ANALISIS TINGKAT KEBUTUHAN ARUS LISTRIK DALAM PROSES ELEKTROKIMIA BATCH PADA PENGOLAHAN AIR LIMBAH BATIK LAWEYAN TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md.) Pada Program Studi DIII Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : RASYID PRATAMA SIGIT NIM. I 8712023 PROGRAM STUDI DIII TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015
HALAMAN PERSETUJUAN ANALISIS TINGKAT KEBUTUHAN ARUS LISTRIK DALAM PROSES ELEKTROKIMIA BATCH PADA PENGOLAHAN AIR LIMBAH BATIK LAWEYAN TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md.) Pada Program Studi DIII Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun Oleh : RASYID PRATAMA SIGIT NIM. I 8712023 Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi DIII Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Persetujuan : Dosen Pembimbing Ir. Budi commit Utomo, user M.T. NIP 19600629 198702 1 002
HALAMAN PENGESAHAN ANALISIS TINGKAT KEBUTUHAN ARUS LISTRIK DALAM PROSES ELEKTROKIMIA BATCH PADA PENGOLAHAN AIR LIMBAH BATIK LAWEYAN TUGAS AKHIR Disusun Oleh : RASYID PRATAMA SIGIT NIM. I 8712023 Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Program Diploma III Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta : 1. Ir. Budi Utomo, M.T. ( ) NIP 19600629 198702 1 002 2. Ir. Sudarto, M.Si. ( ) NIP 19570327 198603 1 002 3. Ir. Sulastoro R.I, M.Si. ( ) NIP 19521105 198601 1 001 Disahkan, Kepala Program Studi DIII Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Widi Hartono, S.T., M.T. NIP. 19730729 199903 1 001
MOTTO Sesali masa lalu karena ada kekecewaan dan kesalahan-kesalahan, tetapi jadikan penyesalan sebagai senjata untuk masa depan agar tidak terjadi kesalahan lagi. Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua. (Aristoteles). Janganlah kemiskinanmu menyebabkan kekufuran dan janganlah kekayaanmu menyebabkan kesombongan. Jangan tunda sampai hari esuk apa yang engkau bisa kerjakan hari ini. Sampaikanlah dariku walau hanya satu ayat. (HR. Bukhari).
PERSEMBAHAN Saya persembahkan Tugas Akhir ini sebagai ucapan rasa syukur dan terima kasih saya kepada : 1. Puji syukur kepada Alloh SWT atas segala rahmat dan hidayah-nya serta kemudahan yang diberikan sehingga laporan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. 2. Ibu Sugiyem dan Bapak Suparmono atas segala cinta dan kasih sayang yang tak pernah bosan-bosannya menceramahi, memotivasi, serta mendidik dan membimbing saya untuk menjadi manusia yang lebih baik dan bermanfaat bagi agama dan Negara. 3. Adik kandung saya Taufik Isnanto Jangan sering ngebantah orang tua, sekolah yang rajin. 4. Bapak Ir. Budi Utomo, M.T. selaku pembimbing Tugas Akhir terima kasih atas bimbingan yang diberikan dalam menyusun laporan Tugas Akhir ini, sehingga dapat terselesaikan dengan baik Maaf ya pak kalo saya ngerepotin dan suka ngilang. 5. Partner penelitian limbah Maharani Kusuma Dewi dan mba Tri Murniati atas kerjasama, kekompakan, serta pengalaman baru yang diberikan pada saat penelitian limbah batik ini berlangsung. 6. Sahabat-sahabatku, kost momo serta komunitas motor Makasih atas waktunya, kekonyolannya, nongkrongnya,makan bareng, maen bareng, ngecamp bareng! Ayo maen guys. 7. Teman-teman seperjuangan dari D3 Infrastruktur 12 atas semua hal yang telah kalian berikan selama 3 tahun ini, kalian yang terbaik yang saya miliki. 8. Seluruh keluarga besar HMP D3 FT UNS (2011, 2012, 2013) yang secara tidak langsung membentuk pribadi saya dalam berorganisasi dan menjadi keluarga kedua. Kangen rapat, kangen ngerjain proker bareng-bareng kalian, kangen ngegariink!. 9. Kost an mbah Jiyo,mas-mase kost (mas Jevri, mas Fama,mas Whonica, mas Bara, mas Andoyo, mas Anang, mas Erwin, mas Abdul dan mas Arif) terima kasih atas keceriaan selama 3 tahun ini. 10. Serta seluruh pihak yang turut membantu namun tidak dapat disebutkan satu persatu. Terima kasih.
ABSTRAK Rasyid Pratama Sigit, 2015. Analisis Tingkat Kebutuhan Arus Listrik Dalam Proses Elektrokimia Batch Pada Pengolahan Air Limbah Batik Laweyan. Tugas Akhir Program Studi Diploma III Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Seiring dengan perkembangan industri batik di tanah air, terdapat sejumlah masalah yang terkait pengolahan air limbah. Pencemaran limbah batik berasal dari penggunaan zat kimia sebagai pewarna. Limbah cair industri batik dilaporkan mengandung logam berat seperti timbal (Pb), besi (Fe), seng (Zn), krom (Cr), tembaga (Cu) dan cadmium (Cd).Mengingat bahwa keberadaan logam Cr dan Pb sangat berbahaya, maka perlu diupayakan usaha menekan Cr dan Pb pada limbah cair industri batik sebelum masuk ke badan air dengan tujuan untuk mengurangi tingkat pencemaran air sungai. Salah satu langkah untuk menekan logam Cr dan Pb perlu dilakukan penelitian di laboratorium. Penelitian menggunakan metode elektrolisis dengan menggunakan Reaktor Elektrokimia Batch (REB) dengan variasi plat elektroda Alumunium (Al), Besi (Fe), dan Seng (Zn), dengan variasi waktu pengaliran 30, 60, 90, dan 120 menit serta dialiri arus listrik searah ke lapisan plat elektroda untuk menarik ion-ion dari logam berat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi plat elektroda yang paling efektif dalam penggunaan arus listrik serta mempunyai efisiensi paling baik dalam proses elektrokimia batch ialah plat elektroda ZnZn (Seng-Seng) dengan arus listrik sebesar 2,65 Ampere dan efisiensi sebesar 88,69 %. Kata Kunci : Variasi plat elektroda, waktu pengaliran, arus listrik dan efisiensi.
KATA PENGANTAR Puji syukur ke-hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir dengan judul Analisis Tingkat Kebutuhan Arus Listrik dalam Proses Elektrokimia Batch pada Pengolahan Air Limbah Batik Laweyan. Penyusunan Tugas Akhir ini sebagai salah satu syarat memperoleh gelar ahli madya (A.md) pada Program Studi DIII Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penyusun banyak menerima bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu penyusun ucapkan terima kasih kepada : 1. Widi Hartono, S.T., M.T., selaku Kepala Program DIII Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, 2. Ir.A.Mediyanto, M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik, 3. Ir. Budi Utomo, M.T., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, 4. Rekan-rekan DIII Teknik Sipil Infrastruktur Perkotaan Angkatan 2012, 5. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya Tugas Akhir dan Laporan Tugas Akhir ini. Laporan ini masih terdapat banyak kekurangan, untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun senantiasa penyusun harapkan dari semua pihak. Akhirnya besar harapan penyusun, semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca pada umumnya. Surakarta, Agustus 2015 Rasyid Pratama Sigit
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...i HALAMAN PERSETUJUAN...ii HALAMAN PENGESAHAN... iii MOTTO...iv PERSEMBAHAN...v ABSTRAK...vi KATA PENGANTAR...vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR...xi DAFTAR TABEL...xii BAB. 1 PENDAHULUAN...1 1.1 Latar Belakang...1 1.2 Rumusan Masalah...3 1.3 Batasan Masalah...3 1.4 Tujuan Penelitian...3 1.5 Manfaat Penelitian...4 BAB. 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI...5 2.1 Tinjauan Pustaka...5 2.1.1 Parameter Limbah Cair Industri Batik...5 2.1.2 Pencemaran Limbah Cair Industri Batik...7 2.2 Landasan Teori...13 2.2.1 Teori Elektrokimia...13 2.2.2 Hukum Faraday...13
2.2.3 Batch Reactor...14 2.2.4 Deret Volta...15 2.2.5 Flotasi...16 2.2.6 Adsorpsi...16 2.2.7 Spektrofotometri...16 2.2.8 Efisiensi...17 2.3 Penelitian yang Relevan...18 BAB. 3 METODOLOGI PENELITIAN...20 3.1 Jenis Penelitian...20 3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian...20 3.3 Obyek Penelitian...20 3.4 Langkah-langkah Penelitian...20 3.5 Alat dan Bahan...21 3.5.1 Alat...21 3.5.2 Bahan...23 3.6 Prosedur Penelitian...24 3.7 Mengolah Data...25 3.8 Menyusun Laporan...26 BAB. 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN...28 4.1 Hasil Penelitian...28 4.2 Analisis dan Pembahasan...32 4.2.1 Hubungan antara waktu terhadap arus listrik...32 4.2.2 Hubungan antara waktu terhadap massa...34 4.2.3 Hubungan antara arus listrik terhadap massa...36 4.2.3 Hubungan antara plat elektroda commit terhadap to user efisiensi...38
BAB. 5 KESIMPULAN DAN SARAN...40 5.1 Kesimpulan...40 5.2 Saran...40 PENUTUP...41 DAFTAR PUSTAKA... xiii LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Contoh Sel Elektrolisis...13 Gambar 2.2 Batch Reactor...15 Gambar 2.3 Deret Volta...15 Gambar 2.4 Alat Spektrofotometri...17 Gambar 3.1 Reactor Elektrokimia Batch...21 Gambar 3.2 Plat Elektroda...21 Gambar 3.3 Clamp meter...22 Gambar 3.4 Gelas Beker...22 Gambar 3.5 Botol Sampel...23 Gambar 3.6 Diagram Alir Penulisan Laporan...27 Gambar 4.1 Grafik Hubungan Waktu terhadap Arus Listrik...32 Gambar 4.2 Grafik Hubungan Waktu terhadap Massa...34 Gambar 4.3 Grafik Hubungan Kuat Arus terhadap Massa...36 Gambar 4.4 Grafik Hubungan Plat Elektroda dan Daya Listrik...38 Gambar 4.5 Grafik Hubungan Plat Elektroda terhadap Efisiensi...39
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Analisa Hasil Penelitian...25 Tabel 3.2 Data Hasil Uji Spektrofotometer...26 Tabel 4.1 Data Hasil Penelitian Temperatur dan Kuat Arus...28 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Spektrofotometri...30 Tabel 4.3 Daya yang digunakan tiap plat elektroda...37