertentu terutama padamusim panas jika stratifikasi stabil pada lapisan lapisan terpisahterjadi Gambar 2 3 Gambar 2 3 Stratifikasi danau di musim panas memperlihatkan bentuk.
tipikal dari unsur utama yang terkandung DEKOMPOSISI SENYAWAORGANIK SECARA ANAEROB DEKOMPOSISI SENYAWAORGANIK SECARA ANAEROB.
Pada musim panas air pada bagian atas danau dihangatkan olehabsorbsi sinar matahari yang digunakan oleh materi biologi padabagian bawah yang tidak tercapai penetrasi sinar matahari akan tetap bagian atas biasanya mengandung level DO yang mendekati jenuh adanya kontak antara bagian atas dengan udara dan kehadiran O 2.
yang dihasilkan dari fotosintesa oleh algae kondisi di lapisan atas adalah aerob adanya unsur unsur dalambentuk teroksidasi karbon sebagai CO2 atau H2CO3 atau HCO3 sulfur sebagai SO42 .
nitrogen sebagai NO3 besi sebagai Fe OH 3 yang tidak larut DEKOMPOSISI SENYAWAORGANIK SECARA ANAEROB pada bagian bawah air kekurangan oksigen karena tidak ada kontak.
dengan udara dan karena O2 dikonsumsi untuk dekomposisi materibiologi kondisi anaerob unsur dalam bentuk tereduksi karbon sebagai CH4sulfur sebagai H2Snitrogen sebagai NH3 dan NH4 .
besi sebagai Fe2 yang larut Pada musim dingin lapisan bagian atas didinginkan oleh udara dinginyang melewatinya lama kelamaan air yang kaya oksigen pada bagianatas memiliki densitas yang lebih tinggi daripada bagian bawah gravitymengakibatkan adanya pencampuran antara kedua lapisan .
lingkungan bagian bawah danau biasanya dalam kondisi aerob SKALA pE AKTIVITAS ELEKTRON pE pH log H H aktivitas ion H didalam larutan pE log ae ae aktivitas elektron dalam larutan.
Definisi termodinamika konsep pE diberikan oleh Stumm dan Morganberdasarkan persamaan 2H aq 2 e H2 g contoh pada 250C didalam air murni Konsentrasi ion hydrogen 1 X 10 7 M.
Aktivitas hydrogen 1 X 10 7 pH 7 SKALA pE AKTIVITAS ELEKTRON pE Aktivitas elektron didefinisikan seperti persamaan diatas Jika H ag dalam keadaan setimbang dengan gas H2 pada tekanan 1.
atm aktivitas elektron di dalam medium adalah 1 00 dan pE adalah 0 Jika aktivitas electron ditingkatkan 10 kali pada kasus dimana H ag pada aktivitas 0 1 ada dalam kesetimbangan dengan H2 pada aktivitas1 00 aktivitas elektron 10 pE 1 0 SKALA pE POTENSIAL ELEKTRODA .
pE dan PERSAMAAN NERNST Kecenderungan permukaan logam untuk melakukan oksidari merupakanhal penting dalam korosi dan kontaminasi air oleh logam berat Sebagai contoh tembaga biasanya ditemukan pada kondisi rendah tidak berbahaya di dalam tap water sebagai hasil reaksi redoks bolak.
Cu2 2e Cumenggambarkan kesetimbangan antara ion Cu pengoksidasi danbentuk tereduksi logam tembaga Jika larutan ion Cu2 setimbang dengan logam Cu aktivitas elektronditentukan oleh kecenderungan relative Cu2 untuk menangkap.
elektron dan logam Cu untuk melepaskannya SKALA pE POTENSIAL ELEKTRODA pE dan PERSAMAAN NERNST Pengukuran fisik terhadap kecenderungan ini dapat dibuat dengan sel.
DIAGRAM-DIAGRAM pE-pH Diagram pE-pH untuk besi dapat dibuat dengan mengasumsikan konsentrasi maksimum besi di dalam larutan, yaitu 1,0 x 10-5M. Kesetimbangan yang harus diperhatikan adalah: Fe3+ + e Fe2+ pE0= +13,2 Fe(OH)2 + 2H+ Fe2+ + 2H2O Ks = [Fe2+]/[H+]2 = 8,0 x 1012 Fe(OH)3 + 3H+ Fe3+ + 3H2O Ks’ = [Fe3+]/[H+]3 = 9,1 x 103 Ks dan Ks ...

Related Presentations