PEMBUATAN TAWAS MENGGUNAKAN ALUMUNIUM DAN KOH

PEMBUATAN  TAWAS MENGGUNAKAN ALUMUNIUM DAN KOH

Annisa Septiana¹ , Noor Syifa Inayah²⁾ , Nur Azizah³ , Rakha Rafdila Aditya⁴

Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta,

Jalan Ir. H. Juanda No.95, Ciputat 15412 Indonesia. Telp. (62-21) 7493606

http://kimiaanorganikkel4.blogspot.com

Abstrak

         Tawas adalah kelompok garam rangkap berhidrat berupa kristal dan bersifat isomorf. Tawas ini dikenal dengan nama KAl(SO₄)₂.12 H₂O yang dikenal banyak sebagai koagulan didalam pengolahan air maupun limbah. tawas di gunakan juga dalam industri kertas dan karton, bahan aditif pada makanan serta penolak api pada tekstil . Tawas kalium aluminium sulfat dihasilkan dengan mereaksikan logam aluminium (Al) dalam larutan basa kuat (kalium hidroksida) akan larut membentuk aluminat Telah dilakukan percobaan berjudul “Pembuatan Tawas menggunakan alumunium dan KOH” yang bertujuan untuk menghasilkan tawas. Tawas di buat dengan bahan aluminium foil, alumunium foil ini di campur dengan KOH dan H2SO4 hasilnya berupa larutan endapan putih susu yang di diamkan hingga jenuh dan jadilah Kristal tawas siap pakai. Dari hasil praktikum pembuatan tawas dihasilkan tawas 41.43 gr. Tawas di uji coba, dan berhasil menjernihkan air yang mulanya keruh..

.

Kata Kunci : Tawas, Alumunium foil, Kristal,

 1.PENDAHULUAN

       Tawas adalah kelompok garam rangkap berhidrat berupa kristal dan bersifat isomorf. Tawas ini dikenal dengan nama KAl(SO₄)₂.12 H₂O yang dikenal banyak sebagai koagulan didalam pengolahan air maupun limbah. Sebagai koagulan alum sulfat sangat efektif untuk mengendapkan partikel yang melayang baik dalam bentuk koloid maupun suspensi. Alum merupakan salah satu senyawa kimia yang dibuat dari molekul air dan dua jenis garam, salah satunya biasanya Al₂(SO₄)₃. Alum kalium merupakan senyawa yang tidak berwarna dan mempunyai bentuk kristal oktahedral atau kubus ketika kalium sulfat dan aluminium sulfat keduanya dilarutkan dan didinginkan. Larutan alum kalium tersebut bersifat asam. Alum kalium memiliki titik leleh 900^oC. Kalium aluminium sulfat dodekahidrat (tawas kalium) dengan rumus KAl(SO₄)₂.12H₂O digunakan dalam pemurnian air, pengolahan limbah, dan bahan pemadam api.Tawas kalium dibuat dari logam aluminium dan kalium hidroksida. Logam aluminium bereaksi secara cepat dengan KOH panas menghasilkan larutan garam kalium aluminat.
Tawas kalium aluminium sulfat dihasilkan dengan mereaksikan logam aluminium (Al) dalam larutan basa kuat (kalium hidroksida) akan larut membentuk aluminat.
2Al _(s) + 2KOH _(aq) + 2H₂O _{(l)       —————->}          2KAlO_{2 (aq)} + 3H_{2 (g)}
Larutan aluminat dinetralkan dengan asam sulfat mula-mula terbentuk endapan berwarna putih dari aluminium hidroksida Al(OH)₃.
2KAlO_{2 (aq)} +2H₂O _(l) + H₂SO_4(aq)   ———–>            K₂SO_4(aq) + Al(OH)_{3 (s)}
Dengan penambahan asam sulfat endapan putih semakin banyak dan jika asam sulfat berlebihan endapan akan larut membentuk kation K⁺, Al³⁺, dan SO₄^2-, jika didiamkan akan terbentuk kristal dari tawas kalium aluminium sulfat. Secara singkat reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut
H₂SO_4(aq) + K₂SO_4(aq) + 2Al(OH)_{3 (s)}    ——->      2Kal(SO₄)_{2 (aq)} + 6H₂O
24 H₂O + 2Kal(SO₄)_{2 (aq)} ———–>       2Kal(SO₄)_2.12H₂O_(s)
 Alum kalium sangat larut dalam air panas, sehingga ketika setelah penambahan H₂SO₄ yang membentuk endapan dan kemudian dipanaskan, pemanasan sebaiknya dilakukan pada suhu 60-80^oC untuk menguapkan airnya dan suhu pemanasan tidak boleh lebih dari 80^oC karena tawas akan larut dalam air mendidih. Ketika kristalin alum kalium dipanaskanterjadi pemisahan secara kimia, dan sebagian garam yang terdehidrasi terlarut dalam air. Pada proses penguapan selama 10 menit dan didinginkan akan terbentuk Kristal dari KAl(SO₄)₂.12 H₂O.
Reaksi keseluruhan
2Al _(s) + 2KOH _(aq)+ 10H₂O _(l) +H₂SO_{4(aq)      —————–>}       2KAl(SO₄)₂.12H₂O(s) + 3H_2(g)
Tawas telah dikenal sebagai flocculator yang berfungsi untuk menggumpalkan kotoran-kotoran pada proses penjernihan air. ^[2] Tawas sering sebagai penjernih air ,kekeruhan dalam air dapat dihilangkan melalui penambahan sejenis bahan kimia yang disebut koagulan. Pada umumnya bahan seperti Aluminium sulfat [Al2(SO4)3.18H2O] atau sering disebut alum atau tawas, fero sulfat, Poly Aluminium Chlorida (PAC) dan poli elektrolit organik dapat digunakan sebagai koagulan. Untuk menentukan dosis yang optimal, koagulan yang sesuai dan pH yang akan digunakan dalam proses penjernihan air, secara sederhana dapat dilakukan dalam laboratorium dengan menggunakan tes yang sederhana (Alearts & Santika, 1984). Prinsip penjernihan air adalah dengan menggunakan stabilitas partikel-partikel bahan pencemar dalam bentuk koloid.
Tawas sebagai koagulan di dalam pengolahan air maupun limbah. Sebagai koagulan alum sulfat sangat efektif untuk mengendapkan partikel yang melayang baik dalam bentuk koloid maupun suspensi.
Aluminium ialah unsur kimia. Lambang aluminium ialah Al, dan nomor atomnya 13. Aluminium ialah logam paling berlimpah. Aluminium bukan merupakan jenis logam berat, namun merupakan elemen yang berjumlah sekitar 8% dari permukaan bumi dan paling berlimpah ketiga. Aluminium terdapat dalam penggunaan aditif makanan, antasida, buffered aspirin, astringents, semprotan hidung, antiperspirant, air minum, knalpot mobil, asap tembakau, penggunaan aluminium foil, peralatan masak, kaleng, keramik , dan kembang api.
Aluminium merupakan konduktor listrik yang baik. Terang dan kuat. Merupakan konduktor yang baik juga buat panas. Dapat ditempa menjadi lembaran, ditarik menjadi kawat dan diekstrusi menjadi batangan dengan bermacam-macam penampang. Tahan korosi.
Aluminium digunakan dalam banyak hal. Kebanyakan darinya digunakan dalam kabel bertegangan tinggi. Juga secara luas digunakan dalam bingkai jendela dan badan pesawat terbang. Ditemukan di rumah sebagai panci, botol minuman ringan, tutup botol susu dsb. Aluminium juga digunakan untuk melapisi lampu mobil dan compact disks.

KOAGULASI/FLOKULASI
Koagulasi/flokulasi adalah proses pengumpulan partikel-partikel halus yang tidak dapat diendapkan secara gravitasi, menjadi partikel yang lebih besar sehingga bisa diendapkan dengan jalan menambahkan bahan koagulasi (koagulan).

Secara tradisional untuk koagulasi air banyak dipakai seperti biji kelor (Moringa Oleifera), karat besi, tanah gambut dan sebagainya.
Biji kelor dipilih yang sudah tua dan kering di pohon (kadar air 10%). Menurut penelitian/pengalaman Pusat Litbang Pemukiman Departemen Pekerjaan Umum bahwa 6 biji kelor kering yang sudah digerus cukup sebagai koagulan dan desinfektan 1 liter air. Biji kelor sebagai desinfektan juga karena mengandung senyawa myrosin, emulsin, asam gliserid, asam palmitat, asam stearat, asam oleat, lemak, minyak dan senyawa yang bersifat bakteriosidis.
Penggunaan karat besi jauh lebih murah dibandingkan dengan Al2SO4. Penelitian Pusat Litbang Pemukiman PU menunjukkan bahwa koagulan karat besi ternyata biayanya hanya seperdua puluh empat kali tawas (Al2SO4).
Tanah gambutpun (2-3 meter dari muka tanah) dapat dipakai sebagai koagulan 1/2 kg tanah gambut cukup untuk mengadakan proses koagulasi air sebanyak 200 liter.
Kegunaan/Kemampuan
Kegunaan koagulasi/flokulasi yaitu memudahkan partikel-partikel tersuspensi yang sangat lembut dan bahan-bahan koloidal di dalam air menjadi agregat/jonjot (proses sebelum penggumpalan) dan membentuk flok, sehingga dapat dipisahkan dengan proses pengendapan dan dapat juga berfungsi menghilangkan beberapa jenis organisme dalam air.

2. METODE PENELITIAN

            Praktikum dilaksanakan selama bulan September 2014. Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Pusat Lab Terpadu (PLT) UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

Alat dan Bahan

            Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Erlenmeyer 250 sebanyak 3 buah, Beaker gelas 600 ml 1 buah, Gelas ukur 50mL 1 buah, Hot plate 1 buah,corong, Kertas saring.

            Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah larutan KOH 3M,  aquadest, Alumunium foil sebanyak 1 gram, dan H₂SO₄ 50 mL

Pembuatan larutan /KOH dan Alumunium foil

            Pembuatan larutan KOH dengan cara melarutkan KOH berbentuk pellet . Untuk KOH 3M, sebanyak 8,4 gram KOH dilarutkan dengan aquadest sebanyak 50 ml sehingga memiliki konsentrasi 3M. Lalu potong kecil kecil alumunium foil sebanyak 1 gram

Pembuatan Tawas

       Di Siapkan larutan KOH yang telah dibuat di lemari asam,lalu Timbang serbuk Al sebanyak 1gram dan masukkan ke dalam gelas kimia yang telah berisi larutan KOH sedikit demi sedikit sambil diaduk  sampai Al larut sempurna sambil dipanaskan, amati yang terjadi kemudian Diamkan atau dinginkan campuran sekitar 10-15 menit, kemudian disaring dan filtratnya ditampung dalam Erlenmeyer, setelah itu di tambahkan aquades jika filtrat terlalu sedikit sampai setengah volume awal, kemudian ditambahkan asam sulfat 50% tetes demi tetes dari buret ke dalam filtrat sambil diaduk, Panaskan campuran di atas pemanas pada suhu 60-80^oc selama 10 menit, Dinginkan dan diamkan di udara terbuka sampai terbentuk Kristal. Saring kristal menggunakan corong buchner (kertas saring yang digunakan ditimbang) dan cuci dengan 20 mL alcohol-air 50:50, kemudian keringkan, setelah itu ditimbang kristal yang terjadi

Pengujian tawas

Disiapkan 10 tabung reaksi dan larutan CUSO4, FECL3, KMNO4, K2CRO4 dan Air keran , pertama dimasukan CUSO4 kedalam dua tabung reaksi, tabung pertama  ditambahkan tawas, dan tabung kedua sebagai kontrol, ulangi percobaan dengan larutan FECL3, KMNO4, K2CRO4 dan air keran .

3. Hasil dan Pembahasan

3.1 Hasil Tawas

No	Ditambahkan dengan	Hasil	Berat Tawas
1	Alumunium foil + KOH 3M	Terbentuk tawas	2,1936 gram

Uji Tawas

no	Larutan	Warna sebelum	Warna setelah
1	Air keran	Bening	keruh
2	Cuso4	Biru muda	Biru bening
3	FECL3	kuning	Kuning pucat
4	KMNO4	Ungu tua	Ungu
5	K2CRO4	orange	Kuning

3.2 Pembahasan

Proses awal pembuatan tawas dilakukan dengan melarutkan potongan potongan aluminium foil yang sudah dipotong kecil kecil dalam larutan KOH sambil dipanaskan. Pemanasan ini bertujuan untuk mempercepat kelarutannya, karena semakin tinggi suhu dan semakin luas permukaan zat maka kelarutannya semakin besar.

A.    Pengaruh KOH

   Pada penambahan KOH reaksi berjalan cepat dan bersifat eksoterm karena menghasilkan kalor. Dalam reaksi ini terbentuk gas H₂ yang ditandai dengan munculnya gelembung- gelembung gas. Gelembung-gelembung gas hilang setelah semua aluminium bereaksi. Setelah Al larut, dihasilkan larutan berwarna  hitam. Reaksi antar Al dan KOH berlangsung melalui persamaan berikut
2Al _(s) + 2KOH _(aq) + 2H₂O _{(l)      —————->}       2KAlO_{2 (aq)} + 3H_{2 (g)}

B.     Pengaruh H2SO4

Setelah proses pelarutan selesai, dilakukan proses penyaringan, proses penyaringan  ini bertujuan untuk menyaring  ion-ion pengganggu, dan yang tersisa hanya tinggal filtratnya. filtrat ini kemudian diambil, dan ditetesi dengan asam sulfat 50 mL. Proses penambahan asam sulfat ini dilakukan secara perlahan sambil diaduk, hal ini bertujuan agar semua Al yang berada di dalamnya dapat bereaksi sempurna dengan pembentukan endapan yang sempurna secara teratur. Penambahan asam sulfat secara perlahan juga bertujuan agar dapat mengendalikan pH dengan mengecek pH setiap beberapa tetes sekali, sehingga larutan tidak akan terlalu asam dan tidak terlalu basa, sehingga penambahan H₂SO₄ dapat dihentikan  tepat pada pH 1-2, karena pada pH 1-2 terjadi pengendapan yang sempurna dan dapat mengikat kation K⁺ dan Al³⁺.  Reaksi antar zat yang dihasilkan dari reaksi antar Al dan KOH dengan asam sulfat menghasilkan endapan yang berwarna putih.
2KAlO_{2 (aq)} +2H₂O _(l) + H₂SO_4(aq) ————->    K₂SO_4(aq) + Al(OH)_{3 (s)}
Warna putih yang terbentuk berasal dari senyawa Al(OH)_3. senyawa Al(OH)₃ yang bersifat basa dicampurkan dengan asam sulfat hingga pHnya 1-2. Hal tersebut bertujuan untuk membentuk kation-kation (K⁺ dan Al³⁺) yang merupakan elemen elemen yang diperlukan untuk membentuk tawas.
H₂SO_4(aq) + K₂SO_4(aq) + 2Al(OH)_{3 (s)   ————–>}        2Kal(SO₄)_{2 (aq)} + 6H₂O

C.    Pengaruh di Panaskan

Larutan  tersebut dipanaskan dengan suhu 60-80^oC. Setelah dipanaskan dan kemudian didinginkan terbentuklah kristal-kristal tawas..  Kristal-kristal tawas yang telah didinginkan. Pada saat pendinginan ini, larutan dibiarkan diudara terbuka hingga dingin, pada saat ini endapan yang terbentuk adalah Kal(SO₄)_2.12H₂O. Setelah dingin, dilakukan penyaringan dan dibilas dengan air dan alkohol, yang bertujan  untuk mencuci endapan dan  membilas sisa tawas yang tersisa di erlenmeyer serta fungsi alkoholnya untuk mempercepat penguapan larutan pencuci. Kristal yang terbentuk kemudian disaring dan dikeringkan. Pada percobaan ini tidak dilakukan analisis titik leleh, sehingga hanya dilakukan pembuatan tawas dari aluminium foil saja.
24 H₂O + 2Kal(SO₄)_{2 (aq)   ————->}      2Kal(SO₄)_2.12H₂O_(s)
Dari hasil percobaan  yang  didapat, tawas yang  dihasilkan adalah 2,1936 gram, dan tawas yang di dapat btidak berwarna atau bening dan berbentuk seperti bongkahan Kristal, hal ini dikarenakan  pada saat  pendinginan  setelah dicampurkan  H2SO4 dan dipanaskan , di diamkan selama sehari an, sehingga tawas  yang  dihasilkan pun  seperti  bongkahan  kristal dan tidak berwarna (bening ) , di ketahui tawas yang baik adalah  tawas yang berbentuk bongkahan dan tidak berwarna .

Uji tawas

Tawas berfungsi sebagai penjernih air, pada percobaan awal ,pada saat di campurkan dengan larutan cuso4, kmno4, fecl3, k2cro4 dan air keran warna yang dihasilkan menjadi lebih jernih, kecuali pada air kran , warna yang dihasilkan menjadi keruh.

4. Kesimpulan

Dari beberapa percobaan atau ekperimen yang dipaparkan dapat di simpulkan yaitu Pada pembuatan tawas dengan menggunakan KOH 3M dan alumuniuum foil 1 gram dapat mengahasilkan tawas 2, 1936 gram, dan pada penambahan H₂SO₄ bertujuan agar Al bisa bereaksi sempurna.

5. DAFTAR PUSTAKA

Cotton, F. A., dan Wilkinson, G., 1989, Kimia Anorganik Dasar, UI-Press, Jakarta.

Sugiyarto, K. H., dan Suyanti, R. D., 2010, Kimia Anorganik Dasar, Graha Ilmu, Yogyakarta.

Hala, Y., 2010, Penuntun Praktikum Kimia Anorganik, Universitas Hasanuddin, Makassar.

Vogel. 2005. Buku Teks Analisis Anorganik      Kualitatif  Makro dan Semimikro Bagian , edisi ke Lima. Jakarta: PT. Kalman Media Pustaka