Fluida Dinamik
METODE PENELITIAN
3.1 Kerangka pemikiran
Berdasarkan pembahasan teori dan hasil-hasil penelitian yang telah dilakukan pada bab II,
maka efek medan magnet pada air sadah dapat diklasifikasikan menjadi 4 jenis yang disesuaikan
dengan kondisi operasi dan efek presipitasi CaCO3 yang ditimbulkannya. Gambar 3.1
menunjukkan kerangka berfikir pengembangan sistem AMT melalui pemahaman efek interaksi
hidrat ion dan interaksi ion terhadap presipitasi CaCO3 pada air sadah termagnetisasi.
Efek medan magnet pada air sadah
Efek interaksi ion
Efek interaksi hidrat ion
Terjadi saat dan sesudah magnetisasi, Terjadi saat magnetisasi, ketika
sebelum presipitasi terjadi presipitasi terjadi
Model larutan: Na2CO3 dan CaCl2 Model larutan : CaCO3
Magnetisasi fluida statik:
Magnetisasi fluida statik:
• Memperkuat interaksi
hidrat ion
• Menurunkan presipitasi
• Efek memori magnetik
Menaikkan presipitasi
Magnetisasi fluida dinamik:
Magnetisasi fluida dinamik:
• Memperlemah interaksi
hidrat ion
• Menaikkan presipitasi
• Efek memori magnetik
Menaikkan presipitasi
Konsep sistem AMT yang efektif
Gambar 3.1. Kerangka berfikir pengembangan konsep sistem AMT yang efektif melalui
pemahaman efek interaksi hidrat ion dan interaksi ion terhadap presipitasi CaCO3 pada air sadah
termagnetisasi.
Berikut penjelasan masing-masing efek
tersebut :
55
Pengaruh medan ..., Nelson Saksono, FT UI., 2008.
Universitas Indonesia
1. Efek penguatan interaksi hidrat ion terjadi pada magnetisasi sistem fluida statik di mana
presipitasi belum terjadi. Magnetisasi larutan Na2CO3 akan memperkuat interaksi hidrat
ionnya yang dapat diamati dengan melihat adanya kenaikan konduktivitas larutan sesudah
magnetisasi. Efek ini akan menekan presipitasi CaCO3 ketika larutan Na2CO3
termagnetisasi dicampur dengan larutan CaCl2. Efek penguatan hidrat ion ini tetap terlihat
pada ion-ion temagnetisasi meskipun sudah tidak ada medan magnet (efek memori
magnetik).
2. Efek interaksi hidrat ion pada sistem fluida dinamik; dampak pada hidrat ion maupun
presipitasi CaCO3 belum teramati. Adanya efek gaya Lorentz dan agitasi mekanik yang
terjadi pada hidrat ion larutan Na2CO3 dan larutan CaCl2 yang dimagnetisasi dengan sistem
fluida dinamik diduga akan memperlemah kekuatan hidratnya. Hal tersebut akan
mendorong presipitasi CaCO3-nya.
3. Efek penguatan interaksi ion pada sistem fluida statik berdampak mendorong terjadinya
presipitasi CaCO3.
Efek ini terjadi saat magnetisasi pada larutan yang sedang
berpresipitasi.
4. Efek penguatan interaksi ion pada sistem fluida dinamik melalui efek gaya Lorentz
berdampak mendorong presipitasi CaCO3. Efek ini terjadi saat magnetisasi pada larutan
yang sedang berpresipitasi. Presipitasi CaCO3 pada
sistem sirkulasi fluida dinamik
dipengaruhi oleh medan magnet dan proses sirkulasi. Waktu efektif magnetisasi
merupakan parameter penting untuk melihat efek optimum magnet terhadap peningkatan
presipitasi CaCO3.
Pengujian ke-empat efek tersebut pada berbagai parameter yang berpengaruh akan menjawab
tujuan pertama penelitian ini, yaitu mendapatkan pemahaman dan kejelasan tentang efek interaksi
hidrat ion dan efek interaksi ion terhadap presipitasi CaCO3 pada air sadah termagnetisasi.
Tujuan selanjutnya dari studi ini adalah mendapatkan suatu konsep sistem AMT yang
efektif mendorong presipitasi CaCO3 berdasarkan pemahaman dari hasil pengujian efek interaksi
hidrat ion dan efek interaksi ion pada air sadah termagnetisasi. Sistem AMT yang akan
dikembangkan dalam penelitian ini adalah AMT yang dapat menekan pembentukan kerak CaCO3
dengan menurunkan kandungan ion Ca2+ dan CO32- pada air sadah (menurunkan kesadahan)
menggunakan sistem sirkulasi fluida dinamik. Penurunan kesadahan pada proses AMT dilakukan
dengan 3 tahap sebagai berikut:
a.
Tahap pertama adalah proses magnetisasi larutan dengan sistem sirkulasi fluida dinamik.
Jika presipitasi sudah terjadi saat magnetisasi (harga supersaturasi tinggi) maka akan
terjadi peningkatan presipitasi saat magnetisasi, dan untuk mendapatkan efek optimum
proses maka magnetisasi dilakukan pada waktu efektif magnetisasi. Jika presipitasi belum
56
Pengaruh medan ..., Nelson Saksono, FT UI., 2008.
Universitas Indonesia
terjadi (harga supersaturasi rendah), maka terjadi penurunan interaksi hidrat ion dan pada
kondisi ini peningkatan presipitasi baru terjadi sesudah proses magnetisasi (Tahap 2 dan
3).
b.
Tahap 2 dilakukan proses agitasi mekanik guna menaikkan pH larutan dan menurunkan
CO2 terlarut sehingga presipitasi CaCO3 dapat lebih cepat terjadi. Proses ini dapat
dilakukan dengan berbagai cara, antara lain dengan sirkulasi aliran fluida.
c.
Tahap ke 3 adalah proses pengendapan agar presipitasi masih dapat berlangsung dan
partikel CaCO3 yang sudah terbentuk pada air sadah hasil olahan dapat dipisahkan.
Gambar 3.2 menunjukkan skema usulan proses sistem AMT yang efektif menurunkan
kesadahan air yang akan dikembangkan dalam penelitian ini.
Tahap 1
Tahap 2
Magnetisasi fluida
Dinamis
Dinamis
Air Sadah
(Ca2+ ) tinggi
Efek penguatan interaksi
ion dan pelemahan
hidrat ion
Agitasi mekanik
Air Sadah
Menaikkan pH,
mendorong
presipitasi CaCO3
Tahap 3
Pengendapan
Air sadah olahan
[Ca2+ ] & [CO32-] rendah
Presipitasi dan pemisahan
partikel CaCO3
Partikel
CaCO3
Gambar 3.2. Skema usulan konsep proses sistem AMT yang efektif untuk
menurunkan kesadahan air (cSaksono et al, 2007).
Studi Pengaruh dan Efektivitas proses AMT
57
Pengaruh medan ..., Nelson Saksono, FT UI., 2008.
Universitas Indonesia
Tahap I Tahap II
Efek interaksi hidrat ion fluida statik Efek interaksi hidrat ion fluida dinamik
Kondisi operasi : Kondisi operasi :
• Larutan Na2CO3 & CaCl2 • Larutan Na2CO3 & CaCl2
• Magnetisasi sebelum presipitasi • Magnetisasi sebelum presipitasi
• Sistem fluida statik • Sistem fluida dinamik
Variabel proses : Variabel proses :
waktu magnetisasi, kuat medan, suhu, waktu sirkulasi, laju alir, panjang magnet,
konsentrasi, waktu peyimpanan suhu, konsentrasi, waktu peyimpanan
Pengamatan sesudah magnetisasi : Efek sesudah magnetisasi :
• Interaksi hidrat ion ≈ konduktivitas • Interaksi hidrat ion ≈ konduktivitas
• Presipitasi CaCO3 • Presipitasi CaCO3
• Efek memori magnetik • Efek Memori magnetik
• Morfologi dan sifat deposit CaCO3 • Morfologi dan sifat deposit CaCO3
Tahap IV Tahap III
Efek interaksi ion fluida dinamik dan Efek interaksi ion fluida statik
uji efektivitas tahapan proses sistem Kondisi operasi :
AMT • Model Larutan CaCO3
Kondisi operasi : • Magnetisasi sebelum presipitasi
• Larutan CaCO3 dan saat presipitasi berlangsung
• Magnetisasi sebelum presipitasi & • Sistem fluida statik
saat presipitasi berlangsung Variabel proses :
• Sistem fluida dinamik pH larutan
Variabel proses : Pengamatan saat magnetisasi:
pH larutan, kecepatan alir, panjang • presipitasi CaCO3
magnet, waktu sirkulasi, kuat medan, vol • Morfologi dan sifat deposit CaCO3
sampel & konsentrasi sampel. Efek sesudah magnetisasi :
Pengamatan saat magnetisasi: • Interaksi hidrat ion ≈ konduktivitas
• Presipitasi CaCO3 • Presipitasi CaCO3
Pengamatan sesudah magnetisasi :
• Interaksi hidrat ion ≈ konduktivitas
a. Presipitasi CaCO3
b. Morfologi dan sifat deposit CaCO3
Pemahaman dan kejelasan
pengaruh medan magnet pada air
sadah
Konsep sistem AMT yang efektif
Gambar 3.3. Diagram alir tahapan penelitian
58
Pengaruh medan ..., Nelson Saksono, FT UI., 2008.
Universitas Indonesia
3.2 Metode dan ruang lingkup penelitian
Berdasarkan pemikiran diatas maka efek interaksi hidrat ion dan efek interaksi ion adalah
dua efek penting dalam mempelajari perilaku presipitasi CaCO3 pada air sadah termagnetisasi.
Untuk itu diperlukan kondisi operasi dan jenis larutan tertentu guna dapat mengamati fenomena
kedua efek tersebut pada presipitasi CaCO3 dan sekaligus melihat efektivitasnya dalam mendorong
presipitasi CaCO3 dalam tiap tahapan proses sistem AMT yang diusulkan. Skema diagram alir
penelitian ini dapat dilihat pada gambar 3.3. Berikut tahapan dan penjelasannya.
3.2.1
Efek interaksi hidrat ion pada sistem fluida statik
Efek interaksi hidrat ion akan teramati dengan baik pada larutan ionik dengan kejenuhan
rendah. Untuk itu akan digunakan senyawa Na2CO3 dan CaCl2 yang memiliki sifat elektrolit kuat
dan harga kelarutan yang tinggi dalam air. Magnetisasi dilakukan pada masing-masing larutan
Na2CO3 dan CaCl2 dalam keadaan diam (sistem fluida statik) dan untuk melihat pengaruh medan
magnet pada sifat hidrat ion-nya akan diuji konduktivitas larutannya sebelum dan sesudah
magnetisasi. Efek penguatan interaksi hidrat ion pada proses presipitasi akan teramati dengan
menaikkan kejenuhan larutan Na2CO3 dan CaCl2 dengan cara mencampur keduanya yang
mengakibatkan terjadinya presipitasi CaCO3. Efek interaksi hidrat ion untuk sistem fluida statik
adalah menurunkan presipitasi CaCO3. Hipotesis untuk proses ini adalah medan magnet akan
memperkuat interaksi hidrat ion yang menyebabkan presipitasi ion-ionnya menurun. Pengaruh
kondisi operasi (konsentrasi larutan, kuat medan, waktu magnetisasi, suhu presipitasi, waktu
presipitasi) dalam menekan presipitasi CaCO3 perlu dilakukan guna melihat efektivitas proses ini.
Morfologi dan sifat deposit yang terbentuk oleh efek interaksi hidrat ion ini juga akan dilakukan
untuk mendapatkan informasi dan pemahaman yang lebih lengkap.
3.2.2 Efek interaksi hidrat ion pada sistem fluida dinamik
Efek interaksi hidrat ion untuk sistem fluida dinamik diamati dengan mengalirkan larutan
ion dengan kejenuhan rendah (larutan Na2CO3 dan CaCl2) melewati suatu medan magnet.
Magnetisasi dilakukan pada masing-masing larutan Na2CO3 dan CaCl2 dengan sistem sirkulasi
fluida dinamik dan untuk melihat pengaruh medan magnet pada sifat hidrat ion-nya akan diuji
konduktivitas larutannya sebelum dan sesudah magnetisasi. Efek penurunan ikatan hidrat ion pada
proses presipitasi akan teramati dengan mencampur larutan Na2CO3 dan CaCl2 sehingga terjadi
presipitasi CaCO3. Efek interaksi hidrat ion untuk sistem fluida dinamik adalah menurunkan
presipitasi CaCO3. Hipotesis untuk proses ini adalah medan magnet akan memperlemah interaksi
hidrat ion yang menyebabkan presipitasi ion-ionnya meningkat.
Pengaruh kondisi operasi (konsentrasi larutan, waktu magnetisasi, suhu presipitasi, waktu
presipitasi dan laju alir) dalam menekan presipitasi CaCO3 perlu dilakukan guna melihat efektivitas
59
Pengaruh medan ..., Nelson Saksono, FT UI., 2008.
Universitas Indonesia
proses ini. Morfologi dan sifat deposit yang terbentuk oleh efek interaksi hidrat ion ini juga akan
dilakukan untuk mendapatkan informasi dan pemahaman yang lebih lengkap.
3.2.3 Efek Interaksi ion pada sistem fluida statik.
Efek interaksi ion dalam larutan dengan magnetisasi sistem fluida statik akan diamati pada
kondisi presipitasi larutan sedang terjadi. Untuk itu magnetisasi dilakukan pada larutan air sadah
dengan kondisi supersaturasi yang tinggi menggunakan larutan CaCO3. Hipotesis pada bagian ini
adalah magnetisasi larutan CaCO3 sebelum terjadi presipitasi diduga akan menyebabkan
peningkatan interaksi hidrat ion sehingga terjadi penurunan presipitasi CaCO3 sesudah proses
magnetisasi untuk sistem fluida statik. Untuk itu akan digunakan larutan CaCO3 dengan pH redah
(supersaturasi rendah) dimana presipitasi belum terjadi saat magnetisasi. Pembuktian hipotesis ini
dilakukan dengan melakukan pengukuran konduktivitas larutan dan presipitasi CaCO3 setelah
magnetisasi. Morfologi dan sifat deposit yang terbentuk oleh efek interaksi ion ini juga perlu
dilakukan guna melengkapi hasil studi ini.
3.2.4 Efek interaksi ion pada sistem fluida dinamik dan uji efektivitas tahapan proses sistem
AMT
Efek interaksi ion jenis ini akan diamati dengan cara memagnetisasi larutan CaCO3 pada
kondisi sirkulasi fluida dinamik. Peningkatan energi interaksi ion oleh medan magnet pada sistem
fluida dinamik adalah mendorong presipitasi CaCO3 saat magnetisasi. Efek ini akan teramati ketika
ion-ion pada larutan sudah berpresipitasi.
Hipotesis pada bagian ini adalah magnetisasi larutan CaCO3 sebelum terjadi presipitasi
diduga akan menyebabkan peningkatan interaksi hidrat ion sehingga terjadi penurunan presipitasi
CaCO3 sesudah proses magnetisasi untuk sistem fluida dinamik. Untuk itu akan digunakan larutan
CaCO3 dengan pH rendah (supersaturasi rendah) dimana presipitasi belum terjadi saat magnetisasi.
Pembuktian hipotesis ini dilakukan dengan melakukan pengukuran konduktivitas larutan dan
presipitasi CaCO3 setelah magnetisasi. Morfologi dan sifat deposit yang terbentuk oleh efek
interaksi ion ini juga perlu dilakukan guna melengkapi hasil studi ini.
Uji efektivitas tahapan proses sistem AMT meliputi uji presipitasi CaCO3 saat magnetisasi
(magnetisasi sirkulasi) dan sesudah magnetisasi (pengendapan) dengan variabel proses meliputi:
pH larutan, kecepatan alir, kuat medan, panjang magnet, konsentrasi, dan volume larutan. Pada
tahap ini juga akan dilakukan pengujian waktu efektif magnetisasi. Selanjutnya dibuat pemodelan
presipitasi CaCO3 untuk sistem fluida dinamik untuk mendapatkan waktu efektif magnetisasi dan
penurunan ion Ca2+ dalam larutan pada berbagai kondisi operasi. Terakhir akan diajukan beberapa
konfigurasi sistem AMT penurun kesadahan dengan analisis efektivitas sistem proses .
60
Pengaruh medan ..., Nelson Saksono, FT UI., 2008.
Universitas Indonesia
3.3 Tahapan Penelitian
Penelitian ini bersifat investigasi eksperimental yang dilakukan di Departemen Teknik Kimia
FTUI. Untuk analisis SEM dan XRD dilakukan di Departemen Metalurgi dan Material FTUI.
Pelaksanaan penelitian ini akan dilakukan dalam 4 tahapan, tahap pertama pegujian efek interaksi
hidrat ion pada sistem fluida statik, kedua tahap pengujian efek interaksi hidrat ion pada sistem
fluida dinamik, dan selanjutnya pengujian pengujian efek interaksi ion pada sistem fluida statik.
Tahap ke empat adalah pengujian efek interaksi ion pada sistem fluida dinamik serta pengujian
efektivitas tahapan proses sistem AMT yang diusulkan dalam penelitian ini.
3.3.1
Tahap I : Efek interaksi hidrat ion pada sistem fluida statik
Percobaan ini dilakukan dengan memagnetisasi terlebih dahulu larutan 0.01 M Na2CO3 dan
0.01 M CaCl2 masing-masing sebanyak 10 mL dalam tabung magnetisasi sebelum dilakukan
pencampuran. Selanjutnya kedua larutan yang telah dimagnetisasi dipindahkan kedalam tabung
presipitasi untuk diamati presipitasi CaCO3-nya. Sebagian yang lain dari sampel larutan Na2CO3
dan CaCl2 termagnetisasi akan diuji konduktivitasnya. Skema percobaan ditunjukan pada gambar
3.4.
larutan
Na2CO3
Tabung
Presipitasi
larutan
CaCl2
Larutan
Na2CO3 +
CaCl2
Magnet
permanen
Uji presipitasi CaCO3
& morfologi deposit
Tabung magnetisasi
sistem fluida Statik
Uji Konduktivitas
Gambar 3.4. Skema proses pengujian efek interaksi hidrat ion pada sistem fluida statik.
Variabel bebas proses dan kondisi operasi meliputi:
1. Kuat medan magnet di sumbu tabung presipitasi: 0; 2; 4; dan 5,2 kG dengan mengatur
jarak magnet ke dinding tabung. Hal
61
Pengaruh medan ..., Nelson Saksono, FT UI., 2008.
ini bertujuan untuk melihat efek kuat
Universitas Indonesia
medan magnet terhadap presiptasi CaCO3. Kuat medan diukur menggunakn alat
Gaussmeter
2. Waktu magnetisasi: 0; 5; 10; 30; dan 60 menit. Hal ini bertujuan untuk melihat efek Waktu
magnetisasi terhadap presipitasi CaCO3.
3. Suhu larutan Na2CO3 dan CaCl2: 28; 50; dan 70 0C . Hal ini bertujuan untuk mengamati
efek suhu terhadap konduktivitas dan presipitasi CaCO3.
4. Konsentrasi sampel Na2CO3 dan CaCl2: 0,005 M, 0,01 M dan 0,02 M. Hal ini bertujuan
untuk melihat efek konsentrasi larutan sampel terhadap presiptasi CaCO3 dengan adanya
medan magnet.
5. Waktu penyimpanan sampel Na2CO3 yang sudah dimagnetisasi yaitu: 24; 48; 96; 120; dan
148 jam. Hal ini bertujuan untuk melihat efek memori magnet pada larutan Na2CO3 .
Setelah dimagnetisasi dilakukan pengukuran variabel terikat sbb:
1. Pengukuran konduktivitas larutan untuk melihat efek interaksi hidrat ion pada sampel
larutan Na2CO3 dan CaCl2 termagnetisasi selama 1 jam.
2. Kandungan ion Ca2+ larutan sampel dalam tabung presipitasi dengan dengan titrasi
kompleksometri EDTA selama 5, 10, 20,
40, 60 dan 120 menit presipitasi untuk
mendapatkan presipitasi total CaCO3. Pengamatan juga dilakukan untuk 24 jam presipitasi.
3. Massa deposit CaCO3 pada tabung presipitasi dengan titrasi kompleksometri EDTA selama
120 menit presipitasi.
4. Morfologi deposit CaCO3 dengan SEM dan XRD untuk mengukur jumlah, jenis,
komposisi dan ukuran kristal.
Prosedur preparasi sampel, pengujian sampel, dan analisis sampel dapat dilihat pada lampiran B.
3.3.2
Tahap II : Efek interaksi hidrat ion pada sistem fluida dinamik
Percobaan ini dilakukan dengan melewatkan larutan 0.01 M Na2CO3 sebanyak 120 mL
pada medan magnet dengan sistem fluida sirkulasi (fluida dinamik) menggunakan selang silikon
(ID: 0.6 cm ; OD : 0.8 cm) dan pompa peristaltik. Kuat medan yang diberikan sebesar 5,2 kG.
Prosedur yang sama juga dilakukan untuk larutan CaCl2. Selanjutnya kedua larutan yang telah
dimagnetisasi dipindahkan kedalam tabung presipitasi untuk diamati presipitasi CaCO3-nya.
Sebagian yang lain dari sampel larutan Na2CO3 dan CaCl2 termagnetisasi akan diuji
konduktivitasnya. Skema percobaan ditunjukan pada gambar 3.5.
Variabel Proses dan kondisi operasi meliputi:
1. Waktu sirkulasi: 0; 5; 10; dan 20. Hal ini bertujuan untuk melihat efek waktu magnetisasi
terhadap presipitasi CaCO3
2. Kecepatan alir: 0,262 m/s; 0,554 m/s, dan 0,792 m/s. Hal ini bertujuan untuk melihat efek
62
Pengaruh medan ..., Nelson Saksono, FT UI., 2008.
Universitas Indonesia
laju alir terhadap presipitasi CaCO3 dengan adanya medan magnet.
3. Suhu larutan Na2CO3 dan CaCl2: 28; 50; dan 70 0C . Hal ini bertujuan untuk mengamati
efek suhu terhadap presipitasi CaCO3.
Magnetisasi sistem fluida dinamik
Tabung
Presipitasi
Larutan
Na2CO3 +
CaCl2
Area
Magnetisasi
Na2CO3/
CaCl2
Uji
Konduktivitas
Uji presipitasi CaCO3
& morfologi deposit
Gambar 3.5. Skema proses pengujian efek interaksi hidrat ion pada sistem fluida dinamik.
:
4. Panjang magnet dengan mengatur jumlah magnet: 1, 3, dan 7 pasang magnet dengan
panjang tiap pasang adalah 5 cm Hal ini bertujuan untuk melihat efek panjang magnet
terhadap konduktivitas larutan Na2CO3 dan presipitasi CaCO3
5. Konsentrasi sampel Na2CO3 dan CaCl2: 0,005 M; 0,01 M; dan 0,02 M. Hal ini bertujuan
untuk melihat efek konsentrasi larutan sampel terhadap presipitasi CaCO3 dengan adanya
medan magnet.
6. Waktu penyimpanan sampel Na2CO3 yang sudah dimagnetisasi yaitu: 0; 24; 48; 72; dan
120 jam. Hal ini bertujuan untuk melihat efek memori magnet pada larutan Na2CO3 .
Setelah dimagnetisasi dilakukan pengukuran variabel terikat sbb :
1. Pengukuran konduktivitas larutan untuk melihat efek interaksi hidrat ion pada sampel
larutan Na2CO3 dan CaCl2 termagnetisasi selama 1 jam pengukuran.
2. Kandungan ion Ca2+ larutan sampel dalam tabung presipitasi dengan titrasi
kompleksometri EDTA
untuk 5, 10, 20,
40, 60 dan 120 menit presipitasi untuk
mendapatkan presipitasi total CaCO3.
3. Massa deposit CaCO3 pada tabung presipitasi dengan titrasi kompleksometri EDTA selama
63
Pengaruh medan ..., Nelson Saksono, FT UI., 2008.
Universitas Indonesia
120 menit presipitasi.
4. Morfologi deposit CaCO3 dengan SEM untuk mengamati jumlah, jenis, komposisi dan
ukuran kristal secara kualitatif.
Prosedur preparasi sampel, pengujian sampel, dan analisis sampel dapat dilihat pada lampiran B.
3.3.3
Tahap III : Efek interaksi ion pada sistem fluida statik
Percobaan ini akan menggunakan larutan CaCO3 sebagai model air sadah. Kuat medan
yang diberikan sebesar 5,2 kG. Presipitasi dilakukan saat magnetisasi dan sesudah magnetisasi.
Variasi harga supersaturasi dilakukan dengan memvariasikan pH larutan CaCO3. Skema alur
percobaan ditunjukan pada gambar 3.6.
Presipitasi
sesudah magnetisasi
Presipitasi
saat magnetisasi
Larutan
CaCO3
Uji presipitasi CaCO3
& morfologi deposit
Magnet
permanen
Larutan
CaCO3
Uji Konduktivitas
Gambar 3.6. Skema proses pengujian efek interaksi ion pada sistem fluida statik.
Variabel bebas proses dan kondisi operasi meliputi:
Variasi pH : 6,4; 7,5; 8; dan 8,5. Kenaikan pH larutan akan menaikkan kejenuhan. Hal ini
bertujuan untuk melihat efek kejenuhan (supersaturasi) terhadap presipitasi CaCO3 saat
magnetisasi dan sesudah magnetisasi. pH larutan sampel dinaikan dengan cara pengadukan
kuat selama beberapa waktu hingga pH yang diinginkan tercapai.
Setelah dimagnetisasi dan presipitasi dilakukan pengukuran variabel berikut:
1. Kandungan ion Ca2+ larutan sampel dalam tabung magnetisasi dan presipitasi dengan titrasi
kompleksometri EDTA hingga 1440 menit presipitasi pada suhu 28 oC.
2. Pengukuran konduktivitas larutan CaCO3 untuk sampel yang belum terpresipitasi
(supersaturasi
rendah)
dengan
64
Pengaruh medan ..., Nelson Saksono, FT UI., 2008.
konduktometer
dilanjutkan
dengan
Universitas Indonesia
pengukuran kandungan ion Ca2+ larutan sampel dengan titrasi kompleksometri EDTA
hingga 120 menit presipitasi pada suhu 70 oC.
3. Massa deposit CaCO3 pada tabung magnetisasi dan presipitasi dengan titrasi
kompleksometri EDTA.
4. Morfologi deposit CaCO3 dengan SEM untuk mengamati jumlah, jenis, komposisi dan
ukuran kristal secara kualitatif.
Prosedur preparasi sampel, pengujian sampel, dan analisis sampel dapat dilihat pada lampiran B.
Tahap IV : Efek interaksi ion pada sistem fluida dinamik dan uji efektivitas AMT
Percobaan ini dilakukan dengan melewatkan larutan CaCO3 dengan konsentrasi CaCO3
sekitar 400 ppm sebanyak 240 mL pada medan magnet dengan sistem fluida sirkulasi (fluida
dinamik) menggunakan selang silikon (ID: 0.6 cm ; OD : 0.8 cm) dan pompa peristaltik. Setelah
dimagnetisasi selanjutnya pada sampel larutan akan dilakukan:
1. Pengujian kandungan ion Ca2+ untuk mengamati proses presipitasi saat magnetisasi.
2. Pemindahan sampel ke tabung presipitasi untuk diamati presipitasinya sesudah
magnetisasi.
Skema alur percobaan ditunjukan pada gambar 3.7.
Variabel Proses dan kondisi operasi meliputi:
1. Waktu sirkulasi dan magnetisasi: 0; 2; 5; 10; 20; 40; 60 dan 120 menit. Hal ini bertujuan
untuk melihat efek waktu magnetisasi terhadap presipitasi CaCO3 saat magnetisasi dan
sesudah magnetisasi.
2. Kuat medan: 0; 2; 4; dan 5,2 kG dengan Hal ini bertujuan untuk melihat efek kuat medan
magnet terhadap presiptasi CaCO3.
3. Kecepatan alir 0,262 m/s; 0,554 m/s; dan 0,792 m/s. Hal ini bertujuan untuk melihat efek
kecepatan alir terhadap presipitasi CaCO3 saat magnetisasi dan sesudah magnetisasi
4. Panjang magnet dengan mengatur jumlah magnet: 1, 3, 5, dan 7 pasang magnet dengan
panjang tiap pasang adalah 5 cm Hal ini bertujuan untuk melihat efek panjang magnet
terhadap presipitasi CaCO3 saat magnetisasi dan sesudah magnetisasi.
5. Variasi pH: 6,4; 7,5; 8; dan 8;5. Kenaikan pH larutan akan menaikkan kejenuhan
(supersaturasi). Hal ini bertujuan untuk melihat efek supersaturasi terhadap presipitasi
CaCO3 saat magnetisasi dan sesudah magnetisasi. pH larutan sampel dinaikan dengan cara
pengadukan kuat selama beberapa waktu hingga pH yang diinginkan tercapai.
6. Waktu pengendapan dan presipitasi sampel larutan setelah magnetisasi: 6, 12, 24, 48, 72
dan 96 jam. Untuk melihat efek presipitasi pada tabung pengendapan pada suhu kamar 28
65
Pengaruh medan ..., Nelson Saksono, FT UI., 2008.
Universitas Indonesia
o
C.
Magnetisasi sistem fluida dinamik
Uji presipitasi dan
konduktivitas saat
magnetisasi
Tabung
Presipitasi
Area
magnetisasi
Uji presipitasi dan
morfologi deposit
sesudah magnetisasi
Gambar 3.7 Skema proses pengujian efek interaksi ion pada sistem fluida dinamik
pengukuran yang akan dilakukan meliputi:
1. Kandungan ion Ca2+ dari wadah sampel (reservoar) saat magnetisasi dengan titrasi
kompleksometri EDTA pada 2, 5, 10, 20, 40, 60 dan 120 menit untuk mendapatkan
presipitasi total CaCO3.
2. Kandungan ion Ca2+ pada larutan dalam tabung presipitasi sesudah magnetisasi dengan
dengan titrasi kompleksometri EDTA untuk mendapatkan presipitasi total CaCO3 dan
deposit CaCO3 selama 5 hari presipitasi.
3. Massa deposit CaCO3 pada tabung magnetisasi dan presipitasi dengan titrasi
kompleksometri EDTA selama 5 hari presipitasi.
4. Morfologi deposit CaCO3 dengan SEM untuk mengamati jumlah, jenis, komposisi dan
ukuran kristal secara kualitatif.
Prosedur preparasi sampel, pengujian sampel, dan analisis sampel dapat dilihat pada lampiran B.
66
Pengaruh medan ..., Nelson Saksono, FT UI., 2008.
Universitas Indonesia