## PENGARUH PH TERHADAP PENURUNAN KONSENTRASI THORIUM DALAM LIMBAH MENGGUNAKAN PROSES ELEKTROKOAGULASI DENGAN ELEKTRODA ALUMINIUM DAN TEMBAGA
Prayitno 1 , Vemi Ridantami 1 , Indah Muji Mulyani 2
1 Pusat Sains dan Teknologi Akselerator – BATAN Jl. Babarsari 6101 YKBB, Yogyakarta, 55281
2 Jurusan Kimia, Fakultas MIPA – Universitas Negeri Semarang Kampus Sekaran Gunungpati, Semarang, 50229 e-mail:  pstaprayitno@gmail.com
(Naskah diterima: 05–07–2018, Naskah direvisi: 30–11–2018, Naskah disetujui: 12–12–2018)

## ABSTRAK
PENGARUH  PH  TERHADAP  PENURUNAN  KONSENTRASI  THORIUM  DALAM  LIMBAH MENGGUNAKAN PROSES ELEKTROKOAGULASI DENGAN ELEKTRODA ALUMINIUM DAN TEMBAGA. Telah dilakukan penurunan konsentrasi thorium dalam limbah menggunakan proses elekrokoagulasi. Proses elekrokoagulasi merupakan metode pengolahan limbah yang berprinsip pada  penggunaan  elektroda  dengan  beda  potensial  untuk  menghasilkan  koagulan.  Salah  satu parameter proses elektrokoagulasi yaitu pH. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pH  pada  proses  elektrokoagulasi  dalam  menurunkan  konsentrasi  thorium.  Metode  yang digunakan    adalah  proses  elektrokoagulasi  secara  batch  dalam  bak  elektrokoagulator  dengan ukuran 22,5 × 14,5 × 20 cm. Elektroda yang digunakan adalah alumunium dan tembaga dengan ukuran  20  ×  20  cm 2 dengan  luas  permukaan  aktif  250  cm 2 .  Elektroda  dipasang  secara  paralel dengan  jarak  antar  elektroda  yaitu  sebesar  1  cm.  Proses  elektrokoagulasi  dilakukan  dengan tegangan sebesar 2 Volt selama 60 menit. Pengambilan sampel limbah dilakukan setiap interval waktu      5 menit,  kemudian  dianalisis  konsentrasi  thorium  dan  pH  pada  masing-masing  sampel. Hasil  analisis  menunjukkan  bahwa  selama  proses  elektrokoagulasi  terjadi  per ubahan  pH. Perubahan  tersebut  berakibat  terhadap  besar  konsentrasi  thorium  yang  ditunjukkan  oleh perubahan  efisiensi  penyisihan  proses  elektrokoagulasi.  Hasil  efisiensi  penyisihan  dengan menggunakan elektroda alumunium diperoleh 98,06% dari konsentrasi Th sebesar 439,274 ppm menjadi 8,503 ppm pada waktu 5 menit dengan pH sebesar 7,38, sedangkan dengan elektroda tembaga diperoleh 96,35% dari konsentrasi Th sebesar 439,274 ppm menjadi 16,015 ppm pada waktu  5  menit  dengan  pH  sebesar  7,29.  Kedua  proses  elektrokoagulasi  menghasilkan  efisiensi penyisihan  dan  peningkatan  pH  yang  optimal  pada  waktu  5  menit.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa pada waktu 5 menit pembentukan koagulan berlangsung cepat.
Kata Kunci : limbah, elektrokoagulasi, pH, koagulan, konsentrasi Th

## ABSTRACT

## EFFECT  OF  PH  IN  DECREASING  THORIUM  CONDITION  IN  WASTE  USING ELECTROCOAGULATION  PROCESS  WITH  ALUMINIUM  AND  COPPER  ELECTRODE.
Reduction  of  thorium  level  by  electrocoagulation  process  has  been  done.  Electrocoagulation process is a method used  in waste  management,  which is  based on the use of  electrodes with potential difference to produce coagulant. One of the process parameters in electrocoagulation is pH.  This study aims to determine the effect of pH on the electrocoagulation process in order to lower  the  thorium  level.  The  method  used  was  batch  electrocoagulation  process  in electrocoagulator tub of 22.5 × 14.5 × 20 cm dimension. The electrodes used were aluminum and copper  of  20  ×  20  cm 2 size  with  active  surface  area  of  250  cm 2 .  Electrodes  were  installed  in parallel with 1 cm  distance between the electrodes. The electrocoagulation process was carried out with a working voltage of 2 V for 60 minutes. Sampling was done every 5 minute interval to prepare samples for subsequent thorium level analysis and pH measurement. The results show changes  in  pH  value  during  the  electrocoagulation  process.  Such  changes  result  in  the concentration  change,  which  was  indicated  by  coagulant  separation  efficiency.  The  separation efficiency of aluminum electrode was 98.06%, which was indicated by an increase in thorium level from the initial value of 439.274 ppm to 8.503 ppm within 5 minutes at a pH of 7.38. The copper electrode shows 96.35% efficiency in reducing thorium level from the initial value of 439.274 ppm to 16.015 ppm within  5 minute  at a  pH  of 7.29.   Both electrodes used  in the electrocoagulation processes show high separation efficiency and significant increase in pH values within 5 minutes, suggesting that the formation rate of coagulants is rapid during 5 minutes.
Keywords : electrocoagulation, pH, coagulant

## PENDAHULUAN
Permasalahan  limbah  yang  timbul dari  hasil  proses  industri  karena  mempunyai volume  yang  besar  tetapi  mempunyai aktivitas  rendah.  Salah  atu  limbah  radioaktif yang yang banyak ditimbulakan dari kegiatan industri  adalah  bidang  penambangan  yaitu thorium.  Limbah  ini  menimbulkan  dampak negative  pada  manusia  dan  lingkungan karena  mempunyai  toksitas  yang  tinggi  dan mempunyai  waktu  paroh  panjang.  Ada beberapa  pengolahan  secara  kimia  harus dipertimbangakan  penggunaan  bahan  kimia yang  dapat  menimbulkan  pencemaran lingkungan.  Sementara  itu,  proses  secara fisika  dapat  dilakukan  dengan  evaporasi, penukar ion, namun memerlukan biaya cukup mahal  dan  tidak  efektif.  Beberapa  tahun belakangan  ini  telah  dikembangkan  suatu metode  alternative pengolahan limbah menggunakan proses elektrokoagulasi.
Proses
elektrokoagulasi merupakan gabungan  dari  proses  elektrokimia  dengan proses  flokulasi-koagulasi[1].  Proses  ini tergantung  kepada  penggunaan  elektroda yang  terbuat  dari  besi  atau  alumunium maupun  logam  lainnya[2,3].  Dalam  proses elektro-koagulasi, elektroda besi atau alumunium  akan  membentuk  koagulan  yang digunakan  untuk  memisahkan  kontaminan dalam limbah[4].
Upaya  untuk  menghasilkan  ion logam  yang  berfungsi  sebagai  koagulan diperlukan  perbedaan  potensial  diantara elektroda. Perbedaan potensial ini diperlukan untuk  menimbulkan  reaksi  elektrokimia  pada masing-masing  elektroda[5].  Proses  ini menggunakan  reaksi  reduksi  dan  oksidasi dimana ion positif (kation) bergerak ke katoda dan  menerima  elektron  yang  direduksi  dan ion  negatif  (anion)  bergerak  ke  anoda  dan menyerahkan  elektron  yang  dioksidasi[6,7]. Ketika  hal  ini  diterapkan,  ion  logam  yang dihasilkan bereaksi dengan hidroksida primer dan  menghasilkan  polihidroksida  dan  flok logam polihidroksida[2] .
Pada penelitian ini dilakukan pengolahan  limbah  yang  mengandung thorium  dengan  proses  elektrokoagulasi. Kelebihan  utama  pemilihan  metode  ini  yaitu karena  tidak  terdapat  penambahan  bahan kimia,  mempunyai  waktu  kontak  yang singkat,  biaya operasional rendah dan bahan elektroda mudah didapat[8,9].
Proses elektrokoagulasi telah diaplikasikan  pada  penelitian  sebelumnya diantaranya yaitu untuk menurunkan konsentrasi nikel (Ni) dan kromium (Cr) pada limbah
electroplating[10],
menurunkan konsentrasi Cr pada limbah industri sarung[11],  filtrat  hidrolisis  limbah  padat penyamakan  kulit[12],  pengolahan  limbah laundry [13],  menurunkan  konsentrasi  arsen
(As)  pada  air  tanah[14],  pengolahan  limbah cair  industri  minyak[15],  pengolahan  limbah cair  pabrik  kelapa  sawit[16]  dan  pengolahan air  yang  mengandung  polutan  yaitu  partikel tersuspensi,  logam-logam  berat,  produk minyak  bumi,  warna  pada  zat  pewarna, larutan humus dan deflouridasi air[5].
Parameter  proses  elektrokoagulasi meliputi jenis plat elektroda, temperatur, jarak antar  elektroda[15],  kuat  tegangan[17],  kuat arus[18],  pH[10],  konduktivitas,  susunan elektroda[19] dan waktu kontak[13]. Penelitian  ini  difokuskan  pada  pengaruh  pH terhadap  proses  elektrokoagulasi  untuk menurunkan konsentrasi thorium.

## TEORI
Proses elektrokoagulasi sangat bergantung  pada  pH  larutan[10].  Dalam proses elektrokoagulasi terdapat tiga mekanisme  utama  yaitu  presipitasi,  adsorpsi dan  koagulasi[8].  Pada  pH  rendah  spesies logam  umumnya  pada  anoda  akan  bergerak ke  spesies  anionik,  dan  akan  terjadi penetralan muatan dan pengurangan kelarutan,  proses  ini  disebut  presipitasi  [8]. Sementara  itu,  pada  pH  lebih  dari  6,5  akan terjadi adsorpsi[20] dan koagulasi[8].
Umumnya  ion  logam  akan  terhidrolisis  pada pH 7-9 untuk menghasilkan variasi kompleks logam hidroksida dan M(OH) 3 netral[20].
Menurut Lekhlif[10] berdasarkan
spesies  mononuklir,  total  aluminium  yang dihasilkan  pada  masing-masing  nilai  pH dapat  dijelaskan  berdasarkan  Gambar  1. Diagram distribusi menyajikan proses hidrolisis  yang  bergantung  pada  total konsentrasi  logam  dan  pH.  Dalam  kondisi asam,  dominansi  spesies  kation  bebas  Al 3+ sekitar pH 3,5. Semakin meningkat pH maka menghasilkan perbedaan distribusi kompleks hidrokso  monomer  dan  polimer  seperti Al(OH) 2+ ,  Al(OH) 2 + ,  Al 2 (OH) 2 4+ ,  Al 6 (OH) 15 3+ , Al 7 (OH) 17 4+ , Al 8 (OH) 20 7+ , Al 13 O 4 (OH) 24 7+ , Al 13 (OH) 34 5+ .
Gambar 1. Distribusi
spesies hidrolisis aluminium berdasar pH [10].
Begitu  pula  dengan  menggunakan elektroda  tembaga,  pembentukan  kompleks tembaga  hidroksida  terjadi  pada  rentang  pH tertentu  seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar 2.
Gambar 2. Konsentrasi  ion  logam  bebas dalam  kesetimbangan  dengan padatan  oksida  atau  hidroksida [21]
Secara  umum  reaksi  yang  terjadi pada  katoda  dan  anoda  dapat  dijelaskan sebagai  berikut.  Pada  katoda  terjadi  reduksi
ion H + dari suatu asam menjadi gas hidrogen yang  akan  bebas  sebagai  gelembung- gelembung  gas  sesuai  persamaan  1, sedangkan  larutan  yang  mengalami  reduksi adalah  pelarut  (air)  dan  terbentuk  gas hidrogen  (H 2 )  pada  katoda  yang  ditunjukkan oleh persamaan 2.
2H + + 2e -  H 2 (1) 2H 2 O + 2e -  2OH - + H 2 (2)
Anoda  terbuat  dari  logam  akan teroksidasi  yang  secara  umum  ditunjukkan oleh persamaan (3), sedangkan ion OH - dari basa  akan  mengalami  oksidasi  membentuk gas  oksigen  (O 2 )  yang  ditunjukkan  oleh persamaan (4).
M + m n+  ne - (3)
4OH -  2H 2 O + O 2 + 2e - (4)
Dari  reaksi  tersebut,  pada  anoda akan  dihasilkan  gas  H 2 ,  buih  dan  flok  logam hidroksida[7]. Flok  yang  terbentuk  akan menjebak secara elektroionik terhadap logam atau  kontaminan[1].  Ketika  medan  magnet diantara  plat  elektroda  masih  cukup  besar, sistem  ionik  dari  polutan  limbah  cenderung akan berkompeten membentuk suatu flok-flok dengan  ukuran  yang  jauh  lebih  besar sehingga  proses  oksidasi  pada  plat  anoda juga semakin besar[22] .

## Efisiensi penyisihan
Sampel  yang  telah  diambil  selama proses  elektrokoagulasi  dianalisis  untuk diketahui  besar  konsentrasi  thorium  setelah proses,  sehingga  dapat  dihitung  besar efisiensi penyisihannya.
Kobya[14] menyebutkan bahwa
efisiensi penyisihan setiap parameter dihitung dengan persamaan 5.
% 100 (%) 0 1 0 x C C C Eff   (5)
dengan  C 0 adalah  konsentrasi  sebelum proses  elektrokoagulasi  dan  C 1 adalah konsentrasi sesudah proses elektrokoagulasi.

## METODOLOGI
Sampel  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  limbah  simulasi  yang mengandung  thorium  dengan  konsentrasi sebesar  439,274  ppm  dan  pH  5,54.  Alat yang  digunakan  meliputi  rangkaian  alat elektrokoagulasi  yang  terdiri  dari  bak elektrokoagulator  terbuat  dari  kaca  dengan ukuran  22,5  ×  14,5  ×  20  cm,  plat  elektroda alumunium dan tembaga ukuran 20 × 20 cm dengan  luas  permukaan  efektif  250  cm 2 , kabel  penghubung  (kabel  buaya), stirrer , adaptor, power  supply DC,  voltmeter  digital, ammeter  digital,  alat-alat  gelas  laboratorium, pH  meter  AD1C00  dan  spektrofotometer UV1800.
Proses  elektrokoagulasi  dilakukan secara batch dengan menggunakan elektroda  alumunium  sebagai  katoda  dan anoda.  Elektroda  ditimbang  terlebih  dahulu sebelum  digunakan.  Elektroda  dihubungkan secara  paralel  menggunakan  kabel  penjepit buaya yang dihubungkan pada power supply . Tegangan  dihubungkan  secara  paralel  dan kuat  arus  dihubungkan  secara  seri.  Proses elektrokoagulasi  dilakukan  pada  tegangan 2  V  selama  60  menit,  pH,  dan  kuat  arus sesuai kondisi. Sampel diambil setiap interval 5  menit.  Setelah  selesai,  elektroda  dilepas dari bak elektrokoagulator dan dicelupkan ke dalam  larutan  asam  perklorat,  kemudian dicuci dengan air, dikeringkan dan ditimbang. Pencucian ini bertujuan untuk menghilangkan residu  yang  menempel  pada  elektroda. Proses  elektrokoagulasi  diulang  kembali menggunakan  elektroda  tembaga.  Skema rangkaian  alat  elketrokoagulasi  ditunjukkan pada Gambar 3.
Sampel  limbah  diambil  sebanyak 2  mL  dalam  labu  ukur  25  mL.  Kemudian ditambahkan  1  mL  larutan  asam  oksalat, 2  mL  larutan  arsenazo  III  0,2%  dan  diatur sampai  pH  3  (larutan  HNO 3 dan  NaOH).
Larutan  ditandabataskan  dengan  aquades dan  didiamkan  selama  30  menit  agar pembentukan  kompleks  sempurna.  Larutan dimasukkan  ke  dalam  kuvet  dan  diukur
menggunakan spektrofotometer UV-Vis dengan  panjang  gelombang  665  nm, sehingga dihasilkan besar penurunan konsentrasi proses elektrokoagulasi.
Gambar 3.Rangkaian alat elektrokoagulasi

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  efisiensi  penyisihan  proses elektrokoagulasi  menggunakan  elektroda alumunium disajikan pada Gambar 4.
Gambar 4. Efisiensi penyisihan proses elektrokoagulasi menggunakan
elektroda aluminium.
Dari  Gambar  4  dapat  diketahui bahwa efisiensi penyisihan proses elektrokoagulasi  telah  menunjukkan  hasil yang  baik  pada  menit  ke  5  yaitu  sebesar 98,06%  dengan  konsentrasi    Th  berkurang dari 439,274 ppm menjadi 8,503 ppm. Diatas waktu  5  menit  terjadi  penurunan  efisiensi penyisihan  meskipun  tidak  signifikan.  Hal  ini terjadi  karena  terbentuknya  lapisan  Al 2 O 3 pada  anoda  akan  membuat  reaksi  oksidasi pada  anoda  terhambat,  lapisan  tersebut mencegah  pelarutan  logam  dan  transfer electron  pada  anoda  sehingga  ion  Al 3+ yang dihasilkan di anoda berkurang yang berdampak  efisiensi  proses  elektrokoagulasi menurun.
50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0 0 10 20 30 40 50 60 70 Efis ie ns i Pe ny is ih a n (% )
Waktu (menit)
Dari pengaruh waktu dapat diketahui bahwa  waktu  terbaik  yang  menghasilkan efisiensi  penurunan  konsentrasi  thorium adalah 5 menit. Hal ini terjadi karena semakin lama  waktu  maka  aluminium  yang  terlarut semakin  banyak,  sehingga  pembentukan Al(OH) 3 dalam  proses  koagulasi semakin meningkat yang menyebabkan jumlah kompleks yang mengikat kontaminan semakin banyak, sehingga efisiensi penurunan  kontaminan  semakin  baik.  Hal  ini disebabkan  karena  terjadi  kejenuhan  pada elektroda. Ketika tegangan dialirkan ke dalam larutan,  proses  elektrokoagulasi  berjalan secara terus-menerus memungkinkan jumlah flok Al(OH) 3 semakin bertambah. Jumlah flok semakin  bertambah  membuat  sebagian  flok menutupi  plat  elektroda  dan  menghalangi kemampuan  elektroda  untuk  menarik  ion thorium  dalam  limbah,  sehingga  terjadi penurunan  kuat  medan  magnet    yang berdampak  kepada  terjadinya  penurunan efisiensi proses elektrokoagulasi
Menurut  peneliti  Lekhlif,  dkk  proses elektrokoagulasi sangat bergantung pada pH larutan[10].  Pada  penelitian  ini  diketahui  pH awal  sebesar  5,54,  pH  diukur  pada  setiap interval  waktu  5  menit  untuk  masing-masing sampel  dan  hasil  pengukuran  pH  disajikan pada Gambar 5.
Gambar  5.  pH  proses  elektrokoagulasi dengan elektroda aluminium
Gambar  5  menunjukkan  bahwa selama  proses  elektrokoagulasi,  pH  larutan mengalami perubahan dan cenderung semakin  meningkat  pada  setiap  waktu.  Hal ini  disebabkan  karena  pada  kondisi  asam
katoda  Al  akan  mengalami  reduksi  asam menghasilkan  gas  H 2 ,  sedangkan  anoda alumunium akan mengalami oksidasi menghasilkan ion Al 3+ sesuai persamaan (6).
6H + + 6e -  3H 2 E o sel = 0 V
2Al  2Al 3+ + 6e - E o sel = -1,66 V
6H + + 2Al  3H 2 + 6e -
Adanya  gas  H 2 yang  dihasilkan membuat  ion  hidroksida  yang  mengikat polutan dalam limbah menjadi senyawa yang tidak  larut  dan  mengalami  pengapungan  ke permukaaan  reaktor[22]  atau  terjadi  flotasi elektrolitik[23].
Pada  kondisi  ini  koagulan  belum terbentuk, namun apabila hasil pada Gambar 4  dihubungkan  dengan  Gambar  5,  efisiensi penyisihan  sudah  terlihat  tinggi  pada  menit awal  proses  berlangsung.  Hal  ini  dapat dijelaskan dengan hasil  yang diperoleh pada Gambar  3,  bahwa  pada  menit  ke  5  pH meningkat  secara  signifikan  mencapai  pH 7,38  dan  data  selengkapnya  ditunjukkan pada  Tabel  1.  Kondisi  ini  menyebabkan reaksi  yang  terjadi  pun  berubah  sesuai persamaan (7).
6H 2 O + 6e -  6OH - + 3H 2 E o sel = -0,83 V 2Al  2Al 3+ + 6e - E o sel = -1,66 V 6H 2 O + 2Al  6OH - + 2Al 3+ + 6e -
Ion  Al 3+ yang  terbentuk  berikatan dengan  ion  OH - dari  katoda  sehingga terbentuk  koagulan  sesuai  persamaan  (7). Hal  ini  sesuai  dengan  pustaka  [20,8]  bahwa pada  pH  lebih  dari  6,5  terjadi  adsorpsi  dan koagulasi.  Berdasarkan  pendapat  peneliti Daneshvar  [24],  kompleks  [Al(OH) 3 (H 2 O) 3 ] dibentuk  oleh  terhubungnya  polimer  hidroksi menjadi  partikel  tersuspensi.  Kombinasi alumunium hidroksida dalam variasi kompleks permukaan terdiri dari daerah yang bermuatan  positif  dan  negatif  serta  muatan oposisi yang bersifat menarik, dimana daerah tersebut  cukup  kuat  untuk  menghilangkan spesies  yang    terlarut  dan  ion  dalam  fasa larutan.  Mekanisme  reaksi  pembentukan koagulan  dapat  dijelaskan  oleh  Gambar  6.
5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 0 10 20 30 40 50 60 70 pH Waktu (Menit)
(6)
(7)
(Prayitno, Vemi Ridantami, Indah Muji Mulyani)
2[Al(OH) 3 (H 2 O) 3 ] Al OH HO HO OH H HO OH H H Al HO OH OH HO H OH HO H H + Al OH HO HO OH H HO OH H H Al HO OH OH HO H OH HO H H + 4+ 4+ (H 2 O) 2 Al Al(H 2 O) 2 O HO OH O OH OH +2H 2 O H H 4+ (1) (2)
(3)
Gambar  6. Mekanisme pembentukan koagulan
Koagulan  yang  terbentuk  berfungsi untuk  mengikat  thorium.  Reaksi  tersebut dapat dijelaskan sesuai persamaan (8).Pada persamaan  (8)  diketahui  bahwa  kompleks koagulan  terdiri  dari  ion  logam  Al  sebagai atom pusat dan mengikat 6 ligan yang terdiri dari  3  ligan  H 2 O  dan  3  ligan  OH.  Thorium terikat  oleh  gugus  OH  pada  koagulan dengan membentuk ikatan kovalen koordinasi dimana pada  gugus OH, atom O memiliki  pasangan  elektron  bebas  yang akan mengisi orbital Th yang kosong.
Berdasarkan
Gambar 5 dan persamaan (6 dan 7), dapat diketahui bahwa reduksi  H + terjadi  sangat  cepat  sekitar  3 menit  yang  ditunjukkan  pH  meningkat  dari 5,54  menuju  7,  kemudian  terjadi  reduksi  air pada  pH  yang  semakin  meningkat  dari  7 sampai  >7,  dimana  pada  kondisi  ini koagulan  Al(OH) 3 mulai  terbentuk.  Oleh karena rasio thorium dan koagulan berbeda jauh, koagulan yang terbentuk masih sedikit dan  jumlah  thorium  dalam  limbah  cukup banyak  maka  efisiensi  penyisihan  terjadi paling besar pada menit ke 5.
2[Al(OH) 3 (H 2 O) 3 ] + 2H 2 O
4[Al(OH) 3 (H 2 O) 3 ]    +    2Th 4+
(H 2 O) 2 Al
Al(H 2 O) 2 O HO OH O OH OH Th Th HO OH OH OH (H 2 O) 2 Al O Al(H 2 O) 2 O +4H 2 O H H H H 4+
Proses  elektrokoagulasi  dengan elektroda  Cu-Cu  menghasilkan  efisiensi penyisihan sebesar
96,35%, terjadi penurunan konsentrasi Th dari 439,274 ppm menjadi 16,015 ppm pada menit ke 5 seperti yang  diisajikan  pada  Gambar  7.  Terjadi penurunan  dan  peningkatan  pada  rentang waktu  10  sampai  15  menit,  kemudian cenderung menurun selama proses elektrokoagulasi berlangsung.
Gambar 7. Efisiensi
penyisihan proses elektrokoagulasi  menggunakan elektroda  tembaga
Hasil  pengukuran  pH  pada  proses elektrokoagulasi disajikan pada Gambar 8.
Gambar 8. pH proses elektrokoagulasi dengan elektroda tembaga
Reaksi  yang  terjadi  pada  katoda  yaitu reduksi  asam  dan  ion  Cu 2+ ,  karena  larutan bersifat  asam  dan  elektroda  tembaga bersifat aktif tereduksi sehingga menghasilkan  larutan  berwarna  biru.  Pada anoda terjadi oksidasi ion Cu. Pada saat pH asam (pH awal 5,54) terjadi reduksi air oleh katoda  dan  oksidasi  tembaga  pada  anoda sesuai  persamaan  (9)  dan  pada  kondisi  ini koagulan belum terbentuk.
2H + + 2e -  H 2 E o sel = 0 V
Cu  Cu 2+ + 2e - E o sel = 0,34 V
2H + + Cu  Cu 2+ + H 2
Pada  saat  pH  naik  menjadi  lebih basa  (sesuai  penelitian  pH  naik  menjadi 7,29  pada  menit  ke  5)  maka  reaksi  yang terjadi  adalah  reduksi  air  pada  katoda, meskipun  reduksi  tembaga  tetap  terjadi. Pada anoda proses oksidasi tembaga terjadi semakin  besar  sesuai  dengan  Gambar  2, konsentrasi ion bebas Cu dalam kesetimbangan  dengan  padatan  hidroksida terjadi  pada  rentang  6  >  pH  <  8,  sehingga reaksi yang terjadi sesuai persamaan 10.
2H 2 O + 2e -  2OH - + H 2 E o sel = -0,83 V Cu  Cu 2+ + 2e - E o sel =  0,34 V
2H 2 O + Cu  Cu 2+ + 2OH - + H 2
Pada  kondisi  ini  koagulan  Cu(OH) 2 telah terbentuk.  Mekanisme  terjadinya  reaksi pembentukan  koagulan  sama  dengan  yang telah  dijelaskan  pada  Gambar  6  dan persamaan 8.
50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00 0 10 20 30 40 50 60 70 Efis ie ns i Pe ny is ih a n (% ) Waktu (menit ) 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 0 10 20 30 40 50 60 70 pH Waktu (Menit) (10)
(8) 4[Al(OH) 3 (H 2 O) 3 ] + 2Th 4+ + 4H 2 O (9)
Hal ini menunjukkan bahwa dengan meningkatnya  pH  pada  menit  ke  5 meningkat  pula  pembentukan  koagulan, sehingga berdasar pada Gambar 7 efisiensi penyisihan  proses  elektrokoagulasi  cukup tinggi pada menit ke 5.
Besar  pH  dan  hasil  efisiensi penyisihan proses elektrokoagulasi disajikan pada  Tabel  1.  Dari  Tabel  1  dapat  diketahui bahwa apabila dibandingkan proses elektrokoagulasi  menggunakan  elektroda alumunium  dengan  tembaga  maka  efisiensi penyisihan  yang  diperoleh  menggunakan elektroda    alumunium  lebih  tinggi.  Hal  ini dapat  dijelaskan  bahwa  pada  menit  ke  5 kenaikan  pH  dengan  eketroda  alumunium lebih  besar.  Pada  kondisi  asam,  Al  mudah larut  dan  kenaikan  pH  menyebabkan meningkatnya  ion  OH - ,  sehingga  koagulan terbentuk lebih besar.
Tabel 1.  Hubungan  pH  dengan  efisiensi penyisihan
Waktu (menit) pH (Al- Al) Efisiensi penyisihan (%) pH (Cu- Cu) Efisiensi penyisihan (%) 5 7,38 98,06 7,29 96,35 10 7,50 97,89 7,45 94,84 15 7,60 97,88 7,63 96,22 20 7,73 97,86 7,69 95,56 25 7,79 97,99 7,75 95,19 30 7,88 97,85 7,82 94,08 35 7,95 97,72 7,84 93,69 40 7,96 97,75 7,83 92,68 45 7,98 97,76 7,90 90,12 50 7,99 97,65 7,98 85,07 55 8,00 97,68 8,05 82,68 60 8,45 98,15 8,12 82,78 Pada proses
elektrokoagulasi menggunakan  elektroda  tembaga  pada menit  ke  5  selain  terjadi  reduksi  air  juga terjadi  reduksi  ion  Cu,  sedangkan  pada anoda  berdasarkan  Gambar  2,  ion  Cu mudah larut pada pH yang lebih basa. Oleh karena produksi ion Cu 2+ tidak sebanyak Al,
maka  pembentukan  koagulan  Cu(OH) 2 juga akan lebih sedikit.
Berdasarkan  Tabel  1,  hasil  efisiensi penyisihan  mengalami  peningkatan  dan penurunan  selama  proses  elektrokoagulasi. Hal ini disebabkan oleh faktor pasivitas plat. Pasivitas  plat  yaitu  elektroda  yang  telah mengalami kejenuhan oleh adanya flok yang menempel  pada  permukaan  plat,  sehingga akan  menghambat  pembentukan  ion  logam oleh  anoda  dan  OH - oleh  katoda. Menurunnya  ion  Al 3+ ,  Cu 2+ atau  OH - mengakibatkan semakin sedikit pula koagulan yang terbentuk.
Menurut pendapat Ridantami [23] et al. , flok yang terbentuk semakin banyak dan saling  bertumbukan  yang  menyebabkan berat  jenis  flok  meningkat  sehingga sebagian  akan  jatuh  dan  membentuk endapan.  Oleh  karena  flok  semakin  lama akan  jatuh,  dan  permukaan  elektroda  lebih aktif  kembali.Hal  ini  ditunjukkan  oleh  naik turunnya efisiensi penyisihan selama proses elektrokoagulasi berlangsung.
Selain pasivitas plat, proses pengadukan  juga  mempengaruhi  hasil efisiensi  penyisihan.  Proses  pengadukan mengakibatkan  larutan  menjadi  homogen dan  semakin  lama  waktu  yang  dibutuhkan untuk  proses  elektrokoagulasi karena terbentuk  koagulan  dan  flok  yang  semakin banyak,  hal  ini  dibuktikan  dengan  semakin keruhnya  larutan  dalam  elektrokoagulator. Oleh  karena  pengadukan  tetap  dilakukan sehingga  flok  yang  terendapkan  pun  ikut kembali bercampur dengan larutan (homogen) sehingga proses sampling dapat dilakukan dengan benar.

## SIMPULAN
Besarnya  pH  sangat  berpengaruh terhadap pembentukan koagulan ion thorium sehingga  mempengaruhi  besar  efisiensi penyisihan  ion  thorium  yang  dihasilkan. Efisiensi penyisihan proses elektrokoagulasi ion thorium menggunakan elektroda aluminium  diperoleh  sebesar  98,06%  pada
menit ke 5 dengan nilai pH 7,38, sedangkan dengan  menggunakan  elektroda  tembaga diperoleh  sebesar  96,35%  pada  menit  ke  5 dengan pH 7,29. Kondisi proses yang paling optimal  diperoleh  pada  saat  menggunakan elektroda  aluminium  dengan  parameter  pH sebesar  7,38  dan  waktu  5  menit  dengan efisiensi sebesar 98,06%.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis
mengucapkan banyak terima  kasih  kepada  DIPA  PSTA-BATAN 2016-2017  Yogyakarta,  Imam  Prayogo,  S.T dan  semua  SDM  yang  ada  di  lingkungan laboratorium Pengelolaan Limbah.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Prayitno  dan  E.  Kismolo,  “Percobaan awal  proses  elektrokoagulasi  sebagai metode  alternatif  pada  pengolahan limbah  cair,” Prosiding  Pertemuan  dan
Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan  dan  Teknologi  Nuklir
2012 . BATAN, Yogyakarta.
[2]  Y.  Tian,  W.  He,  X.  Zhu,  N.  Ren,  B.E. Logan,
“Energy efficient
electrocoagulation
using an air
breathing  cathode  to  remove  nutrients from wastewater,” Chemical Engineering Journal , vol. 292, pp.308-314, 2016.
[3]  Z.  Liu,  D.  Stromberg,  X.  Liu,  W.  Liao, Y. Liu, “A new multiple-stage electrocoagulation process on anaerobic digestion effluent simultaneously reclaim water and clean up  biogas,” Journal  of  Hazardous Materials , vol. 285, pp. 483-490, 2015.
[4]  M.  Kobya,  O.T  Can,  M.  Bayramoglu, “Treatment  of  textile  wastewaters  by electrocoagulation  using  iron  and aluminium  electrodes,” Journal  of Hazardous Material, vol. B100, pp.163- 178, 2003.
[5]  K.R.  Trapsilasiwi  dan  A.F.  Assomadi, “Aplikasi elektrokoagulasi menggunakan pasangan elektroda
alumunium  untuk  pengolahan  air
dengan  sistem  kontinyu,” Makalah Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP ITS, 2010.
[6]  D.  Ashari,  Budianta,  D.  Setiabudidaya, “Efektivitas  elektroda  pada  proses elektrokoagulasi  untuk  pengolahan  air asam tambang,” Jurnal Penelitian Sains MIPA  Universitas  Sriwijaya ,  vol.17,
hal.45-50, 2015. [7]  R. Susetyaningsih, E. Kismolo, Prayitno, “Kajian proses elektrokoagulasi untuk pengolahan limbah  cair,”
Seminar  Nasional  IV Teknologi  Nuklir, 25-26  Agustus  2008.
BATAN Yogyakarta.
[8]  A.  Akyol,  O.T.  Can,  E.  Demirbas,  M. Kobya,  “A  comparative  study  of electrocoagulation  and  electro-fenton for  treatment  of  wastewater  from  liquid organic  fertilizer  plant,” Separation  and Purification Technology Journal , vol.112, pp.11-29, 2013.
[9]  K. Thirugnanasambandham, V. Sivakumar,  J.P.  MARAN,  “Optimization of  electrocoagulation  process  to  great biologically pretreated bagasse effluent,” Journal  of  the  Serbian
Chemical Society , vol. 78, pp. 613-626, 2013.
[10]  B.  Lekhlif,  L.  Oudrhiri,  F.  Zidane,  P. Drogui,  J.F.  Blais,  “Study  of  the electrocoagulation of electroplating industry wastewaters charged by nickel (II) and chromium (VI),” Journal Material Environment  Sciences ,  vol.  5,  no.1, hal.111-120, 2014.
[11]  Y.  Kartika,  A.S  Panggabean,  R. Gunawan,  “Penurunan  konsentrasi  ion logam  kromium  pada  limbah  industri sarung samarinda dengan menggunakan metode elektrokoagulasi,” Jurnal Kima Mulawarman ,  vol.  13,  no.1,  hal.  45-49, 2015.
[12]  N.C.  Wahyulis,  I.  Ulfin,  Harmami, Optimasi tegangan pada proses
elektrokoagulasi penurunan konsentrasi kromium  dari  filtrat  hasil  hidrolisis
(Prayitno, Vemi Ridantami, Indah Muji Mulyani)
limbah padat penyamakan kulit,” Jurnal Sains  dan  Seni  Pomits ,  vol.3,  no.2, hal.2337-3520, 2014.
[13]  B.  Rachmawati,  Y.  Surya,  M.  Mirwan “Proses  elektrokoagulasi  pengolahan limbah  laundry”, Jurnal  Ilmiah  Teknik Lingkungan , vol. 6, hal.15-22, 2014.
[14]  M. Kobya, E. Demirbas, M.S. Oncel, Y. Yildrim,  E.  Sik,  A.Y.  Goren,  A.  Akyol, “Modeling  and  optimization  of  arsenite removal from groundwater using Al ball anodes by  electrocoagulation  process,”
Journal  of  Selcuk  University  Natural and  Applied  Sciences Online  ISSN: 2147-3781 803-811, 2014.
[15]  A.A.  Cerqueira,  M.R.  Marquez,  “New technologies  in  the  oil  and  gas industry,”  Universidade  do  Estado  do Rio de Janeiro, 2012, Brazil.
[16]  F.  Hanum,  R.  Tambun,  M.Y.  Ritonga, W.W.  Kasim,  “Aplikasi  elektrokoagulasi dalam  pengolahan  limbah  cair  pabrik lelapa sawit,” Jurnal Teknik Kimia USU, vol. 4, no. 4, hal. 13-17, 2015.
[17]  E.  Bazrafshan,  K.A.  Ownaghi,  A.H. Mahvi,“Application of electrocoagulation process  using  iron  and  aluminum electrodes  for  fluoride  removal  from aqueous  environment,” e-Journal  of Chemistry , vol. 9, no. 4, pp. 2297-2308, 2012.
[18]  R.F.  Kurniasih,  R.  Gunawan,  A.S. Panggabean, “Aplikasi
metode
elektrokoagulasi  terhadap  penurunan konsentrasi  ion  logam  Fe  dan  Mn, kekeruhan serta
warna pada
pengolahan  air  gambut  secara  batch,”
Jurnal  Atomik ,  vol.  1,  no.1,  hal.  42-46, 2016.
[19]  V. Khandegar, A.K. Saroha, “Electrocoagulation for The treatment of textile  industry  effluent:  A  review,” Journal of Environmental Management, vol. 128, hal. 949-963, 2013.
[20]  A.M.H.  Elnenay,  E.  Naseef,  G.F.
Malash,  M.H.A.Magid,  “Treatment  of drilling fluids wastewater by electrocoagulation,” Egyptain Journal of Petroleum , vol. 5, hal. 1-6, 2016.
[21]  T.F.  Yen,  Environmental  chemistry: Chemical  principles  for  enviromental processes  volume  4B.  Prentice  Hall PTR  Environmental  Management  & Engineering Series, America, 1999.
[22]  V.  Ridantami,  B.  Wasito,  Prayitno, “Pengaruh  tegangan  dan  waktu  pada pengolahan  limbah  radioaktif  uranium dan thorium dengan proses elektrolisis,” Jurnal  Forum  Nuklir ,  vol.12,  no.  2, hal.102-107, 2016.
[23]  N.  Daneshvar,  A.  Habib,  R.  Rohan, “Pretreatment  of  brackish  water  using DC-electrocoagulation method and optimization,” Journal  Chemistry  & Chemistry  Engineering ,  vol.  2,  no.  1, hal.13-20, 2002.