Bab 47 Definisi Kimia Industri

Definisi Kimia Industri

Kimia Industri mencakup hal yang cukup luas. Pada bagian ini akan diperkenalkan mengenai Kimia Industri, yang akan dimulai berdasarkan akar katanya, yaitu Kimia dan Industri. Selanjutnya pada sub bab selanjutnya akan dibahas mengenai sistem manajemen dalam suatu industri, khususnya industri besar dimana pada bagian ini akan terlihat pembagian pelaksanaan tugas mulai dari tingkat pelaksana yang dalam hal ini diduduki oleh seseorang dengan klasifikasi pendidikan minimal Sekolah Menengah Kejuruan Teknik / STM sampai dengan tingkat manajer puncak dengan klasifikasi pendidikan minimal sarjana. Dengan demikian diharapkan dapat sebagai gambaran kompetensi yang diperlukan apabila seseorang bekerja pada bidang industri kimia.

Pengenalan tentang “Kimia-Industri” diawali dengan pembahasan berdasarkan asal katanya, yang dimulai dari kata “Industri” dan dilanjutkan dengan kata “Kimia”. Kata Industri merupakan suatu proses yang mengubah bahan-baku menjadi produk yang berguna atau mempunyai nilai-tambah, serta produk tersebut dapat digunakan secara langsung oleh konsumen sebagai pengguna akhir dan produk tersebut disebut dengan “produk-akhir”, selain itu produk dari industri tersebut dapat juga digunakan sebagai bahan baku oleh industri lain, yang disebut juga sebagai “produk-antara”. Kata produk dalam Kimia Industri tentunya melibatkan Industri yang menghasilkan zat kimia. Sedangkan bahan baku yang diproses dalam industri tersebut dapat diperoleh melalui proses penambangan, petrokimia, pertanian atau sumber-sumber lain. Hubungan antara bahan-baku dengan produk baik produk-akhir maupun produk-antara dapat dilihat pada gambar 1.1, dimana produk yangdihasilkan dari industri merupakan produk yang diperlukan oleh manusia dalam hal ini produk tersebut mempunyai nilai tambah.

Sedangkan kata “kimia” dapat diartikan sebagai suatu proses dimana sebelum dan sesudah proses terjadi perubahan “identitas kimia” yang ditandai dengan perubahan unsur-unsur penyusunnya dan atau perubahan massa molekulnya ataupun struktur molekulnya, dimana proses tersebut pada umumnya disebut dengan “reaksi-kimia”. Bahan sebelum terjadinya proses reaksi kimia disebut dengan “reaktan”, hasil dari reaksi kimia tersebut disebut dengan “produk”, sedangkan proses reaksi-kimia yang memisahkan sebelum dan sesudah proses menggunakan simbol panah, sebagai contoh proses reaksi kimia pada persamaan [1.1] berikut:

Pada persamaan [1.1], terjadi perubahan “identitas-kimia” dari reaktan cumene menjadi produk benzene dan propylene. Perubahan identitas kimia tersebut ditandai dengan berubahnya rumus molekul yang akan diikuti dengan perubahan Berat Molekulnya. Reaksi-kimia atau perubahan identitas kimia seperti pada reaksi [1.1] disebut dengan proses dekomposisi yaitu perubahan reaktan menjadi produk yang rumus molekul lebih sederhana. Kebalikan dari proses dekomposisi adalah kombinasi yaitu penggabungan reaktan menjadi produk dengan berat molekul yang lebih besar, jadi dalam hal ini, cumene sebagai produk, didapat dengan jalan mereaksikan Benzene dan Propylene.

Akan tetapi ada juga perubahan identitas-kimia yang tidak diikuti dengan perubahan Berat Molekul, sebagaimana yang terjadi pada persamaan reaksi [1.2].

Pada reaksi persamaan [1.2] tidak terjadi perubahan berat molekul, akan tetapi terjadi perubahan konfigurasi dari molekulnya.

Peristiwa perubahan identitas-kimia atau reaksi kimia dapat terjadi pada kondisi fisis tertentu, misalnya suhu, tekanan ataupun pada fasa tertentu. Sebagai contoh proses pembuatan asam nitrat secara komersial dilaksanakan dari Oksida Nitrik (NO), sebagai bahan-baku, bahan-baku tersebut diproduksi dari oksidasi amonia pada fase gas, dengan reaksi sebagai mana ditunjukkan pada persamaan [1.3].

Kondisi operasi reaktan masuk pada reaktor (alat yang merupakan tempat terjadi reaksi kimia) pada tekanan 8,2 atm dan suhu 227^oC dengan komposisi 15% mol amonia pada udara. Apabila kondisi operasi tidak memenuhi, maka reaksi tidak akan terjadi. Sedangkan keadaan mula-mula dari udara sebagai bahan baku atau reaktan pada persamaan [1.3] berada pada kondisi tekanan 1 atm dan suhu kamar (sekitar 27^oC). Oleh karenanya, sebelum masuk (umpan) pada reaktor, maka udara harus diubah kondisi operasinya dulu dengan jalan menaikkan suhu dan tekanannya sehingga sesuai dengan kondisi operasi yang diperlukan untuk reaksi, yaitu 8,2 atm dan 227^oC. Perubahan kondisi operasi ini dikatagorikan dengan “perubahan kondisi-fisis”. Dimana perubahan kondisi fisis ini tidak terjadi perubahan identitas kimia. Untuk merubah kondisi-fisis dari suatu bahan (zat) diperlukan peralatan (equipment), seperti peralatan “penukar-kalor” (heat exchanger) yang digunakan untuk merubah suhu, “kompresor” alat untuk menaikkan tekanan material fase gas dan lain-lain yang dibahas lebih lanjut pada bab-bab berikutnya.

Karena luasnya yang harus ditangani dalam bidang Kimia Industri, kemudian beberapa guru besar dibidang Teknik Kimia dari Massachusetts Institute of Technology yang bekerja dibidang Industri pada tahun 1910 mengelompokan bidang ini menjadi dua bagian besar, yaitu “Satuan-Proses” (Unit Process) dan “Satuan-Operasi” (Unit Operation), (Shreve, 1967). Permasalahan yang berhubungan dengan perubahan-perubahan yang bersifat fisika dalam Industri Kimia dikatagorikan dalam “Satuan-Operasi”, sedangkan perubahan yang bersifat kimia dimasukkan dalam kelompok “Satuan-Proses”.

Latihan Soal :

1. Apakah yang dimaksud dengan produk akhir. . .? ? ?

Jawab :

produk yang dapat digunakan secara langsung oleh konsumen sebagai pengguna akhir dan produk tersebut disebut dengan “produk-akhir.

2. Apakah arti dari kata "Kimia". . .? ?

Jawab :

kata “kimia” dapat diartikan sebagai suatu proses dimana sebelum dan sesudah proses terjadi perubahan “identitas kimia” yang ditandai dengan perubahan unsur-unsur penyusunnya dan atau perubahan massa molekulnya ataupun struktur molekulnya, dimana proses tersebut pada umumnya disebut dengan “reaksi-kimia”.

3. Apakah yang dimaksud dengan proses Dekomposisi. . .? ?

Jawab :

dekomposisi yaitu perubahan reaktan menjadi produk yang rumus molekul lebih sederhana.

4. Apakah yang dimaksud degan Kombinasi. . .? ?

Jawab :

kombinasi yaitu penggabungan reaktan menjadi produk dengan berat molekul yang lebih besar

5. Peralatan apa sajakah yang digunakan unt merubah kondisi - fisis dari suatu bahan. . .? ?

Jawab :

Untuk merubah kondisi-fisis dari suatu bahan (zat) diperlukan peralatan (equipment), seperti :

1. peralatan “penukar-kalor” (heat exchanger) yang digunakan untuk merubah suhu,
2. “kompresor” alat untuk menaikkan tekanan material fase gas,
3. dan lain-lain yang dibahas lebih lanjut pada bab-bab berikutnya.

Materi ini dibuat oleh : Diah Utami (41609010045)

BAb 48 Industri dan Klasifikasinya

Industri dan Klasifikasinya

Industri diklasifikasi menjadi 3 bagian, yaitu:

1.Industri dasar atau hulu

2.Industri hilir

3.Industri kecil

Sesuai dengan program Pemerintah untuk lebih memudahkan dalam pembinaannya, industri dasar dirinci menjadi Industri Kimia Dasar dan Industri Mesin dan Logam, Dasar, sedangkan industri hilir sering juga disebutkan dengan Aneka Industri.

Selain penggolongan tersebut industri juga diklasifikasikan menjadi 3, yaitu: industri primer, industri yang mengubah bahan mentah menjadi setengah jadi; industri sekunder, adalah industri yang merubah barang setengah jadi menjadi barang jadi; industri tertier, sebagian besar meliputi industri jasa ataupun industri lanjutan yang mengolah bahan industri sekunder.

Ciri masing-masing industri adalah sebagai berikut: Industri hulu mempunyai ciri-ciri padat modal, berskala besar, menggunakan teknologi maju dan teruji. Lokasinya selalu dipilih dekat dengan bahan baku yang mempunyai sumber energi sendiri, dan pada umumnya lokasi ini belum tersentuh pembangunan. Karena itu diperlukan perencanaan yang matang beserta tahapan pembangunan, mulai dari perencanaan sampai operasional.

Dari sudut lain diperlukan pengaturan tata ruang, rencana pemukiman, pengembangan kehidupan perekonomian, pencegahan kerusakan lingkungan dan lain-lain. Pembangunan industri ini akan mengakibatkan perubahan lingkungan baik dari aspek sosial ekonomi dan budaya dan pencemaran.

Terjadi perubahan tatanan sosial, pola konsumsi, bentang alam, tingkah laku, habitat binatang, permukaan tanah, sumber air, kemunduran kualitas udara, pengurangan sumberdaya alam lainnya.

Industri hilir. Industri ini sebagai perpanjangan proses dari industri hulu. Pada umumnya industri ini mengolah bahan setengah jadi menjadi barang jadi. Lokasinya selalu diupayakan dekat pasar. Menggunakan teknologi madya dan teruji, Banyak menyerap tenaga kerja.

Industri kecil. Industri ini banyak berkembang di pedesaan maupun di kota. Industri kecil peralatannya sederhana. Walaupun hakekat produksi sama dengan industri hilir, tapi sistem pengolahannya lebih sederhana. Sistem tata letak pabrik, pengolahan limbah belum mendapat perhatian,Industri ini banyak menyerap tenaga kerja.

Latihan Soal :

1. Sebutkan Klasifikasi dari Industri. . .! !

Jawab :

Industri diklasifikasi menjadi 3 bagian, yaitu:

1.Industri dasar atau hulu

2.Industri hilir

3.Industri kecil

2. Sebutkan ciri dari masing Industri. . .! ! !

Jawab :

Ciri masing-masing industri adalah sebagai berikut:

1. Industri hulu mempunyai ciri-ciri padat modal,
   
2. berskala besar,
   
3. menggunakan teknologi maju dan teruji.
   

3. Apakah yang dimaksud dengan Industri Hilir. . .? ? ?

Jawab :

Industri hilir adalah Industri ini sebagai perpanjangan proses dari industri hulu.

4. Jelaskan Tahapan dari pembangunan industri. . .! !

Jawab :

diperlukan perencanaan yang matang beserta tahapan pembangunan, mulai dari perencanaan sampai operasional.

5. Jelaskan tentang Industri Kecil . . .! !

Jawab :

Industri kecil adalah Industri ini banyak berkembang di pedesaan maupun di kota. Industri kecil peralatannya sederhana.

Materi ini dibuat oleh : Diah Utami (41609010045)

Bab 49 Limbah Industri

Limbah Industri

Limbah berdasarkan nilai ekonominya dirinci menjadi limbah yang mempunyai nilai ekonomis dan limbah nonekonomis. Limbah yang mempunyai nilai ekonomis yaitu limbah dengan proses lanjut akan memberikan nilai tambah. Misalnya: tetes merupakan limbah pabrik gula.Tetes menjadi bahan baku untuk pabrik alkohol. Ampas tebu dapat dijadikan bahan baku untuk pabrik kertas, sebab ampas tebu melalui proses sulfinasi dapat menghasilkan bubur pulp. Banyak lagi limbah pabrik tertentu yang dapat diolah untuk menghasilkan produk baru dan menciptakan nilai tambah.

Limbah nonekonomis adalah limbah yang diolah dalam proses bentuk apapun tidak akan memberikan nilai tambah, kecuali mempermudah sistem pembuangan. Limbah jenis ini yang sering menjadi persoalan pencemaran dan merusakkan lingkungan; Dilihat dari sumber limbah dapat merupakan hasil sampingan dan juga dapat merupakan semacam “katalisator”.

Karena sesuatu bahan membutuhkan air pada permulaan proses, sedangkan pada akhir proses air ini harus dibuang lagi yang ternyata telah mengandung sejumlah zat berbahaya dan beracun. Di samping itu ada pula sejumlah air terkandung dalam bahan baku harus dikeluarkan bersama buangan lain. Ada limbah yang terkandung dalam bahan dan harus dibuang setelah proses produksi. Tapi ada pula pabrik menghasilkan limbah karena penambahan bahan penolong.

Sesuai dengan sifatnya, limbah digolongkan menjadi 3 bagian,yaitu: limbah cair, limbah gas/asap dan limbah padat.

Ada industri tertentu menghasilkan limbah cair dan limbah padat yang sukar dibedakan. Ada beberapa hal yang sering keliru mengidentifikasi limbah cair, yaitu buangan air yang berasal dari pendinginan. Sebuah pabrik membutuhkan air untuk pendinginan mesin, lalu memanfaatkan air sungai yang sudah tercemar disebabkan oleh sektor lain. Karena kebutuhan air hanya untuk pendinginan dan tidak untuk lain-lain, tidaklah tepat bila air yang sudah tercemar itu dikatakan bersumber dari pabrik tersebut. Pabrik hanya menggunakan air yang sudah air yang sudah tercemar pabrik harus selalu dilakukan pada berbagai tempat dengan waktu berbeda agar sampel yang diteliti benar-benar menunjukkan keadaan sebenarnya.

Limbah gas/asap adalah limbah yang memanfaatkan udara sebagai media. Pabrik mengeluarkan gas, asap, partikel, debu melalui udara, dibantu angin memberikan jangkauan pencemaran yang cukup luas. Gas, asap dan lain-lain berakumulasi/bercampur dengan udara basah mengakibatkan partikel tambah berat dan malam hari turun bersama embun.

Limbah padat adalah limbah yang sesuai dengan sifat benda padat merupakan sampingan hasil proses produksi. Pada beberapa industri tertentu limbah ini sering menjadi masalah baru sebab untuk proses pembuangannya membutuhkan satu pabrik pula. Limbah penduduk kota menjadikan kota menghadapi problema kebersihan. Kadang-kadang bukan hanya sistem pengolahannya menjadi persoalan tapi bermakna, dibuang setelah diolah. Menurut sifat dan bawaan limbah mempunyai karakteristik baik fisika, kimia maupun biologi.

Limbah air memiliki ketiga karakteristik ini, sedangkan limbah gas yang sering dinilai berdasarkan satu karakteristik saja seperti halnya limbah padat. Berbeda dengan limbah padat yang menjadi penilaian adalah karakteristik fisikanya, sedangkan karakteristikkimia dan biologi mendapat penilaian dari sudut akibat. Limbah padat dilihat dari akibat kualitatif sedangkan limbah air dan limbah gas dilihat dari sudut kualitatif maupun kuantitatif.Sifat setiap jenis limbah tergandung dari sumber limbah.

Latihan Soal :

1. Apakah yang dimaksud dengan Limbah yang mempunyai nilai ekonomis. . .? ?

Jawab :

Limbah yang mempunyai nilai ekonomis yaitu limbah dengan proses lanjut akan memberikan nilai tambah.

2. Apakah yang dimaksud dengan Limbah yang mempunyai nilai non ekonomis. . .? ?

Jawab :

Limbah nonekonomis adalah limbah yang diolah dalam proses bentuk apapun tidak akan memberikan nilai tambah, kecuali mempermudah sistem pembuangan.

3. Sesuai dengan sifatnya, limbah digolongkan menjadi . . .? ? ?

Jawab :

Sesuai dengan sifatnya, limbah digolongkan menjadi 3 bagian,yaitu:

1. limbah cair,
2. limbah gas /asap dan
3. limbah padat.

4. Apakah yang dimaksud dengan Limbah Gas / Asap. . .? ? ?

Jawab :

Limbah gas/asap adalah limbah yang memanfaatkan udara sebagai media. Pabrik mengeluarkan gas, asap, partikel, debu melalui udara, dibantu angin memberikan jangkauan pencemaran yang cukup luas.

5. Apakah yang menjadi penilaian dari Limbah Padat. . .? ? ?

Jawab :

Dengan limbah padat yang menjadi penilaian adalah karakteristik fisikanya.

Materi ini dibuat oleh : Diah Utami (41609010045)

Bab 50 Pencemaran dan Lingkungan

Pencemaran dan Lingkungan

Pencemaran, menurut SK Menteri Kependudukan Lingkungan Hidup No 02/MENKLH/1988, adalah masuk atau dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi, dan/atau komponen lain ke dalam air/udara, dan/atau berubahnya tatanan (komposisi) air/udara oleh kegiatan manusia dan proses alam, sehingga kualitas air/udara menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkannya.

Untuk mencegah terjadinya pencemaran terhadap lingkungan oleh berbagai aktivitas industri dan aktivitas manusia, maka diperlukan pengendalian terhadap pencemaran lingkungan dengan menetapkan baku mutu lingkungan. Baku mutu lingkungan adalah batas kadar yang diperkenankan bagi zat atau bahan pencemar terdapat di lingkungan dengan tidak menimbulkan gangguan terhadap makhluk hidup, tumbuhan atau benda lainnya.

Pada saat ini, pencemaran terhadap lingkungan berlangsung di mana-mana dengan laju yang sangat cepat. Sekarang ini beban pencemaran dalam lingkungan sudah semakin berat dengan masuknya limbah industri dari berbagai bahan kimia termasuk logam berat.

A. Macam – macam Pencemaran Lingkungan
Berdasarkan lingkungan yang mengalami pencemaran, secara garis besar pencemaran lingkungan dapat dikelompokkan menjadi pencemaran air, tanah, dan udara.

POLUSI PENCEMARAN LINGKUNGAN

Polusi atau pencemaran lingkungan adalah masuknya atau dimasukkannya makluk hidup, zat energi, dan atau komponen lain ke dalam lngkungan atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam sehingga kualitas lingkungan turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya (UU Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup No. 4 Tahun 1982).

Pencemaran Air

Pencemaran air adalah suatu perubahan keadaan di suatu tempat penampungan air seperti danau, sungai, lautan dan air tanah akibat aktivitas manusia. Walaupun fenomena alam seperti gunung berapi, badai, gempa bumi juga mengakibatkan perubahan yang besar terhadap kualitas air, hal ini tidak dianggap sebagai pencemaran. Pencemaran air dapat disebabkan oleh berbagai hal dan memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Meningkatnya kandungan nutrien dapat mengarah pada eutrofikasi.

Ekosistem

A.Pengertian Ekosistem

Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem bisa dikatakan juga suatu tatanan kesatuan secara utuh dan menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup yang saling mempengaruhi.

Pencemaran Air Sungai

Jenis pencemar yang terdapat pada air :
1. Berasal dari Industri antara lain :
* Bahan-bahan anorganik dan logam berat
* Zat-zat Pewarna
* Bahan-bahan organik

Pengaruh Pencemaran Air

Diantara sekian banyak bahan pencemar air ada yang beracun dan berbahaya dan dapat menyebabkan kematian. Telah anda pelajari bahwa bahan pencemar air antara lain ada yang berupa logam-logam berat seperti arsen (As), kadmium (Cd), berilium (Be), Boron (B), tembaga (Cu), fluor (F), timbal (Pb), air raksa (Hg), selenium (Se), seng (Zn), ada yang berupa oksida-oksida karbon (CO dan CO2), oksida­oksida nitrogen (NO dan NO2), oksida-oksida belerang(SO2 dan SO3), H2S, asam sianida (HCN), senyawa/ion klorida,

Pencemaran udara

Tulisan ini mengetengahkan sekilas pandang mengenai pencemaran udara. pengertian, pengaruhnya terhadap kualitas lingkungan dan kesehatan manusia serta teknologi terbaru untuk menguranginya. Semakin pesatnya kemajuan ekonomi mendorong semakin bertambahnya kebutuhan akan transportasi, dilain sisi lingkungan alam yang mendukung hajat hidup manusia semakin terancam kualitasnya, efek negatif pencemaran udara kepada kehidupan manusia kian hari kian bertambah.

Pengaruh Pencemaran Udara Terhadap Tubuh Manusia

Pencemaran udara dapat merugikan kesehatan manusia manusia.
Sebagai Contoh :
1. Mata

Menyebabkan mata berair dan pedih Bila senyawa tersebut terdapat dalam jumlah banyak, penglihatan menjadi kabur.

Efek Dari Rumah Kaca

Istilah Efek Rumah Kaca (green house effect) berasal dari pengalaman para petani di daerah iklim sedang yang menanam sayur-mayur dan bunga-bungaan di dalam rumah kaca. Yang terjadi dengan rumah kaca ini, cahaya matahari menembus kaca dan dipantulkan kembali oleh benda-benda dalam ruangan rumah kaca sebagai gelombang panas yang berupa sinar infra merah. Namun gelombang panas itu terperangkap di dalam ruangan kaca serta tidak bercampur dengan udara dingin di luarnya. Akibatnya, suhu di dalam rumah kaca lebih

Penyebab Kangker Paru

Bagi Masyarakat yang tinggal di daerah atau kota-kota dengan tingkat polusi udara yang tinggi, diminta untuk lebih waspada. Pasalnya, polusi udara termasuk asap rokok ditengarai menjadi penyebab utama kanker paru-paru. "Kanker paru adalah salah satu jenis penyakit kanker yang jumlah penderitanya terus meningkat

Pencemaran Tanah

Pencemaran tanah adalah keadaan di mana bahan kimia buatan manusia masuk dan merubah lingkungan tanah alami. Pencemaran ini biasanya terjadi karena: kebocoran limbah cair atau bahan kimia industri atau fasilitas komersial, penggunaan pestisida, masuknya air permukaan tanah tercemar ke dalam lapisan sub-permukaan, zat kimia, atau limbah. air limbah dari tempat penimbunan sampah serta limbah industri yang langsung dibuang ke tanah secara tidak memenuhi syarat

Jenis Limbah yang menyebabkan Pencemaran Tanah

Jenis Limbah yang menyebabkan Pencemaran Tanah
Pencemaran tanah berawal dari limbah domestik, limbah industri, dan limbah pertanian .
Limabah Domestik
Limbah domestik dapat berasal dari daerah pemukiman penduduk. perdagang-an, pasar, tempat usaha hotel dan lain-lain

Cara untuk Menangani Pencemaran Tanah

Limbah domestik dalam jumlah besar memerlukan penanganan khusus agar tidak mencemari tanah. Kita bisa pisahkan sampah yang dapat di uraikan mikroorganisme dan sampah yang tidak bisa di uraikan mikroorganisme. Maka bijaklah kita yang memisahkan sampah organik dan anorganik.

Latihan Soal :

1. Apakah yang dimaksud dengan pencemaran . . .? ?

Jawab :

Pencemaran adalah masuk atau dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi, dan/atau komponen lain ke dalam air/udara, dan/atau berubahnya tatanan (komposisi) air/udara oleh kegiatan manusia dan proses alam, sehingga kualitas air/udara menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkannya.

2. Apakah pengertian dari Baku Mutu Lingkungan. . .? ?

Jawab :

Baku mutu lingkungan adalah batas kadar yang diperkenankan bagi zat atau bahan pencemar terdapat di lingkungan dengan tidak menimbulkan gangguan terhadap makhluk hidup, tumbuhan atau benda lainnya.

3. Apakah yang dimaksud dengan Polusi atau Pencemaran Lingkungan. . . ? ?

Jawab :

Polusi atau pencemaran lingkungan adalah masuknya atau dimasukkannya makluk hidup, zat energi, dan atau komponen lain ke dalam lngkungan atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam sehingga kualitas lingkungan turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi.

4. Jenis Limbah apa sajakah yang menyebabkan Pencemaran Tanah. . .? ?

Jawab :

Jenis Limbah yang menyebabkan Pencemaran Tanah :

1. limbah domestik,
2. limbah industri, dan
3. limbah pertanian .

5. Bagaimanakah cara menangani pencemaran tanah. . .? ?

Jawab :

Kita bisa pisahkan sampah yang dapat di uraikan mikroorganisme dan sampah yang tidak bisa di uraikan mikroorganisme.

Materi ini di buat oleh : Diah Utami (41609010045)

Bab 51 Industri Sebagai Sumber Pencemaran

Industri sebagai Sumber Pencemaran

Pada dasarnya fungsi industri mengolah input menjadi output. Sebagai input meliputi bahan baku, bahan penolong, tenaga kerja mesin dan tenaga ahli dan lain-lain.

Pilihan klasifikasi industri tergantung pada jenis bahan baku sehingga pengelompokannya dapat dilakukan dengan mudah apakah suatu industri itu termasuk dalam kelompok industri primer, sekunder ataupun tertier.

Untuk beberapa hal industri primer dapat diidentifikasi sebagai industri hulu karena pada dasarnya industri itu mengolah bahan baku menjadi bahan setengah jadi, seperti pengolahan hasil pertanian,perkebunan, pertambangan dan obatobatan.

Sebagai output industri diklasifikasikan produk utama, sampingan dan limbah yang dapat diuraikan menjadi limbah bernilai ekonomis dan nonekonomis.

Penyelidikan sumber pencemaran dapat dilaksanakan pada input, proses maupun pada output-nya dengan melihat jenis dan spesifikasi limbah yang diproduksi.

Bagan 1 menggambarkan hubungan antara subkegiatan dengan kegiatan lain yang terdapat kemungkinan limbah diproduksi.

Pencemaran yang ditimbulkan industri karena ada limbah keluar pabrik mengandung bahan beracun dan berbahaya. Bahan pencemar keluar bersama bahan buangan melalui media udara, air dan bahan padatan,Bahan buangan yang keluar dari pabrik masuk dalam lingkungan dapat diidentifikasi sebagai sumber pencemar.

Sebagai sumber pencemar perlu diketahui jenis bahan pencemar yang keluar, jumlah dan jangkauannya. Antara pabrik satu dengan yang lain berbeda jenis, dan jumlahnya tergantung pada penggunaan bahan baku, sistem proses, dan cara kerja karyawan dalam pabrik.

Untuk mengidentifikasi industri sebagai pencemar maka perlu diketahui jenis industrinya, bahan baku, sistem proses dan pengolahan akhir.

Latihan Soal :

1. Apakah bahan input dari Industri. . .? ?

Jawab :

Sebagai input meliputi bahan baku, bahan penolong, tenaga kerja mesin dan tenaga ahli dan lain-lain.

2. Berdasarkan klasifikasi industri pada jenis bahan baku, dikelompokan menjadi . . .? ?

Jawab :

Dikelompokan menjadi 3, yaitu :

1. kelompok industri primer,
   
2. kelompok industri sekunder,
3. kelompok industri tertier.

3. Apakah manfaat dari Indutri Primer. . .? ?

Jawab :

Untuk beberapa hal industri primer dapat diidentifikasi sebagai industri hulu karena pada dasarnya industri itu mengolah bahan baku menjadi bahan setengah jadi, seperti pengolahan hasil pertanian,perkebunan, pertambangan dan obatobatan.

4. Apakah yang menyebabkan industri tercemar. . .? ?

Jawab :

Pencemaran yang ditimbulkan industri karena ada limbah keluar pabrik mengandung bahan beracun dan berbahaya.

5. Bagaimanakah cara mengidentifikasi Industri sebagai pencemar. . .? ?

Jawab :

Untuk mengidentifikasi industri sebagai pencemar maka perlu diketahui :

• jenis industrinya,
• bahan baku,
• sistem proses dan
• pengolahan akhir.

MAteri ini dibuat oleh : Diah Utami (41609010045)

Bab 52 Sistem Identifikasi Pencemaran Pada Pabrik

Sistimatika Identifikasi Pencemar Pada Pabrik

Pengadaan : Bahan baku diangkut dari sumberya menuju pabrik,untuk hal tersebut perlu diketahui sifat bahan baku, bagaimana cara pengambilannya, di mana diambil, melalui apa diangkut dan bagaimana cara mengangkut terbuka atau tertutup merupakan keadaan yang perlu dikaji secara mendalam.

Misalnya : sumber pengambilan bahan baku berdekatan dengan sumber mata air yang mengakibatkan konflik kepentingan. Kemudian pepyimpanan
bahan baku di mana dilakukan dan selama penyimpanan berlangsung harus diketahui sifat-sifatnya: mudah busuk, mudah berkarat dan lain-lain.

Praproses : Di antara bahan baku memerlukan proses pendahuluan sebelum dilakukan pengolahan. Bahan baku kayu untuk plywood perlu dipotong-potong dahulu, lalu dicuci, Pencucian memerlukan banyak air dan menimbulkan Lumpur.

Bahan baku ubi kayu mendapat perlakuan pendahuluan. Banyak bahan baku yang membutuhkan pencucian, pencampuran dengan bahan baku kimia, kemudian disimpan beberapa lama sampai pada waktunya diproses.

Proses : Pada waktu proses berlangsung perlu diteliti bagian yang banyak menggunakan air, menghasilkan bahan buangan antara bocoran dan jenis mesin yang dipergunakan. Dalam hal ini perlu dilihat bagian mana yang potensial menciptakan limbah dan penghasil limbah. Kemudian limbah ini memerlukan daur ulang.

Kalau masih bernilai ekonomis maka limbah tadi dikembalikan untuk memperoleh bahan yang masih bernilai ekonomi. Limbah yang tidak mempunyai nilai ekonomis, diolah sampai memenuhi syarat buangan, baru selanjutnya dibuang.

Produk : Produk suatu pabrik secara rinci dapat diklasifikasikan menjadi produk utama, produk sampingan, produk antara dan buangan. Produk sampingan dan antara memerlukan pengolahan lanjut, sedangkan buangan harus segera ditangani. Buangan akhir ini juga perlu diteliti apakah mempunyai nilai ekonomi atau tidak.

Bila masih terdapat nilai ekonomis maka limbah didaur ulang,sedangkan bila tidak mempunyai nilai ekonomis, limbah tersebut dibuang setelah memenuhi syarat buangan, Perlu pula diteliti tingkat ketrampilan dan kesadaran pimpinan perusahaan dan karyawan dalam menjaga kelestarian lingkungan.

Terjadinya penggunaan air yang berlebihan, tercecernya bahan dalam pabrik, timbulnya limpahan air yang seharusnya dapat dihindari, terdapatnya bocoran air yang seharusnya tidak perlu dan masalah lain yang serupa, menunjukkan bahwa perusahaan kurang tanggap terhadap lingkungan atau keterampilan mereka terbatas dalam menjalankan teknik produksi.

Kualitas lingkungan pada suatu periode dan lokasi tertentu perlu diketahui dalam kaitannya dengan perencanaan proyek industri. Setiap industri yang akan berdiri pada lokasi tersebut harus mengetahui kondisi lingkungan sehingga kehadiran pabrik tidak menyebabkan rusaknya lingkungan. Monitoring terhadap pengaruh limbah pabrik dapat dilakukan setiap saat sampai kualitas lingkungan mengalami perubahan dan langkah yang dilaksanakan untuk menjaga kelestarian lingkungan.

Daya dukung lingkungan juga belum ditetapkan. Hal ini perlu dibuat dalam rangka menetapkan standar kualitas buangan. Hubungan antara kualitas dan daya dukung lingkungan serta kualitas limbah merupakan hubungan yang saling ketergantungan dan perlu distandarkan.

Hubungan antara kualitas dan daya dukung lingkungan serta kualitas limbah merupakan hubungan yang saling ketergantungan dan perlu distandarkan.

Soal dan jawaban mengenai Sistem Identifikasi Pencemaran Pada Pabrik!!

1. Sebutkan langkah-langkah dalam proses pengolahan limbah!

Jawab

Langkah-langkahnya yaitu:

1. Pengadaan bahan baku
2. Praproses, dimulai dari pencucian, pencampuran, pengolahan dan penyimpanan
3. Proses utama
4. Daur ulang

2. Jelaskan langkah-langkah dalam pengadaan suatu barang!
Jawab
Langkah-langkah pengadaan suatu barang : bahan baku diangkut dari sumberya menuju pabrik,untuk hal tersebut perlu diketahui sifat bahan baku, bagaimana cara pengambilannya, di mana diambil, melalui apa diangkut dan bagaimana cara mengangkut terbuka atau tertutup merupakan keadaan yang perlu dikaji secara mendalam.

3. Bagaimana cara melakukan pengolahan limbah!
Jawab
Pada waktu proses berlangsung perlu diteliti bagian yang banyak menggunakan air, menghasilkan bahan buangan antara bocoran dan jenis mesin yang dipergunakan. Dalam hal ini perlu dilihat bagian mana yang potensial menciptakan limbah dan penghasil limbah. Kemudian limbah ini memerlukan daur ulang.

Kalau masih bernilai ekonomis maka limbah tadi dikembalikan untuk memperoleh bahan yang masih bernilai ekonomi. Limbah yang tidak mempunyai nilai ekonomis, diolah sampai memenuhi syarat buangan, baru selanjutnya dibuang.

4. Apakah setiap industri harus memperhatikan kulitas lingkungan sekitarnya?

Jawab

Ya karena kualitas lingkungan pada suatu periode dan lokasi tertentu perlu diketahui dalam kaitannya dengan perencanaan proyek industri. Setiap industri yang akan berdiri pada lokasi tersebut harus mengetahui kondisi lingkungan sehingga kehadiran pabrik tidak menyebabkan rusaknya lingkungan.

5. Mengapa hubungan antara kualitas dan daya dukung lingkungan serta kualitas limbah merupakan hubungan yang saling bergantungan dan perlu distandarkan?

Jawab

Karena hal ini perlu dibuat dalam rangka menetapkan standar kualitas buangan. Hubungan antara kualitas dan daya dukung lingkungan serta kualitas limbah merupakan hubungan yang saling ketergantungan dan perlu distandarkan.Maka monitoring terhadap pengaruh limbah pabrik dapat dilakukan setiap saat sampai kualitas lingkungan mengalami perubahan dan langkah yang dilaksanakan untuk menjaga kelestarian lingkungan.

Materi ini dibuat oleh Kukuh W. Dias Utami (046)

Bab 53

Industri Versus Lingkungan

Pencemaran terjadi akibat bahan beracun dan berbahaya dalam limbah lepas masuk lingkungan hingga terjadi perubahan kualitas lingkungan, Sumber bahan beracun dan berbahaya dapat diklasifikasikan:

1. industri kimia organik maupun anorganik
2. penggunaan bahan beracun dan berbahaya sebagai bahan baku atau bahan penolong
3. peristiwa kimia-fisika, biologi dalam pabrik.

Lingkungan sebagai badan penerima akan menyerap bahan tersebut sesuai dengan kemampuan. Sebagai badan penerima adalah udara, permukaan tanah, air sungai, danau dan lautan yang masingmasing mempunyai karakteristik berbeda.

Air di suatu waktu dan tempat tertentu berbeda karakteristiknya dengan air pada tempat yang sama dengan waktu yang berbeda. Air berbeda karakteristiknya akibat peristiwa alami serta pengaruh faktor lain.

Kemampuan lingkungan untuk memulihkan diri sendiri karena interaksi pengaruh luar disebut daya dukung lingkungan. Daya dukung lingkungan antara tempat satu dengan tempat yang lain berbeda. Komponen lingkungan dan faktor yang mempengaruhinya turut menetapkan nilai daya dukung.

Bahan pencemar yang masuk ke dalam lingkungan akan bereaksi dengan satu atau lebih komponen lingkungan. Perubahan komponen lingkungan secara fisika, kimia dan biologis sebagai akibat dari bahan pencemar, membawa perubahan nilai lingkungan yang disebut perubahan kualitas.

Limbah yang mengandung bahan pencemar akan merubah kualitas lingkungan bila lingkungan tersebut tidak mampu memulihkan kondisinya sesuai dengan daya dukung yang ada padanya, Oleh karena itu penting diketahui sifat limbah dan komponen bahan pencemar yang terkandung.

Pada beberapa daerah di Indonesia sudah ditetapkan nilai kualitas limbah air dan udara. Namun baru sebagian kecil. Sedangkan kualitas lingkungan belum ditetapkan. Perlunya penetapan kualitas lingkungan mengingat program industrialisasi sebagai salah satu sektor yang memerankan andil besar terhadap perekonomlan dan kemakmuran bagi suatu bangsa.

Penggunaan air yang berlebihan, sistem pembuangan yang belum memenuhi syarat, karyawan yang tidak terampil, adalah faktor yang harus dipertimbangkan dalam mengidentifikasikan sumber pencemar.

Produk akhir, seperti pembungkusan, pengamanan tabung dan kotak, sistem pengangkutan, penyimpanan, pemakaian dengan aturan dan persyaratan yang tidak memenuhi ketentuan merupakan sumber pencemar juga.

Soal dan jawaban mengenai Industri Vs Lingkungan!!

1. Sebutkan penyebab dari terjadinya pencemaran?

Jawab

Pencemaran terjadi akibat bahan beracun dan berbahaya dalam limbah lepas masuk lingkungan hingga terjadi perubahan kualitas lingkungan.

2.Sebutkan pengklasifikasian sumber bahan beracun yang berbahaya bagi lingkungan!

Jawab

Sumber bahan beracun dan berbahaya dapat diklasifikasikan menjadi :

1. industri kimia organik maupun anorganik
2. penggunaan bahan beracun dan berbahaya sebagai bahan baku atau bahan penolong
3. peristiwa kimia-fisika, biologi dalam pabrik.

3. Apakah yang dimaksud dengan daya dukung lingkungan!
Jawab
Kemampuan lingkungan untuk memulihkan diri sendiri karena interaksi pengaruh luar disebut daya dukung lingkungan.

4. Apakah yang menyebabkan perubahan kulitas suatu lingkungan?
Jawab
Perubahan kulitas suatu lingkungan disebabkan karena perubahan komponen lingkungan secara fisika, kimia dan biologis sebagai akibat dari bahan pencemar sehingga membawa perubahan nilai lingkungan.

5. Sebutkan faktor yang harus dipertimbangkan dalam mengidentifikasikan sumber pencemar!
Jawab
Penggunaan air yang berlebihan, sistem pembuangan yang belum memenuhi syarat, karyawan yang tidak terampil, adalah faktor yang harus dipertimbangkan dalam mengidentifikasikan sumber pencemar.

Materi ini dibuat oleh Kukuh W. Dias Utami (046)

Bab 54

Daya Dukung Lingkungan

Lingkungan secara alami memiliki kemampuan untuk memulihkan keadaannya, Pemulihan keadaan ini merupakan suatu prinsip bahwa sesungguhnya lingkungan itu senantiasa arif menjaga keseimbangannya.

Sepanjang belum ada gangguan “paksa” maka apapun yang terjadi, lingkungan itu sendiri tetap bereaksi secara seimbang” Perlu ditetapkan daya dukung lingkungan untuk mengetahui kemampuan lingkungan menetralisasi parameter pencemar dalam rangka pemulihan kondisi lingkungan seperti semula.

Apabila bahan pencemar berakumulasi terus menerus dalam suatu lingkungan, sehingga lingkungan tidak punya kemampuan alami untuk menetralisasinya yang mengakibatkan perubahan kualitas. Pokok permasalahannya adalah sejauh mana perubahan ini diperkenankan.

Tanaman tertentu menjadi rusak dengan adanya asap dari suatu pabrik, tapi tidak untuk sebahagian tanaman lainnya.

contoh : dengan buangan air pada suatu sungai mengakibatkan peternakan ikan mas tidak baik pertumbuhannya, tapi cukup baik untuk ikan lele dan ikan gabus.

Berarti daya dukung lingkungan untuk kondisi kehidupan ikan emas berbeda dengan daya dukung lingkungan untuk kondisi kehidupan ikan lelelgabus, Kenapa demikian, tidak lain karena parameter yang terdapat dalam air tidak dapat dinetralisasi lingkungan untuk kehidupan ikan emas.

Ada saatnya makhluk tertentu dalam lingkungan punya kemampuan yang luar biasa beradaptasi dengan lingkungan lain, tapi ada kalanya menjadi pasif terhadap faktor luar. Jadi faktor daya dukung tergantung pada parameter pencemar dan makhluk yang ada dalam lingkungan.

Soal dan jawaban mengenai daya dukung lingkungan!

1. Apakah tujuan diadakannya daya dukung lingkungan?

Jawab

Tujuan diadakannya daya dukung lingkungan yaitu untuk mengetahui kemampuan lingkungan menetralisasi parameter pencemar dalam rangka pemulihan kondisi lingkungan seperti semula.

2.Apakah akibat dari pencemaran lingkungan yang berakumulasi secara terus menerus dalam suatu lingkungan?

Jawab

Apabila bahan pencemar berakumulasi terus menerus dalam suatu lingkungan akibatnya yaitu lingkungan tidak punya kemampuan alami untuk menetralisasinya sehingga mengakibatkan perubahan kualitas.

3. Sebutkan contoh pencemaran yang dapat merugikan tapi juga menguntungkan bagi sebagian hewan!

Jawab

Contohnya yaitu dengan buangan air pada suatu sungai mengakibatkan peternakan ikan mas tidak baik pertumbuhannya (dalam arti merugikan) tapi cukup baik untuk ikan lele dan ikan gabus (dalam arti menguntungkan).

4. Jelaskan penyebab mengapa hal tersebut bisa terjadi!

Jawab

Berarti daya dukung lingkungan untuk kondisi kehidupan ikan emas berbeda dengan daya dukung lingkungan untuk kondisi kehidupan ikan lele dn gabus. Mengapa demikian karena parameter yang terdapat dalam air tidak dapat dinetralisasi lingkungan untuk kehidupan ikan emas.

5. Mengapa suatu makhluk dapat menjadi pasif terhadap faktor luar?

Jawab

Karena faktor daya dukung tergantung pada parameter pencemaran dan makhluk yang ada dalam lingkungan.

Materi ini dibuat oleh Kukuh W. Dias Utami (046)

Bab 55

Kualitas Lingkungan

Pengaruh pencemar lingkungan diukur dengan perubahan kualitas lingkungan, Kualitas lingkungan ditetapkan pada suatu periode dan tempat tertentu. Kualitas adalah suatu numerik yang ditetapkan berdasarkan situasi dan kondisi tertentu dengan mempertimbangkan berbagai faktor yang mempengaruhi lingkungan. Kualitas lingkungan mengalami perubahan pada suatu periode tertentu sesuai dengan interaksi komponen lingkungan.

Dengan adanya kegiatan baru dalam lingkungan timbul interaksi baru antara satu kegiatan atau lebih dengan satu atau lebih komponen lingkungan,Interaksi tersebut menyebabkan saling pengaruh mempengaruhi dan pada gilirannya akan menimbulkan dampak positip maupun negatip.

Masuknya limbah pada lingkungan, katakanlah air buangan pabrik kelapa sawit, masuk pada badan air tentu akan menimbulkan perubahan sekecil apa sekalipun.Perubahan ini dapat membuat air menjadi keruh, berwarna, berbau dan sebagainya atau sebaliknya tidak menimbulkan pengaruh yang berarti.

Bila limbah tidak memberikan perubahan kondisi air, berarti badan air masih mampu menetralisasinya. Artinya kualitas air belum mengalami perubahan yang berarti dan dengan demikian makhluk-makhluk dan tanam-tanaman dalam air hidup “tenteram” biasa.

Perlunya penetapan kualitas lingkungan adalah salah satu upaya untuk memantau kondisi lingkungan dan perubahannya akibat suatu kegiatan baru. Nilai kualitas ini berkaitan erat dengan kualitas limbah, Kualitas lingkungan diukur dari berbagai komponen yang ada dalam lingkungan, termasuk toleransinya.

Soal dan jawaban mengenai Kualitas lingkungan!!

1. Jelaskan yang apa dimaksud dengan kulitas?

Jawab

Kualitas adalah suatu numerik yang ditetapkan berdasarkan situasi dan kondisi tertentu dengan mempertimbangkan berbagai faktor yang mempengaruhi lingkungan.

2. Sebutkan perubahan yang terjadi apabila limbah pabrik mencemari air!

Jawab

Perubahan yang terjadi yaitu dapat membuat air menjadi keruh, berwarna, berbau dan sebagainya atau sebaliknya tidak menimbulkan pengaruh yang berarti.

3. Apakah arti dari netralisasi dalam air?

Jawab

Bila limbah tidak memberikan perubahan kondisi air, berarti badan air masih mampu menetralisasinya. Artinya kualitas air belum mengalami perubahan yang berarti dan dengan demikian makhluk-makhluk dan tanam-tanaman dalam air hidup “tenteram” biasa.

4. Sebutkan perlunya penetapan kualitas dalam suatu lingkungan!!

Jawab

Perlunya penetapan kualitas lingkungan adalah salah satu upaya untuk memantau kondisi lingkungan dan perubahannya akibat suatu kegiatan baru.

5. Bagaimana cara mengukur kualitas suatu lingkungan!

Jawab

Kualitas lingkungan diukur dari berbagai komponen yang ada dalam lingkungan, termasuk toleransinya.

Materi ini dibuat oleh Kukuh W. Dias Utami (046)

Bab 56

Dampak Pencemaran Terhadap Lingkungan

Pencemaran lingkungan berakibat terhadap kesehatan manusia,tata kehidupan, pertumbuhan flora dan fauna yang berada dalam jangkauan pencemaran. Gejala pencemaran dapat terlihat pada jangka waktu singkat maupun panjang, yaitu pada tingkah laku dan pertumbuhan. Pencemaran dalam waktu relatif singkat, terjadi seminggu sampai dengan setahun sedangkan pencemaran dalam jangka panjang terjadi setelah masa 20 tahun atau lebih.

Gejala pencemaran yang terjadi dalam waktu singkat dapat diatasi dengan melihat sumber pencemaran lalu mengendalikannya. Tanda-tanda pencemaran ini gampang terlihat pada komponen lingkungan yang terkena pencemaran. Berbeda halnya dengan pencemaran yang terjadi dalam waktu yang cukup lama. Bahan pencemar sedikit demi sedikit berakumulasi.

Dampak pencemaran semula tidak begitu kelihatan. Namun setelah menjalani waktu yang relatif panjang dampak pencemaran kelihatan nyata dengan berbagai akibat yang ditimbulkan. Unsur-unsur lingkungan,mengalami perubahan kehidupan habitat. Tanaman yang semula hidup cukup subur menjadi gersang dan digantikan dengan tanaman lain. Jenis binatang tertentu yang semula berkembang secara wajar beberapa tahun kemudian menjadi langka, karena mati atau mencari tempat lain.

Kondisi kesehatan manusia juga menunjukkan perubahan; misalnya, timbul penyakit baru yang sebelumnya tidak ada.Kondisi air, mikroorganisme, unsur hara dan nilai estetika mengalami perubahan yang cukup menyedihkan.

Bahan pencemar yang terdapat dalam limbah industri ternyata telah memberikan dampak serius mengancam satu atau lebih unsur lingkungan: Jangkauan pencemar dalam jangka pendek maupun panjang tergantung pada sifat limbah,jenis, volume limbah, frekuensinya dan lamanya limbah berperan.

Soal dan jawaban mengenai dampak pencemaran terhadap lingkungan!!

1. Sebutkan akibat yang ditimbulakan akibat pencemaran lingkungan!
Jawab
Pencemaran lingkungan berakibat terhadap kesehatan manusia,tata kehidupan, pertumbuhan flora dan fauna yang berada dalam jangkauan pencemaran.

2. Sebutkan gejala-gejala pencemaran yang dapat terlihat pada jangka waktu singkat maupun jangka panjang!
Jawab
Gejala pencemaran dapat terlihat pada jangka waktu singkat maupun panjang, yaitu pada tingkah laku dan pertumbuhan. Pencemaran dalam waktu relatif singkat, terjadi seminggu sampai dengan setahun sedangkan pencemaran dalam jangka panjang terjadi setelah masa 20 tahun atau lebih.

3. Jelaskan akibat/dampak panjang dari pencemaran lingkungan terhadap manusia, tumbuhan dan hewan!
Jawab
Akibatnya yaitu unsur-unsur lingkungan,mengalami perubahan kehidupan habitat. Tanaman yang semula hidup cukup subur menjadi gersang dan digantikan dengan tanaman lain. Jenis binatang tertentu yang semula berkembang secara wajar beberapa tahun kemudian menjadi langka, karena mati atau mencari tempat lain. Kondisi kesehatan manusia juga menunjukkan perubahan; misalnya, timbul penyakit baru yang sebelumnya tidak ada.

4. Berdasarkan sifat apakah jangkauan pencemaran dalam jangka pendek maupun panjang berlangsung?
Jawab
Jangkauan pencemaran dalam jangka pendek maupun panjang tergantung pada sifat limbah,jenis, volume limbah, frekuensinya dan lamanya limbah berperan.

5. Bagaimana cara mengatasi pencemaran lingkungan?
Jawab
Gejala pencemaran yang terjadi dalam waktu singkat dapat diatasi dengan melihat sumber pencemaran lalu mengendalikannya. Tanda-tanda pencemaran ini gampang terlihat pada komponen lingkungan yang terkena pencemaran.

Materi ini dibuat oleh Kukuh W. Dias Utami (046)

Bab 42 Metoda Spektroskopik

Metoda spektroskopik

Penggunaan spektroskopi sebagai sarana penentuan struktur senyawa memiliki sejarah yang panjang. Reaksi nyala yang populer berdasarkan prinsip yang sama dengan spektroskopi. Di pertengahan abad ke-19, kimiawan Jerman Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899) dan fisikawan Jerman Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) berkerjasama mengembangkan spektrometer (Gambar 13.2). Dengan bantuan alat baru ini, mereka berhasil menemukan dua unsur baru, rubidium dan cesium. Kemudian alat ini digunakan banyak kimiawan untuk menemukan unsur baru semacam galium, indium dan unsur-unsur tanah jarang. Spektroskopi ntelah memainkan peran penting dalam penemuan gas-gas mulia.

Metoda penyelidikan dengan bantuan spektrometer disebut spektrometri. Dengan sumber cahaya apapun, spektrometer terdiri atas sumber sinar, prisma, sel sampel, detektor dan pencatat. Fungsi prisma adalah untuk memisahkan sinar polimkromatis di sumber cahaya menjadi sinar monokromatis, dan dengan demikian memainkan peran kunci dalam spektrometer.

Dalam spektrometer modern, sinar yang datang pada sampel diubah panjang gelombangnya secara kontinyu. Hasil percobaan diungkapkan dalam spektrum dengan absisnya menyatakan panjang gelombang (atau bilangan gelombang atau frekuensi) sinar datang dan ordinatnya menyatakan energi yang diserap sampel.

Gambar 13.2 Spektrometer yang dibuat oleh Bunsen dan Kirchhoff. Awalnya tetektor yang digunakan sangat sederhana (mata manusia).
Kemudian pelat fotografi digunakan dengan ekstensif.

a. Spektroskopi UV-VIS

Umumnya spektroskopi dengan sinar ultraviolet (UV) dan sinar tampak (VIS) dibahas bersama karena sering kedua pengukuran dilakukan pada waktu yang sama. Karena spektroskopi UV-VIS berkaitan dengan proses berenergi tinggi yakni transisi elektron dalam molekul, informasi yang didapat cenderung untuk molekul keseluruhan bukan bagian-bagian molekulnya. Metoda ini sangat sensitif dan dengan demikian sangat cocok untuk tujuan analisis. Lebih lanjut, spetroskopi UV-VIS sangat kuantitatif dan jumlah sinar yang diserap oleh sampel diberikan oleh ungkapan hukum Lambert-Beer. Menurut hukum ini, absorbans larutan sampel sebanding dengan panjang lintasan cahaya d dan konsentrasi larutannya c.

Dengan mengukur transmitans larutan sampel, dimungkinkan untuk menentukan konsentrasinya dengan menggunakan hukum Lambert-Beer. Karena spektroskopi UV-VIS sangat sensitif dan spektrometernya dapat dibuat dengan ukuran yang sangat kecil, metoda ini khususnya sangat bermanfaat untuk analisis lingkungan, dan khususnya cocok untuk pekerjaan di lapangan.

Hukum Lambert-Beer dipenuhi berapapun panjang gelombang sinar yang diserap sampel. Panjang gelombang sinar yang diserap oleh sampel bergantung pada struktur molekul sampelnya. Jadi spektrometri UV-VIS dapat digunakan sebagai sarana penentuan struktur. Sejak 1876, kimiawan Swiss-Jerman Otto Nikolaus Witt (1853-1915) mengusulkan teori empiris warna zat (yang ditentukan oleh panjang gelombang sinar yang diserap) dan struktur bagian-bagiannya. Menurut teori ini, semua senyawa berwarna memiliki beberapa gugus tak jenuh seperti yang diberikan di Gambar 13.3. Gugus fungsi semacam ini disebut dengan kromofor. Semua senyawa pewarna dan pigmen memiliki kromofor.

Terdapat beberapa faktor lain yang harus diperhatikan sehubungan dengan warna senyawa. Panjang konjugas linear adalah faktor yang penting. Misalnya, warna merah ß-karoten (Gambar 13.4) berasal dari sistem terkonjugasi, dan warna ini cocok dengan hasil perhitungan kimia kuantum.

Terdapat beberapa gugus fungsi, seperti -NR₂, -NHR, -NH₂, -OH dan -OCH₃, yang memiliki efek memekatkan warna kromofornya. Semua ini disebut auksokrom.

Namun, tidak mungkin menyimpulkan struktur senyawa dari senyawa dari warnanya atau panjang gelombang sinar yang diserapnya.

b. Spektroskopi Infra merah (IR)

Dibandingkan dengan panjang gelombang sinar ultraviolet dan tampak, panjang gelombang infra merah lebih panjang dan dengan demikian energinya lebih rendah. Energi sinar inframerah akan berkaitan dengan energi vibrasi molekul. Molekul akan dieksitasi sesuai dengan panjang gelombang yang diserapnya. Vibrasi ulur dan tekuk adalah cara vibrasi yang dapat diekstitasi oleh sinar dengan bilangan gelombag (jumlah gelombang per satuan panjang) dalam rentang 1200-4000 cm^-1.

Hampir semua gugus fungsi organik memiliki bilangan gelombang serapan khas di daerah yang tertentu. Jadi daerah ini disebut daerah gugus fungsi dan absorpsinya disebut absorpsi khas. Semua senyawa memiliki serapan kuat di rentang 1700-1750 cm^-1.

Bilangan gelombang vibrasi ulur karbonil agak berbeda untuk aldehida, keton dan asam karboksilat, yang menunjukkan bahwa analisis bilangan gelombang karakteristik dengan teliti dapat memberikan informasi bagian struktur molekulnya. Di Tabel 13.1 serapan khas beberapa gugus ditabelkan. Serapan khas sungguh merupakan informasi yang kaya, tetapi anda harus ingat bahwa kekuatan absorpsi tidak memberikan informasi kuantitatif. Dalam hal ini, spektroskopi IR memang bersifat kualitatif, berbeda dengan spektrokopi UV-VIS dan NMR.

Di daerah di bawah 1600 cm^-1, terdapat beberapa puncak yang berhubungan dengan overtone dan kombinasi tone beberapa serapan, selain frekuensi serapan ulur dan tekuk beberapa ikatan tunggal. Walaupun sukar untuk menandai setiap puncak, pola umumnya khas untuk senyawa tersebut seprti sidik jari orang. Jadi, daerah ini disebut dengan daerah sidik jari. Anda harus ingat bahwa kecocokan spektra IR dua senyawa adalah bukti tak terbantahkan bahwa dua senyawa tersebut identik. Karena pembandingan dapat dilakukan dengan spektrum yang telah direkam, di sini tidak diperlukan sampel standar seperti yang diperlukan dalam uji titik leleh campuran. Uji titik leleh campuran mulai jarang digunakan sejak berkembangnya spektroskopi IR.

Karena kayanya informasi dalam struktur senyawa organik, harus diakui

Tabel 13.1 Serapan khas beberapa gugus.

bahwa spektra IR informasinya tak sekaya spektra NMR. Namun, spektroskopi IR tetap, akan tetap merupakan satu dari teknik yang paling sering digunakan untuk mendapatkan informasi struktur berbagai tipe senyawa. Keuntungan spektroskopi IR dibanding NMR adalah pengukurannya mudah dan sederhana, dan spektra IR tidak terlalu dipengaruhi oleh kondisi pengukuran.

Latihan Soal :

1. Hukum Lambert-Beer.

Suatu larutan dalam air senyawa X ditempatkan dalam sel berketabalan 1 cm dan absorbansnya pada λ = 366 nm ditentukan pada berbagai konsentrasi. Nilai transmitans dituliskan dalam tabel berikut.

---

c (10-4 mol dm-3) T			0,80 0,420	1,20 0,275	1,60 0,175	2,00 0,110

---

Tentukan koefisien ekstingsi molar X.

Jawab :

---

c (10-4 mol dm-3) A	0,80 0,377	1,20 0,5 61			1,60 0,757	2,00 0,959

---

Hubungan linear didapatkan bila A diplotkan terhadap c, yang menunjukkan hukum Lambert-Beer dipenuhi. Kemiringan plotnya sekitar 4,9 x 10³ dm³ mol^-1 ??adi ε = (kemiringan)/d = 490 dm³ mol^-1 .

2. Spektrum IR

GAmbar diatas, ditunjukkan spektra IR (a) propanal CH₃CH₂CHO??b) aseton (CH₃)₂CO dan (c) asam propanoat CH₃CH₂COOH.

Tandai puncak-puncak yang ditandai dengan angka (1) dan (2) untuk setiap senyawa.. ! !

Jawab :

(a) (1) C-H ulur (aldehida); (2) C=O ulur

(b) (1) C-H ulur (2) C=O ulur

(c) (1) O-H ulur; (2) C=O ulur.

3. Gambarkan Struktur ß-karoten. . .! !

Jawab :

Struktur ß-karoten. Warna merah wortel dan tomat adalah akibat sistem terkonjugasi yang panjang ini.

4. Apa yang dimaksud dengan ibrasi Ulur dan Tekuk. . .? ?

Jawab :

Vibrasi ulur dan tekuk adalah cara vibrasi yang dapat diekstitasi oleh sinar dengan bilangan gelombag (jumlah gelombang per satuan panjang) dalam rentang 1200-4000 cm^-1.

5. Apa yang dimaksud dengan daerah gugus fungsi. . .? ?

Jawab :

Daerah gugus Fungsi adalah Hampir semua gugus fungsi organik memiliki bilangan gelombang serapan khas di daerah yang tertentu.

Materi ini dibuat oleh : Diah Utami (41609010045)

Bab 43 Spektroskopik NMR

Spektroskopik NMR

a. Prinsip

Banyak inti (atau lebih tepat, inti dengan paling tidak jumlah proton atau neutronnya ganjil) dapat dianggap sebagai magnet kecil. Inti seperti proton (¹H atau H-1) dan inti karbon-13 (¹³C atau C-13; kelimpahan alaminya sekitar 1%). Karbon -12 (¹²C), yang dijadikan standar penentuan massa, tidak bersifat magnet.

Bila sampel yang mengandung ¹H atau ¹³C (bahkan semua senyawa organik) ditempatkan dalam medan magnet, akan timbul interaksi antara medan magnet luar tadi dengan magnet kecil (inti). Karena ada interaksi ini, magnet kecil akan terbagi atas dua tingkat energi (tingkat yang sedikit agak lebih stabil (+) dan keadaan yang kurang stabel (-)) yang energinya berbeda. Karena dunia inti adalah dunia mikroskopik, energi yang berkaitan dengan inti ini terkuantisasi, artinya tidak kontinyu. Perbedaan energi antara dua keadaan diberikan oleh persamaan.

E = γhH/2π(13.4)

H kuat medan magnet luar (yakni magnet spektrometer), h tetapan Planck, γ tetapn khas bagi jenis inti tertentu, disebut dengan rasio giromagnetik dan untuk proton nilainya 2,6752 x 10⁸ kg^-1 s A (A= amper)??

Bila sampel disinari dengan gelombang elektromagnetik ν yang berkaitan dengan perbedaan energi E, yakni,

E = hν (13.5)

inti dalam keadaan (+) mengabsorbsi energi ini dan tereksitasi ke tingkat energi (-). Proses mengeksitasi inti dalam medan magnetik akan mengabsorbsi energi (resonansi) disebut nuclear magnetic resonance (NMR)??

Frekuensi gelombang elektromagnetik yang diabsorbsi diungkapkan sebagai fungsi H.

ν = γH/2π(13.6)

Bila kekuatan medan magnet luar, yakni magnet spektrometer, adalah 2,3490 T(tesla; 1 T = 23490 Gauss), ν yang diamati sekitar 1 x 10⁸ Hz = 100 MHz??ilai frekuensi ini di daerah gelombang mikro.

Seacara prinsip, frekuensi gelombang elektromagnetik yang diserap ditentukan oleh kekuatan magnet dan jenis inti yang diamati. Namun, perubahan kecil dalam frekuensi diinduksi oleh perbedaan lingkungan kimia tempat inti tersebut berada. Perubahan ini disebut pergeseran kimia.

Dalam spektroskopi ¹H NMR, pergeseran kimia diungkapkan sebagai nilai relatif terhadap frekuensi absorpsi (0 Hz) tetrametilsilan standar (TMS) (CH₃)₄Si??ergeseran kimia tiga jenis proton dalam etanol CH₃CH₂OH adalah sekitar 105??25 dan 490 Hz bila direkam dengan spektrometer dengan magnet 2 1140 T (90 MHz) (Gambar 13.6(a))??arena frekuensi absorpsi proton adalah 0,9 x 10⁸Hz (90 MHz), pergeseran kimia yang terlibat hanya bervariasi sangat kecil.

Frekuensi resonansi (frekuensi absorpsi) proton (atau inti lain) sebanding dengan kekuatan magnet spektrometer. Perbandingan data spektrum akan sukar bila spektrum yang didapat dengan magnet berbeda kekuatannya. Untuk mencegah kesukaran ini, skala δ, yang tidak bergantung pada kekuatan medan magnet, dikenalkan. Nilai δ didefinisikan sebagai berikut.

δ = (ν/ν) x 106 (ppm) (13.7)

ν perbedaan frekuensi resonansi (dalam Hz) inti yang diselidiki dari frekuensi standar TMS (dalam banyak kasus) dan ν frek uensi (dalam Hz) proton ditentukan oleh spektrometer yang sama. Anda harus sadar bahwa Hz yang muncul di pembilang dan penyebut persamaan di atas dan oleh karena itu saling meniadakan. Karena nilai ν/ν sedemikian kecil, nilainya dikalikan dengan 10⁶. Jadi nilai δ diungkapkan dalam satuan ppm.

Untuk sebagian besar senyawa, nilai δ proton dalam rentang 0-10 ppm. Nilai δ tiga puncak etanol di Gambar 13. 6 adalah 1,15; 3,6 dan 5,4??

Penemuan pergeseran kimia memberikan berbagai kemajuan dalam kimia. Sejak itu spektroskopi NMR telah menjadi alat yang paling efektif untuk menentukan struktur semua jenis senyawa. Pergeseran kimia dapat dianggap sebagai ciri bagian tertentu struktur. Misalnya, pergeseran kimia proton dalam gugus metil sekitar 1 ppm apappun struktur bagian lainnya. Lebih lanjut, seperti yang ditunjukkan di Gambar 13.6, dalam hal spektra ¹H NMR, intensitas sinyal terintegrasi sebanding dengan jumlah inti yang relevan dengan sinyalnya. Hal ini akan sangat membantu dalam penentuan struktur senyawa organik.

b. Kopiling spin-spin

Bahkan bila pergeseran kimia adalah satu-satunya informasi yang dihasilkan oleh spektroskopi NMR, nilai informasi dalam penentuan struktural senyawa organik sangat besar maknanya. Selain itu, spektroskopi NMR dapat memberikan informasi tambahan, yakni informasi yang terkait dengan kopling spin-spin.

Sebagaimana sudah Anda pelajari, tingkat energi inti (yakni, proton) terbelah menjadi keadaan berenergi tinggi dan rendah. Selain itu, tingkat-tingkat energi ini membelah lebih lanjut karena interaksi dengan inti tetangganya (inti-inti adalah magnet-magnet sangat kecil juga). Pembelahan ini sangat kecil tetapi akan memiliki akibat yang penting, yakni, pembelahannya tidak dipengaruhi oleh kekuatan medan magnet spektrometer. Pembelahannya hanya bergantung pada interaksi inti-inti.

Bila spektrum ¹H NMR etanol diukur dengan kondi si lebih baik (uakni resolusi lebih baik), sinyal CH₃- dan CH₂- tebelah menjadi multiplet. Pembelahan ini karena adanya kopling spin-spin antar proton. Spektra yang menunjukkan pembelahan kopling spin-spin ini disebut spektra resolusi tinggi. Sedang spektra yang tidak menunjukkan pembelahan ini disebut spektra resolusi rendah.

Latihan Soal :

1. spektrum ¹H NMR

Sketsakan bentuk kira-kira spektrum ¹H NMR 1-propanol CH₃CH₂CH₂OH, dan identifikasi asal tiap sinyal. Prosedur ini disebut dengan penandaan (assignment).

Jawab:

Pola spektrumnya dekat dengan pola spektrum etanol kecuali satu sinyal tambahan dari -CH₂. Sinyal ini diharapkan muncul antara δ 1 dan δ 5 di Gambar 13.5. Anda harus memperhatikan bahwa proton dekat atom oksigen akan beresonansi pada medan rendah (yakni spektrum sisi kiri).

2. Prediksi spektrum ¹H NMR

Gambarkan sketsa spektra ¹H NMR resolusi rendah dengan grafik batang.

(a) etil asetat CH₃COOCH₂CH₃, (b) isopropil asetat CH₃COOCH(CH₃)₂

Jawab :

Lihat Gambar berikut, angka di samping angka dalam tanda kurung menunjukkan jumlah proton yang relevan.

3. Gambarkan 1H spektra NMR etanol CH3CH2OH dan gambarkan pula tentang :

(a) spektrum resolusi rendah,
(b) resolusi tinggi.

Jawab :

1H spektra NMR etanol CH3CH2OH

(a) spektrum resolusi rendah,
(b) resolusi tinggi. Garis bertangga adalah integral intensitas absorpsi.

4. Apakah kegunaan dari Spektroskopik NMR. . .? ?

Jawab :

spektroskopi NMR telah menjadi alat yang paling efektif, berguna untuk menentukan struktur semua jenis senyawa.

5. Apakah yang dimaksud dengan Spektra Resolusi Tinggi dan Spektra Resolusi Rendah. . .? ?

Jawab :

• spektra resolusi tinggi adalah Spektra yang menunjukkan pembelahan kopling spin-spin.
• spektra resolusi rendah adalah spektra yang tidak menunjukkan pembelahan.

Materi ini dibuat oleh : Diah Utami (41609010045)

Bab 44 Pandangan Baru Tentang Materi

Pandangan Baru Tentang Materi

Sejak modernisasi kimia di akhir abad 18, kimia selalu dan dengan cepat berkembang. Karena dasar dari perkembangan ini adalah teori atom/molecular, kita dapat menyebut 200 tahun perkembangan ini sebagai era kimia molecular. Dengan terbitnya abad 21, kimia telah meraih sukses dalam meluaskan lingkup kajiannnya. Peran interaksi lemah telah dikenali, dan prosepek baru kimia supramolekular telah terbuka. Di pihak lain, kimia mempunyai peran besar untuk melestarikan lingkungan, dan kita harus mencari cara agar alam dan manusia dapat berdampingan dengan langgeng, yang dalam terminologi modern disebut masyarakat berkelanjutan sustainable societies. Banyak yang kimia dan kimiawab harus lakukan.

a. Deteksi interaksi lemah

Dari kelahiran kimia modern sejak akhir abad 18 sampai akhir abad 20, kimia lebih berbasisikan pada molekul yang terdiri atas atom-atom dan ikatan ionik dan kovalen yang mengikat atom-atom tersebut. Struktur, sifat dan fungsi telah dijelaskan dari sudut pandang molekul. Telah dianggap otomatis, bila orang mengenal molekul, maka sisfat dan fungsinya akan dikenal pula. Kimia yang didasarkan atas asumsi ini mungkin dapat disebut dengan kimia molekular.

Namun, terdapat beberapa kimiawan yang menganggap pandangan seperti itu mungkin terlalu menyederhanakan. Bahkan sejak 1920 an, telah dikenali material yang struktur dan sifatnya tidak dapat dijelaskan dari sudut pandang molekul. Di waktu itu, konsep ikatan hidrogen dengan berhasil telah digunakan untuk menjelaskan penggabungan parsial asam asetat dan air. Ikatan hidrogen tidak dapat dimasukkan dalam lingkup terori valensi yang diformulasikan oleh Kekulé. Walaupun ikatan hidrogen dalam kekuatannya hanya 1/10 ikatan kovalen normal, ikatan ini memungkinkan molekul terikat secara lemah satu sama lain. Dari sudut pandang ini, ikatan hidrogen dapat disebut suatu jenis ikatan kimia.

Konsep lain, gaya antarmolekul atau van der Waals dikenalkan untuk menjelaskan fakta molekul non polar semacam H₂ mengkristal pada temperatur yang sangat rendah. Gaya dorong ikatan ion, yakni gaya Coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Gaya van der Waals berbanding terbalik dengan jarak pangkat enam, dan dengan demikian kekuatannya berbeda.

b. Senyawa klatrat

Bila senyawa hidrokarbon alifatik seperti oktana C₈H₁₈ ditambahkan pada larutan urea H₂NCONH₂, batang-batang kristal yang cantik akan mengendap. Kristal ini terdiri atas urea dan oktana, tetapi perbandingannya tidak bilangan bulat. Lebih lanjut dengan pemanasan yang pelahan, kristalnya akan terdekomposisi menjadi urea dan oktana. Fakta-fakta ini mengindikasikan bahwa kedua komponen tidak terikat dengan ikatan kovalen atau ionik biasa.

Struktur kristalnya (yang pada waktu itu disebut adduct urea) dielusidasi dengan analisis kristalografi sinar-X.. Berdasarkan hasil analisis ini, molekul urea membentuk rantai ikatan hidrogen, dan rantai ini membentuk spiral, yang menyisakan kolom kosong di tengahnya. Molekul-molekul oktana terjebak di dalam kolom kosong ini, dan tetap tinggal dalam ruang ini karena adanya interaksi lemah.

Dalam senyawa seperti ini, ada interaksi lemah yang di luar lingkup ikatan kimia konvensional. Senyawa-senyawa seperti ini disebut dengan senyawa inklusi atau klatrat. Senyawa yang perannya mirip dengan urea dalam contoh tadi disebut inang atau tuan rumah , dan yang mirip perannya dengan oktana disebut tamu. Demikianlah cabang baru kimia, kimia tuan rumah tamu (host guest chemistry) muncul.

Sebelum ditemukan adduct urea, senyawa inklusi yang terdiri atas hidrokuinon (senyawa ini digunakan sebagai reduktor dalam fotografi) sebagai tuan rumah telah menarik perhatian besar. Bedasarkan struktur yang diungkap dari analisis kristalografi sinar-X, tiga molekul hidrokuinon me njadi tuan rumah yang menjebak satu molekul tamu-metanol. Rumus molekul klatrat ini adalah CH₃OH·3C₆H₄(OH)₂. Hidrokuinon dapat juga menjebak tamu lain seperti argon.

c. Penemuan eter mahkota

Senyawa klatrat semacam urea dan hidrokuinon sungguh merupakan kejutan bagi kimiawan. Namun, harus diakui bahwa dalam kristal tamu dan tuan rumahnya harus berdekatan. Dalam kasus semacam ini, intetraksi lemah mungkin terjadi, walaupun interaksi semacam ini di luar lingkup ikatan kimia konvensional. Namun, situasinya akan berbeda di larutan

Sekitar tahun 1967, kimiawan Amerika Charles J. Pedersen (1904-1989) mendapatkan eter siklik sebagai produk samping salah satu reaksi yang dia pelajari. Ia mempelajari dengan baik sifat-siaft aneh eter ini. Senyawa ini sukar larut dalam metanol, tetapu menjadi mudah larut bila ia menambahkan garam natrium dalam campurannya. Lebih lanjut, larutan dalam benzen eter ini dapat melarutkan kalium dikromat K₂Cr₂O₇ dan menunjukkan warna ungu yang antik. Ia sangat bingung menjelaskan fenomena-fenomena ini, mengatakan bahwa ion natrium atau kalium nampak masuk dalam rongga di pusta molekul in.

Beberapa tahun kemudian terbukti bahwa ide Pedersen ternyata benar, dan memang, kation terjebak dalam rongga molekulnya. Dia mengusulkan nama senyawa ini eter mahkota karena bentuk molekulnya mirip mahkota, dan usulnya ini diterima masyarakat kimia dunia. Di tahun 1987, bersama dengan kimiawan Amerika lain Donald James Cram (1919-2001) dan kimiawan Perancis Jean-Marie Lehn (1939-), Pedersen dianugerahi hadiah Nobel Kimia.

d. Kimia susunan molekular (molecular assemblies)

Interaksi antara eter mahkota dan kation logam alkali disebut dengan interaksi lemah dari sudut pandang ikatan kimia konvensional. Terbukti kemudian bahwa interaksi seperti ini, yang ada tidak hanya dalam kristal tetapi juga dalam larutan, lebih umum dari yang diharapkan. Produk alam valinomisin, yang dietemukan dalam waktu yang sama, dapat juga digunakan untuk menangkap dan mentransport ion, dan lebih lanjut, membawa kation logam alkali kedalam makhluk hidup melalui membran. Senyawa dengan fungsi semacam itu disebut ionofor. Kemiripan struktur antara valinomisin, suatu produk alam, dan eter mahkota, produk sintetis, sangat nyata walaupun kedua senyawa ini berbeda asalnya (Gambar 14.2).

Gambar 14.2 Ionofor yang dapat menangkap dan mentransport ion.
a) senyawa sintetis eter dibenzo-18- mahkota -6.
(b) senyawa alam: valinomisin (antibiotik)

Paralel dengan penemuan ionofor, suatu gerakan untuk menyatukan kimia dan ilmu hayati, dan kimia anorganik dan ilmu hayati, muncul di pertengahan akhir abad 20. Isyarat penting untuk memahami mekanisme kehidupan adalah mempelajari proses (reaksi) dalam berbagai susunan produk alam yang membentuk kompleks atau membran yang mengikuti aturan tertentu. Isyarat penting lain adalah interaksi lemah antara produk-produk alam, yakni pembentukan sel, reaksi katalitik yang melibatkan kompleks substrat- enzim dan ko-enzim, dan interaksi antara hormon atau obat dan reseptor.

Untuk malacak isyarat tersembunyi ini, kimia organik dan anorganik harus memainkan peran. Cabang baru sains yang tujuannya menyatukan kimia organik dan ilmu hayati ini disebut kimia bioorganik.

Sifat khas zat yang mengatur kehidupan, misalnya enzim, adalah gugus fungsi yang biasanya didiskusikan di kimia organik. Namun, terdapat banyak kasus fungsinya lebih rumit. Da lam beberapa kasus zat ini mengandung unsur transisi di pusat aktifnya, yang kemudian melahirkan perkawinan antara kimia anorganik dan ilmu hayati, dan cabang sains baru, kimia bioanorganik lahir.

Baik kimia bioorganik maupun bioanorganik mencakup tidak hanya molekul konvensional tetapi juga semua jenis susunan yang terbentuk dengan interaksi lemah di antara berbagai spesi kimia (molekul dan ion, dsb). Mungkin dapat dikatakan bahwa kimia bioorganik dan bioanorganik secara khusus membahas susunan ini.

e. Kimia supramolekul

Kini karena peran susunan itu sangat penting, mungkin lebih baik bila kita beri susunan tersebut nama yang tepat.. Lehn mengusulkan nama “supramolekul” dan nama ini secara luas diterima di masyarakat kimia. Jadi kimia yang mempelajari supramolekul disebut dengan kimia supramolekul.

Mungkin orang mengira bahwa supramolekul memiliki keteraturan yang lebih rendah dari molekul konvensioanl karena gaya yang mengikat partikel-partikel konstituen dalam supramolekul adalah interaksi lemah bukannya ikatan kimia yang kuat. Namun, ini justru kekeliruan. Interaksi lemah dalam supramolekul keselektifannya sangat tinggi, dan ini mirip dengan interaksi antara enzim dengan substratnya yang dapat diumpamakan dengan hubungan antara anak kunci dan lubangnya. Interaksi intermolekul ini mungkin sangat tinggi keteraturannya.

Di abad 21 ini diharapkan kimia molekular dan supramolekular akan berkembang secara paralel.. Kimia supramolekul akan menambah dalam tidak hanya pemahaman kita akan makhluk hidup tetapu juga riset kita dalam bidang kimia molekular. Juga harus diakui bahwa semua molekul pasti akan berinteraksi dengan molekul di sekitarnya. Molekul yang terisolasi hanya mungkin ada di ruang kosmik.

Latihan Soal :

1. Apakah peran besar dari Kimia. . .? ?

Jawab :

kimia mempunyai peran besar untuk melestarikan lingkungan, dan kita harus mencari cara agar alam dan manusia dapat berdampingan dengan langgeng, yang dalam terminologi modern disebut masyarakat berkelanjutan sustainable societies.

2. Apa yang disebut dengan Kimia Molekuler. . .? ?

Jawab :

Struktur, sifat dan fungsi telah dijelaskan dari sudut pandang molekul. Telah dianggap otomatis, bila orang mengenal molekul, maka sifat dan fungsinya akan dikenal pula. Kimia yang didasarkan atas asumsi ini mungkin dapat disebut dengan kimia molekular.

3. Apa fungsi dari Gaya Antar Molekul atau an der Waals. . .? ?

Jawab :

gaya antarmolekul atau van der Waals berfungsi untuk menjelaskan fakta molekul non polar semacam H₂ mengkristal pada temperatur yang sangat rendah.

4. Apa yang dimaksud dengan Senyawa Inklusi atau Klatrat. . .? ?

Jawab :

ada interaksi lemah yang di luar lingkup ikatan kimia konvensional. Senyawa-senyawa seperti ini disebut dengan senyawa inklusi atau klatrat.

5. Apa fungsi dari Ionofor. . .? ?

Jawab :

Fungsi Ionofor digunakan untuk menangkap dan mentransport ion, dan lebih lanjut, membawa kation logam alkali kedalam makhluk hidup melalui membran.

Materi ini di buat oleh : Diah Utami(41609010045)

Bab 45 Sintesa Bahan Organik Industri

Sintesa Bahan Organik Industri

Karena struktur senyawa anorganik biasanya lebih sederhana daripada senyawa organik, sintesis senyawa anorganik telah berkembang dengan cukup pesat dari awal kimia modern. Banyak pengusaha dan inventor secara ekstensif mengeksplorasi sintesis berbagai senyawa yang berguna. Dengan kata lain sintesis senyawa anorganik bermanfaat besar secara aktif dilakukan sebelum strukturnya atau mekanisme reaksinya diklarifikasi. Beberapa contoh khas diberikan di bawah ini.

a. Natrium karbonat Na2CO3

Sepanjang sejarah industri kimia, persediaan natrium karbonat Na₂CO₃, soda, merupakan isu penting. Soda adalah bahan dasar penting bukan hanya untuk keperluan sehari-hari (seperti sabun) tetapi juga untuk produk industri yang lebih canggih (seperti gelas).

Di waktu lampau soda didapatkan dari sumber alami, dan kalium karbonat K₂CO₃, yang juga digunakan dalam sabun, didapatkan dalam bentuk abu kayu. Setelah revolusi industri, kebutuhan sabun meningkat dan akibatnya metoda sintesis baru dengan bersemangat dicari. Waktu itu telah dikenali bahwa soda dan garam (NaCl) mengandung unsur yang sama, natrium, dan penemuan ini mengakibatkan banyak orang berusaha membuat soda dari garam. Di awal abad 19, suatu proses baru dikembangkan: natrium sulfat yang merupakan produk samping produksi asam khlorida (yang digunakan untuk serbuk pengelantang, bleaching), batu bara dan besi dinyalakan. Namun, hasilnya, rendah dan tidak cocok untuk produksi skala besar .

Inventor Perancis Nicolas Leblanc (1742-1806) mendaftar suatu kontes yang diselenggarakan oleh Académie des Sciences, untuk menghasilkan secara efektif soda dari garam. Esensi dari prose smua adalah penggunaan marmer (kalsium karbonat) sebagai ganti besi.

Proses Leblanc dapat menghasilkan soda dengan kualitas lebih baik daripada metoda sebelumnya. Namun, proses ini menghasilkan sejumlah produk samping seperti asam sulfat, asam khlorida, kalsium khlorida, kalsium sulfida dan hidrogen sulfida. Bahkan waktu itu pun, pabrik menjadi target kritik masyarakat. Peningkatan kualitas proses Leblanc sangat diperlukan khususnya dari sudut pandang penggunaan ulang produk sampingnya, yang jelas akan menurunkan ongkos produksi.

Satu abad setelah usulan proses Leblanc, inventor Belgia Ernest Solvay (1838-1922) mengusulkan proses Solvay (proses soda-amonia), yang lebih maju dari aspek kimia dan teknologi. Telah diketahui sejak awal abad 19 bahwa soda dapat dihasilkan dari garam denagn amonium karbonat (NH₄)₂CO₃. Solvay yang berpengalaman dengan mesin dan dapat mendesain proses produksi tidak hanya dari sudut pandang kimia tetapi juga dari sudut pandang teknologi kimia. Dia berhasil mengindustrialisasikan prosesnya di tahun 1863.

Keuntungan terbesar proses Solvay adalah penggunaan reaktor tanur bukannya reaktor tangki. Air garam yang melarutkan amonia dituangkan dari puncak tanur dan karbondioksida ditiupkan keda lam tanur dari dasar sehingga produknya akan secara kontinyu diambil tanpa harus menghentikan reaksi. Sistem Solvay menurunkan ongkos secara signifikan, dan akibatnya menggantikan proses Leblanc.

Reaksi utama
NaCl + NH3 + CO2 + H2O –> NaHCO3 + NH4Cl	(11.4)
2NaHCO3 –> Na2CO3 + CO2 + H2O	(11.5)
Sirkulasi amonia
2NH4Cl + CaO –> 2NH3 + CaCl2 + H2O	(11.6)
Pembentukan karbon dioksida CO2 dan kalsium oksida CaO
CaCO3 –> CaO+CO2	(11.7)

Satu-satunya produk samping proses Solvay adalah kalsium khlorida, dan amonia dan karbondioksida disirkulasi dan digunakan ulang. Dalam produksi soda dari garam, poin penting adalah pembuangan khlorin. Dalam proses Leblanc, khlorin dibuang sebagai gas asam khlorida, namun di proses Solvay, khlorin dibuang sebagai padatan tak berbahaya, kalsium khlorida. Karena keefektifan dan keefisienan prosesnya, proses Solvay dianggap sebagai contoh proses industri kimia.

b. Asam sulfat

Sejak akhir pertengahan abad 16, kimiawan Jerman Andreas Libavius (1540?-1616) memaparkan proses untuk mendapatkan asam sulfat H₂SO₄ dengan membakar belerang dalam udara basah.

S + O₂ –> SO₂ (11.8)

2SO₂+O₂ –> 2SO₃ (11.9)

Glauber, insinyur kimia pertama, menemukan di pertengahan abad 17 proses untuk mendapatkan asam khlorida dengan memanaskan garam dan asam sulfat. Asam khlorida yang didapatkannya memiliki konsentrasi yang lebih tinggo daripada yang didapatkan dalam proses sebelumnya.

2NaCl+H₂SO₄ –> Na₂SO₄+2HCl (11.10)

Reaksi yang dibahas di buku teks sekolah menengah itu digunakan di sini. Glauber mengiklankan natrium sulfat sebagai obat dengan efek yang menakjubkan dan mendapatkan banyak keuntungan dari penjualan garam ini.

Proses yang lebi praktis untuk menghasilkan asam sulfat dikenalkan yakni dengan cara memanaskan belerang dengan kalium nitrat KNO₃. Awalnya pembakaran dilakukan di wadah gelas besar yang mengandung air.

Asam sulfat yang terbentuk terlarut dalam air. Walaupun proses kedua (SO₂ –>SO₃) lambat dan endotermik, dalam proses ini oksida nitrogen nampaknya berfungsi sebagai katalis yang mempromosikan reaksi ini.

Dengan meningkatnya kebutuhan asam sulfat khususnya dengan berkembangnya proses Leblanc yang membutuhkan asam sulfat dalam kuantitas besar, alat baru, proses kamar timbal yang menggunakan ruangan yang dilapisi timbal sebagai ganti wadah gelas dikenalkan yang membuat produksi skala besar dimungkinkan. Produksi asam sulfat skala besar otomatis berarti pembuangan nitrogen oksida yang besar juga. Sedemikian besar sehingga pada waktu itupun bahaya ke lingkungannya tidak dapat diabaikan.

Berbagai perbaikan proses dilakukan dengan menggunakan tanur Gay-Lussac dan Glover. Yang terakhir ini digunakan dengan luas karena nitrogen oksida dapat digunakan ulang dan rendemen n itratnya lebih besar.

Ide penggunaan katalis dalam produksi asam sulfat, atau secara khusus dalam oksidasi belearng dioksida telah dikenali sejak kira-kira tahun 1830. Katalis platina terbuki efektif tetapi sangat mahal sehingga tidak digunakan secara meluas. Seteleah setengah abad kemudian, ketika kebutuhan asam sulfat meningkat banyak, ide penggunaan katalis muncul kembali. Setelah masalah keracunan katalis diselesaikan, proses penggunaan katalis platina, yakni proses kontak, menjadi proses utama dalam produksi asam sulfat. Proses kontak masih digunakan sampai sekarang walaupun katalisnya bukan platina, tetapi campuran termasuk vanadium oksida V₂O₅.

c. Amonia dan asam nitrat

Nitrat (garam dari asam nitrat) sejak zaman dulu dibutuhkan banyak sebagai bahan baku serbuk mesiu. Namun, persediaannya terbatas, dan kalium nitrat yang ada secara alami adalah bahan baku utama yang tersedia. Di abad 19 ketika skala perang menjadi besar, kebutuhan nitrat menjadi membesar, dan kalium nitrat yang ada secara alami tidak dapat memenuhi permintaan.

Selain itu, nitrat diperlukan sebagai bahan baku pupuk buatan. Di akhir pertengahan abad 19 kimiawan Jerman Justus von Liebig (1803-1873) membuktikan kefektifan dan pentingnya pupuk buatan. Masalah yang menghalangi pemakaian bear-besaran pupuk buatan adalah harganya yang tinggi, khususnya pupuk nitrogen.

Di akhir abad 19, fisikawan Inggris William Crookes (1832-1919) meramalkan peningkatan jumlah makanan yang diproduksi tidak dapat mengejar peningkatan populasi dunia dan dunia akan berakhir menjadi katastropi.

Situasi semacam memicu ilmuwan untuk menyelidiki fiksasi nitrogen artifisial atau menemukan proses untuk mengubah nitrogen yang tidak terbatas persediaanya di udara menjadi senyawa yang dapat digunakan. Jelas diperlukan cara untuk melakukan fiksasi dalam skala besar. Jadi, percobaannya harus dimulai di skala laboratorium untuk dapat diperbesar ke skala pabrik.

Fiksasi nitrogen berhasil dilakukan oleh kimiawan Jerman Fritz Haber (1868-1934) dan insinyur kimia Jerman, yang bekerja untuk BASF, Carl Bosch (1874-1940)??ersamaan reaksi untuk

proses Haber-Bosch sangat sederhana, tetapi secara teknis terdapat berbagai kesukaran. Prosesnya dielaborasi sehingga reaksi eksoterm ini akan berlangsung ke sisi kanan dengan mulus.

N₂ + 3H₂ –> 2NH₃ + 22,1 kkal (11.11)

Dalam praktek, beberapa modifikasi dibuat. Misalnya, rasio molar nitrogen : hidrogen bukan 1:3, tetapi 1:3.3. Kondisi reaksi yang dipilih adalah 300°C pada 500 atm. Hidrogen digunakan berlebih pada tekanan tinggi sehingga kesetimbangannya bergeser ke kanan. Karena reaksinya eksoterm, reaksi ini lebih baik dilakukan pada temperatur yang lebih rendah sesuai dengan azas Le Chatelier. Di pihak lain, laju reaksi akan terlalu rendah pada temperatur rendah. Jadi suhunya dibuat agak tinggi ( yakni, dengan tetap mempertimbangkan agar dekomposisi NH₃ tidak terjadi). Katalis yang dibuat dari besi digunakan dengan ekstensif.

Proses Haber-Bosch menjadi terkenal sebagai contoh pertama teori kesetimbangan diaplikasikan dalam produksi. Di satu sisi fiksasi nitrogen dengan proses Haber-Bosch membawa banyak manfaat karena kemudahan mendapat pupuk. Di sisi lain amonia berarti bahan baku mesiu dapayt diperoleh dengan mudah pula.

Proses modern untuk menghasilkan asam nitrat HNO₃ adalah okidasi amonia di udara. Dalam proses ini, amonia dicampur dengan udara berlebih, dan campurannya dipanaskan sampai temperatur tinggi dengan katalis platina. Amonia akan diubah menjadi nitrogen oksida NO, yang kemudian dioksidasi lebih lanjut di udara menjadi nitrogen dioksida NO₂. Nitrogen dioksida direaksikan dengan air menghasilkan asam nitrat. Metoda ini dikembangkan oleh Ostwald, kimiawan yang banyak memberikan kimia katalis, dan disebut proses Ostwald.

Proses ini diungkapkan dalam persamaan reaksi berikut.

4NH₃ + 5 O₂ –> 4NO + 6 H₂O (11.12)

2NO+O2 –> 2NO₂ (11.13)

3NO₂+H₂O –> 2HNO₃+NO (11.14)

contoh latihan :

1. Apa yang dimaksud dengan Soda pada industri kimia. .? ?

Jawab :

Soda adalah bahan dasar penting bukan hanya untuk keperluan sehari-hari (seperti sabun) tetapi juga untuk produk industri yang lebih canggih (seperti gelas).

2. Untuk apakah Inventor Perancis Nicolas Leblanc (1742-1806) mendaftar suatu kontes yang diselenggarakan oleh Académie des Sciences. . ? ?

Jawab :

untuk menghasilkan secara efektif soda dari garam.

3. Jelaskan tentang proses penggunaan katalis platina. . .? ?

Jawab :

proses penggunaan katalis platina, yakni :
proses kontak, menjadi proses utama dalam produksi asam sulfat.

4. Pada kondisi reaksi keberapakah reaksi eksoterm berlangsung. . .? ?

Jawab :

Kondisi reaksi yang dipilih adalah 300°C pada 500 atm.

5. Berguna untuk apakah Oksidasi Amonia di Udara. .? ?

Jawab :

Proses modern untuk menghasilkan asam nitrat HNO₃ adalah okidasi amonia di udara.

Materi ini dibuat oleh Diah Utami (41609010045)