Pengaruh Penambahan Fine dan Micro Bubble Gas Karbon Dioksida Terhadap Penurunan Kesadahan Air: Model Kinetika Reaksi Karbon Dioksida (CO2) dan Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2)

Sholihah, Ulta Amalia and Wahyunanto Agung Nugroho, STP, M.Eng, Ph.D and Inggit Kresna Maharsih, S.T., M.Sc (2025) Pengaruh Penambahan Fine dan Micro Bubble Gas Karbon Dioksida Terhadap Penurunan Kesadahan Air: Model Kinetika Reaksi Karbon Dioksida (CO2) dan Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2). Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Kesadahan merupakan salah satu sifat kimia air yang timbul karena kandungan logam dan mineral tanah yang terlarut dalam air, sebagian besar kalsium (Ca) dan magnesium (Mg). Kandungan ini dapat menyebabkan kerak pada permukaan ledeng, menyebabkan sabun sulit berbuih, dan berpotensi mengganggu kesehatan. Oleh karena itu dibutuhkan solusi untuk mengurangi tingkat kesadahan seperti melalui proses pemanasan, penambahan bahan kimia, hingga penyaringan. Salah satu teknologi sederhana yang dapat diterapkan adalah penambahan gas tinggi konsentrasi karbon dioksida (CO2) menggunakan bubble column memanfaatkan prinsip absorpsi. Penambahan gas tinggi CO2 dalam air sadah memungkinkan gas terlarut dalam air dan membentuk endapan kalsit (CaCO3) sehingga dapat menurunkan kesadahan air dan kandungan CO2 dalam gas. Variasi perlakuan dalam penelitian ini berupa ukuran bubble, waktu gas dialirkan, laju alir gas CO2. Analisis dilakukan pada absorben (kesadahan, pH), gelembung (jumlah, waktu kontak, dan diameter), serta analisis padatan kristal (berat kering). Dari data penurunan kesadahan kemudian ditentukan nilai konstanta kinetikanya (k) secara fitting sebagai riset awal mengetahui kecepatan reaksi gas CO2 dengan air sadah. Didapatkan penurunan kesadahan terbesar dan terbentuknya padatan terbanyak pada percobaan dengan kolom fine bubble. Sedangkan didapatkan kejernihan air dan efisiensi penyerapan gas CO2 terbaik pada percobaan dengan kolom micro bubble. Proses fitting data untuk menentukan koefisien kinetika reaksi (k) menggunakan Software Excel dan Origin menunjukkan bahwa nilai k bervariasi sesuai dengan laju alir gas, semakin besar laju alir gas, didapatkan nilai k semakin besar pula dengan nilai galat R2 sebesar 0.7614-0.9972.

English Abstract

Water hardness is a chemical property caused by the presence of dissolved metals and soil minerals, primarily calcium (Ca) and magnesium (Mg). These components can lead to scale formation on plumbing surfaces, reduce soap foaming efficiency, and potentially pose health risks. Therefore, various methods such as heating, chemical addition, and filtration are required to reduce water hardness. One simple and effective approach is the introduction of high-concentration carbon dioxide (CO₂) using a bubble column based on the principle of absorption. The addition of CO₂ gas into hard water allows it to dissolve and form calcite (CaCO₃) precipitates, thereby reducing both water hardness and CO₂ content in the gas phase. In this study, the experimental variations include bubble size, gas injection duration, and CO₂ gas flow rate. Analyses were conducted on the absorbent properties (hardness reduction, pH), bubble characteristics (quantity, contact time, and diameter), and solid crystal formation (dry weight). The kinetic constant (k) was determined through data fitting as an initial investigation into the reaction rate between CO₂ and hard water. The results indicate that the greatest hardness reduction and the highest amount of precipitate formation were observed in the fine bubble column, whereas the best water clarity and CO₂ absorption efficiency were achieved in the micro bubble column. Data fitting for determining the kinetic reaction coefficient (k) using Excel and Origin software showed that the k values varied according to the CO₂ gas flow rate, with higher flow rates corresponding to larger k values. The coefficient of determination (R²) for the fitted data ranged from 0.7614 to 0.9972

Text (DALAM MASA EMBARGO) Ulta Amalia Sholihah.pdf Restricted to Registered users only Download (8MB)

Actions (login required)

View Item