destilasi air laut

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1  LATAR BELAKANG

Jebolnya tanggul di kali malang sebagai salah satu tanggul penampung untuk pengelolaan air bersih milik PT, Palyja Jaya (salah satu ‘mitra’ kerja sama PDAM) menyebabkan krisis air bersih di sebagian wilayah Jakarta, ketergantungan yang besar kepada PDAM dalam menyalurkan air bersih telah menjadi bumerang ketika hal ini terjadi, ditengah majunya teknologi pengolahan air, PDAM dan mitra masih bergantung pada debit air yang berada ditanggul.

Walaupun jebolnya tanggul merupakan hal yang diluar perkiraan, namun sudah saatnya PDAM melirik sumber air yang tak hanya dari waduk-waduk yang dimusim kemarau akan mengering, ditambah efek pemanasan global, maka bukanlah hal yang arif jika bertahan dengan teknologi yang lama, dampaknya harus dilihat karena mempengaruhi jumlah air yang didistribusikan ke pelanggannya.

Di Indonesia telah banyak daerah yang mulai merintis pengolahan air laut sebagai air minum, seperti dibeberapa pulau di kepulauan seribu sudah ada semacam unit bergerak yang mengeolah air laut menjadi air siap minum yang dikelola oleh BPPT. Bukan hanya di Kepulauan seribu, di Aceh, Bali, Kalimantan Timur sudah ada pengolahan air laut untuk air minum.

Di Aceh sejak peristiwa Tsunami 2004 yang lalu, pengolahan air laut menjadi air minum merupakan hal yang utama, karena mendesak kebutuhan akan air bersih didirikanlah instalasi  pengolahan air minum menggunakan proses osmosis balik (RO), teknologi yang banyak digunakan dibeberapa negara maju karena pengolahannya dengan menggunakan dua mesin osmosis balik yang memang benar-benar menyaring garam atau filter apapun sehingga benar-benar layak dikonsumsi.

Sedangkan di Bali perusahaan air minum lokal disana sudah memanfaatkan teknologi pengolahan air minum yang berasal dari air laut, yang terbukti pula bahwa biaya produksi yang jauh lebih murah daripada biaya produksi air tawar dari pengolahan air sungai yang tercemar. Begitu pun di Kalimantan, Pemda disana sudah melirik teknologi pengolahan air laut.

1.2  RUMUSAN MASALAH

1.         Apa yang dimaksud dengan kalor?

2.         Jelakan macam-macam kalor?

3.         Apa yang dimaksud dengan destilasi?

4.         Bagaimana proses destilasi pada air laut?

                                 

1.3  TUJUAN

1.         Mengetahui pengertian kalor

2.         Mengetahui macam-macam kalor

3.         Untuk mengetahui definisi dari proses destilasi.

4.         Untuk mengetahui proses destilasi air laut ditinjau dari segi Fisika dan dari segi Kimia.

BAB 2. PEMBAHASAN

2   

2.1  PENGERTIAN

a.         Kalor

Energy panas adalah energi total partikel-partikel penyusun zat. Pada suhu yang sama, zat yang massanya lebih besar mempunyai energi panas yang lebih besar pula.

Kalor adalah Energi panas yang mengalir dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah.

b.        Macam-macam perpindahan kalor

1.      Konduksi

Merupakan perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut.

2.      Konveksi

Konveksi adalah perpindahan kalor pada suatu zat yang disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut.

3.      Radiasi

Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara.

c.         Sifat-sifat kalor

1.      Kalor dapat Mengubah Suhu Benda

Apa yang terjadi apabila dua zat cair yang berbeda suhunya dicampur menjadi satu? Bagaimana hubungan antara kalor terhadap perubahan suhu suatu zat? Adakah hubungan antara kalor yang diterima dan kalor yang dilepaskan oleh suatu zat? Semua benda dapat melepas dan menerima kalor. Benda-benda yang bersuhu lebih tinggi dari lingkungannya akan cenderung melepaskan kalor. Demikian juga sebaliknya benda-benda yang bersuhu lebih rendah dari lingkungannya akan cenderung menerima kalor untuk menstabilkan kondisi dengan lingkungan di sekitarnya. Suhu zat akan berubah ketika zat tersebut melepas atau menerima kalor. Dengan demikian, dapat diambil kesimpulan bahwa kalor dapat mengubah suhu suatu benda.

Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang yang diperlukan oleh suatu zat bermassa 1 kg untuk menaikkan suhu 1 °C. Sebagai contoh, kalor jenis air 4.200 J/kg °C, artinya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg air sebesar 1 °C adalah 4.200 J. Kalor jenis suatu zat dapat diukur dengan alat kalorimeter.

Tabel beberapa kalor jenis zat

Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan suhu suatu benda bergantung pada:

·         massa benda (m)

·         jenis benda / kalor jenis benda (c)

·         perubahan suhu (Δt )

Oleh karena itu, hubungan banyaknya kalor, massa zat, kalor jenis zat, dan perubahan suhu zat dapat dinyatakan dalam persamaan.

Keterangan:
Q = Banyaknya kalor yang diserap atau dilepaskan (joule)

m = Massa zat (kg)

c = Kalor jenis zat (joule/kg °C)

Δt = Perubahan suhu (°C)

2.      Kalor dapat Mengubah Wujud Zat

Suatu zat apabila diberi kalor terus-menerus dan mencapai suhu maksimum, maka zat akan mengalami perubahan wujud. Peristiwa ini juga berlaku jika suatu zat melepaskan kalor terus-menerus dan mencapai suhu minimumnya. Oleh karena itu, selain kalor dapat digunakan untuk mengubah suhu zat, juga dapat digunakan untuk mengubah wujud zat. Perubahan wujud suatu zat akibat pengaruh kalor dapat digambarkan dalam skema berikut.

Keterangan:
1 = mencair/melebur

2 = membeku

3 = menguap

4 = mengembun

5 = menyublim

6 = mengkristal

Menguap (terjadi perubahan suhu)

Apakah pada waktu zat menguap memerlukan kalor? Dari manakah kalor itu diperoleh? pada waktu air dipanaskan akan tampak uap keluar dari permukaan air. Kenyataan ini menunjukkan bahwa pada waktu menguap zat memerlukan kalor. Jika air dipanaskan terus-menerus, lama-kelamaan air tersebut akan habis. Habisnya air akibat berubah wujud menjadi uap atau gas. Peristiwa ini disebut menguap, yaitu perubahan wujud dari cair ke gas, karena molekul-molekul zat cair bergerak meninggalkan permukaan zat cairnya. Pada peristiwa menguap terjadi perubahan suhu, oleh karena itu berlaku:

Sama halnya pada peristiwa membeku, melebur, dan mengembun. Mendidih (tidak mengalami perubahan suhu, namun terjadi perubahan wujud) Mendidih adalah peristiwa penguapan zat cair yang terjadi di seluruh bagian zat cair tersebut. Peristiwa ini dapat dilihat dengan munculnya gelembung-gelembung yang berisi uap air dan bergerak dari bawah ke atas dalam zat cair. Zat cair yang mendidih jika dipanaskan terus-menerus akan berubah menjadi uap. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 kg zat cair menjadi uap seluruhnya pada titik didihnya disebut kalor uap (U). Karena tidak terjadi perubahan suhu, maka besarnya kalor uap dapat dirumuskan:

Keterangan:
Q = kalor yang diserap/dilepaskan (joule)

m = massa zat (kg)

U = kalor uap (joule/kg)

Tabel beberapa kalor uap zat

Jika uap didinginkan akan berubah bentuk menjadi zat cair, yang disebut mengembun. Pada waktu mengembun zat melepaskan kalor, banyaknya kalor yang dilepaskan pada waktu mengembun sama dengan banyaknya kalor yang diperlukan waktu menguap dan suhu di mana zat mulai mengembun sama dengan suhu di mana zat mulai menguap.

d.        Destilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan.

2.2  DITINJAU DARI SEGI FISIKA

Air bersih yang dihasilkan dari proses distilasi didapatkan dengan jalan melakukan penguapan terhadap air sumber / air baku. Cara ini efektif untuk menghilangkan garam yang menyebabkan rasa asin pada air. Ada dua cara sederhana dalam membuat alat distilasi air ini, yakni menggunakan kompor atau menggunakan sinar matahari.

Stove-top still merupakan model sederhana untuk alat distilasi dengan menggunakan kompor. Pertama-tama kompor memanaskan air yang ada sebuah belanga. Pemanasan tersebut akan menghasilkan uap panas yang akan dipakai untuk memanaskan belanga kedua yang berisi air sumber yang nantinya akan berisi air bersih. Pemanasan pada belanga kedua juga akan memicu munculnya uap air dari air sumber. Butiran-butiran uap air ini akan tertahan poleh membran plastik dan akhirnya akan jatuh pada wadah air bersih yang terletak ditengah-tengah belanga kedua. Untuk lebih lengkapnya lihat gambar dibawah ini.

 

Adapun cara yang kedua adalah menggunakan sinar matahari untuk menghasilkan uap air. Butiran uap-uap air tersebut kemudian akan tertahan pada kaca tembus pandang. Setelah butiran semakin banyak, maka akan berubah menjadi tetesan air yang akan ditahan oleh palung/talang air yang akan mengarahkan butiran air ke dalam wadah untuk penampungan air bersih. Ada berbagai cara distilasi menggunakan sinar matahari ini yang selengkapnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

 

2.3  DITINJAU DARI SEGI KIMIA

Pada operasi distilasi, terjadinya pemisahan didasarkan pada gejala bahwa bila campuran cair ada dalam keadaan setimbang dengan uapnya,komposisi uap dan cairan berbeda. Uap akan mengandung lebih banyak komponen yang lebih mudah menguap, sedangkan cairan akan mengandung lebih sedikit komponen yang mudah menguap. Bila uap dipisahkan dari cairan, maka uap tersebut dikondensasikan, selanjutnya akan didapatkan cairan yang berbeda dari cairan yang pertama, dengan lebih banyak komponen yang mudah menguap dibandingkan dengan cairan yang tidak teruapkan. Bila kemudian cairan dari kondensasi uap tersebut diuapkan lagi sebagian,akan didapatkan uap dengan kadar komponen yang lebih mudah menguap lebih tinggi. Untuk menunjukkan lebih jelas uraian tersebut,berikut digambarkan secara skematis:

1.      Keadaan awal

Mula-mula, pada cairan terdapat campuran A dan B, dimana karakteristik dari komponen-komponen tersebut adalah komponen A lebih mudah menguap (volatil) dibanding komponen B.Komposisi dari kedua komponen tersebut dinyatakan dengan fraksi mol.Untuk fase cair

2.      Campuran diuapkan sebagian, uap dan cairannya dibiarkan dalam keadaan setimbang.

3.      Uap dipisahkan dari cairannya dan dikondensasi; maka didapat dua cairan,cairan I dan cairan II. Cairan I mengandung lebih sedikit komponen A (lebih mudah menguap) dibandingkan cairan II

Pada kondisi diatas, dari campuran dua komponen cairan (campuran biner) akan didapat dua cairan yang relatif murni.Hal ini dapat terlaksana,apabila beda titik didih dari kedua komponen tersebu relatif besar.Apabila perbedaan titik didih dari kedua komponen tersebut tidak terlalu jauh,maka perlu dilakukan proses penyulingan sebagaimana ditunjukkan pada gambar

Reaksi Fisika

Apabila perbedaan titik didih dari komponen tersebut relatif tinggi, maka uapnya hampir merupakan komponen murni.Akan tetapi apabila perbedaan titik didih dari komponen tersebut,tidak terlalu besar,maka uap merupakan campuran dari beberapa komponen

Materi fisika yang dapat ditinjau:

1.      Energi panas

2.      Kalor

3.      Perubahan wujud

4.      Titik beku, titik didih dan titik embun

Materi kimia yang dapat ditinjau:

1.      Pemisahan campuran