Keterkaitan Ilmu Kimia terhadap Spektrum warna langit

Pada dasarnya langit tidak berwarna, namun karena efek dari matahari maka langit pun berubah menjadi kebiruan. Matahari memancarkan gelombang cahaya dengan memancarkan frekuensi tertentu. Bagian dari frekuensi tersebut merupakan frekuensi cahaya tampak yang dapat ditangkap oleh mata manusia, Jika spektrum cahaya matahari yang mengenai mata kita masih terdiri atas seluruh spektrum cahaya tampak, matahari akan terlihat putih dan spektrum cahaya tampak ini akan menyinari atmosfer bumi.

Atmosfer bumi terdiri atas gas-gas yang mengandung bermacam-macam partikel dan unsur. Dua unsur pertama yang terkandung dalam atmosfer bumi adalah oksigen dan nitrogen. Kedua unsur ini sangat efektif untuk manghamburkan spektrum cahaya tampak yang mempunyai frekuensi tinggi atau panjang gelombang yang pendek. Akibatnya, atmosfer bumi dengan mudah menghamburkan spektrum warna biru, ungu, dan nila yang mempunyai frekuensi tinggi. Mata manusia lebih sensitif terhadap warna biru dari pada warna nila dan ungu sehingga langit berwarna biru.

Sementara itu, hanya ada sedikit cahaya tampak dari matahari dengan frekuensi lebih rendah yang dihamburkan oleh atmosfer bumi. Cahaya dengan warna kuning, merah dan jingga memiliki frekuensi yang lebih rendah dibanding dengan warna yang lainnya. Warna tersebut akan menembus atmosfer bumi dan terlihat oleh mata kita. Tetapi, intensitas ketiga warna tersebut tidak sama dan warna kuning lebih mendominasi sehingga matahari terlihat berwarna kuning sampai dengan siang hari. Tampilan cahya matahari yang terlihat oleh mata kita berubah dari waktu ke waktu dan berwarna jingga saat matahari akan terbenam. Mengapa ?

Karena saat matahari berada di horizon (saat terbit dan terbenam), lintasan yang ditempuh cahaya matahari semakin jauh sehingga jumlah kuning yang dihamburkan relatif lebih besar daripada warna jingga. Hal ini mengakibatkan intensitas warna jingga yang sampai di mata kita lebih dominan sehingga matahari terbenam terlihat jingga.

Penjelasannya ternyata baru terjawab sekitar satu setengah abad lalu Adalah Leonardo da Vinci yang sekitar tahun 1500an,

menduga pertama kali alasan mengapa langit berwarna biru, khususnya dalam pengamatannya kalau asap kayu terlihat biru saat diamati pada latar belakang hitam (Jackson, 1998). Efek ini akhirnya dijelaskan secara kuantitatif tahun 1899 oleh Lord Rayleigh yang namanya diambil untuk menjelaskan fenomena ini. Penghamburan Rayleigh terjadi saat sinyal yang datang memiliki panjang gelombang yang jauh lebih besar dari panjang gelombang resonansi dari elektron yang terikat dalam sebuah atom atau molekul. Untuk sinar optik yang menimpa partikel dengan transisi ultraviolet, ini juga berarti kalau jauh lebih besar dari ukuran partikel yang menghambur. Karena ketergantungan yang kuat dari penampang lintang hamburan pada panjang gelombang. Panjang gelombang yang lebih pendek, yaitu cahaya biru (cahaya ungu lebih terhamburkan lagi, tapi mata kita lebih sensitif pada biru daripada ungu), akan lebih mudah menghambur daripada panjang gelombang panjang (merah). Cahaya biru memiliki panjang gelombang mendekati 470 nanometer dan, karena molekul yang paling berlimpah di atmosfer, yaitu nitrogen dan oksigen, berukuran sekitar 0.3 nanometer, penghamburan atmosfer jelas tergolong penghamburan Rayleigh. Partikel debu yang kecil juga berperan, namun penghamburan dominan disebabkan oleh molekul dan langit akan tetap terlihat biru bahkan tanpa adanya debu.

Untuk geometri seperti dalam cahaya biru lebih mungkin menghambur kedalam garis pandangan pengamat daripada cahaya merah. Akibatnya, matahari yang kuning menghasilkan langityang biru bagi pengamat di bumi. Walau tidak terlalu jelas, langit malam juga berwarna biru. Walau lemahnya cahaya di langit malam membuatnya mustahil dikenali oleh mata, exposure dalam waktu lama dapat mengungkapkan warnanya. Bila tidak ada atmosfer, langit siang akan berwarna hitam, kecuali di tempat adanya matahari itu sendiri. Fakta kalau atmosfer di hari yang cerah bersifat transparan bermakna bahwa sebagian besar foton bergerak menembusnya tidak dihalangi dan hanya sedikit yang mengalami hamburan. Inilah mengapa, pada hari yang cerah, kecemerlangan matahari jauh lebih besar daripada kecemerlangan langit yang biru. cahaya biru lebih mungkin dihamburkan keluar dari garis pandang daripada warna merah. Karenanya, setiap benda pemancar cahaya di atas atmosfer bumi akan terlihat memerah dan juga memudar, karena penghamburan Rayleigh.

Matahari menjadi lebih merah daripada warna aslinya bahkan saat ia masih tinggi. Bila garis pandang menembus atmosfer lebih panjang, seperti saat melihat matahari terbit atau tenggelam, maka warna memerah lebih diperkaya dan lebih jelas bagi mata (penghamburan dari debu, uap air dan molekul besar juga dapat berperan dalam pemerahan). Efek yang sama dapat diamati untuk benda lain seperti bulan, planet atau bintang. Walau begitu, foton yang terhambur secara individual sendiri memiliki panjang gelombang yang sama dengan foton yang datang, karenanya walaupun penghamburan Rayleigh tergantung panjang gelombang, ia masih merupakan bentuk penghamburan elastik.

Penghamburan Rayleigh menghasilkan cahaya terpolar sama halnya dengan penghamburan Thompson. Bahkan walau matahari memancarkan cahaya yan tidak terpolar, misalnya, cahayanya yang terhambur akan terpolarkan pada sudut pandang 90 derajat, sebagaimana kita buktikan dengan melihat ke dekat cakrawala dengan saringan polarisasi saat matahari ada di atas kepala. Seperti halnya hamburan Thompson, hamburan Rayleigh memberi cara melihat sumber dengan melihat pada ‘cerminannya’, walaupun dibebani oleh ketergantungan panjang gelombang. Karenanya mungkin melihat spektrum matahari dengan mengarahkan spektrometer pada satu posisi di langit jauh dari posisi matahari itu sendiri. Garis Fraunhofer matahari (garis Fraunhofer matahari adalah garis penyerapan yang terbentuk dalam fotosfer matahari), misalnya, dapat dilihat dengan mudah lewat cara ini. Cahaya optik yang kabur dalam sebuah nebula refleksi juga akan terpolarisasi.

Langit berwarna biru dapat dikontraskan dengan warna yang lebih abu-abu dari tetesan air di awan. Karena tetesan air tidaklah kecil dibanding panjang gelombang cahaya, penghamburan dari partikel ini bukanlah rezim hamburan Rayleigh. Ketergantungan panjang gelombang dari penghamburan partikel besar lebih datar daripada penghamburan Rayleigh, karenanya warna awan terlihat abu-abu.

Penanggulangan terjadinya pencemaran air

Untuk mencegah agar tidak terjadi pencemaran air, dalam aktivitas kita dalam memenuhi kebutuhan hidup hendaknya tidak menambah terjadinya bahan pencemar antara lain tidak membuang sampah rumah tangga, sampah rumah sakit, sampah/limbah industri secara sembarangan, tidak membuang ke dalam air sungai, danau ataupun ke dalam selokan. Tidak menggunakan pupuk dan pestisida secara berlebihan, karena sisa pupuk dan pestisida akan mencemari air di lingkungan tanah pertanian. Tidak menggunakan deterjen fosfat, karena senyawa fosfat merupakan makanan bagi tanaman air seperti enceng gondok yang dapat menyebabkan terjadinya pencemaran air.

Pencemaran air yang telah terjadi secara alami misalnya adanya jumlah logam-logam berat yang masuk dan menumpuk dalam tubuh manusia, logam berat ini dapat meracuni organ tubuh melalui pencernaan karena tubuh memakan tumbuh-tumbuhan yang mengandung logam berat meskipun diperlukan dalam jumlah kecil. Penumpukan logam-logam berat ini terjadi dalam tumbuh-tumbuhan  karena terkontaminasi oleh limbah industri. Untuk menanggulangi agar tidak terjadi penumpukan logam-logam berat, maka limbah industri hendaknya dilakukan pengolahan sebelum dibuang ke lingkungan.

Proses pencegahan terjadinya pencemaran lebih baik daripada proses penanggulangan terhadap pencemaran yang telah terjadi.

Pengolahan limbah

Limbah industri sebelum dibuang ke tempat pembuangan, dialirkan ke sungai atau selokan hendaknya dikumpulkan di suatu tempat yang disediakan, kemudian diolah, agar bila terpaksa harus dibuang ke sungai tidak menyebabkan terjadinya pencemaran air. Bahkan kalau dapat setelah diolah tidak dibuang ke sungai melainkan dapat digunakan lagi untuk keperluan industri sendiri.

Sampah padat dari rumah tangga berupa plastik atau serat sintetis yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme dipisahkan, kemudian diolah menjadi bahan lain yang berguna, misalnya dapat diolah menjadi keset. Sampah organik yang dapat diuraikan oleh mikroorganisme dikubur dalam lubang tanah, kemudian kalau sudah membusuk dapat digunakan sebagai pupuk.

Sumber dan Bahan pencemar air

Pencemaran air terjadi apabila dalam air terdapat berbagai macam zat atau kondisi (misal Panas) yang dapat menurunkan standar kualitas air yang telah ditentukan, sehingga tidak dapat digunakan untuk kebutuhan tertentu. Suatu sumber air dikatakan tercemar tidak hanya karena tercampur dengan bahan pencemar, akan tetapi apabila air tersebut tidak sesuai dengan kebutuhan tertentu, Sebagai contoh suatu sumber air yang mengandung logam berat atau mengandung bakteri penyakit masih dapat digunakan untuk kebutuhan industri atau sebagai pembangkit tenaga listrik, akan tetapi tidak dapat digunakan untuk kebutuhan rumah tangga (keperluan air minum, memasak, mandi dan mencuci).

Sumber penyebab terjadinya Pencemaran Air

Ada beberapa penyebab terjadinya pencemaran air antara lain apabila air terkontaminasi dengan bahan pencemar air seperti sampah rumah tangga, sampah lembah industri, sisa-sisa pupuk atau pestisida dari daerah pertanian, limbah rumah sakit, limbah kotoran ternak, partikulat-partikulat padat hasil kebakaran hutan dan gunung berapi yang meletus atau endapan hasil erosi tempat-tempat yang dilaluinya.

Bahan Pencemar air

Pada dasarnya Bahan Pencemar Air dapat dikelompokkan menjadi:

a)   Sampah yang dalam proses penguraiannya memerlukan oksigen yaitu sampah yang mengandung senyawa organik, misalnya sampah industri makanan, sampah industri gula  tebu, sampah rumah tangga (sisa-sisa makanan), kotoran manusia dan kotoran hewan, tumbuh­tumbuhan dan hewan yang mati. Untuk proses penguraian sampah­sampah tersebut memerlukan banyak oksigen, sehingga apabila sampah-sampah tersbut terdapat dalam air, maka perairan (sumber air) tersebut akan kekurangan oksigen, ikan-ikan dan organisme dalam air akan mati kekurangan oksigen. Selain itu proses penguraian sampah yang mengandung protein (hewani/nabati) akan menghasilkan gas H2S yang berbau busuk, sehingga air tidak layak untuk diminum atau untuk mandi.

C, H, S, N, + O2  ? CO2 + H2O + H2S + NO + NO2

Senyawa organik

b)  Bahan pencemar penyebab terjadinya penyakit, yaitu bahan pencemar yang mengandung virus dan bakteri misal bakteri coli yang dapat menyebabkan penyakit saluran pencernaan (disentri, kolera, diare, types) atau penyakit kulit. Bahan pencemar ini berasal dari limbah rumah tangga, limbah rumah sakit atau dari kotoran hewan/manusia.

c) Bahan pencemar senyawa anorganik/mineral misalnya logam-logam berat seperti merkuri (Hg), kadmium (Cd), Timah hitam (pb), tembaga (Cu), garam-garam anorganik. Bahan pencemar berupa logam-logam  berat yang masuk ke dalam tubuh biasanya melalui makanan dan dapat tertimbun dalam organ-organ tubuh seperti ginjal, hati, limpa saluran pencernaan lainnya sehingga mengganggu fungsi organ tubuh tersebut.

d) Bahan pencemar organik yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme yaitu senyawa organik berasal dari pestisida, herbisida, polimer seperti plastik, deterjen, serat sintetis, limbah industri dan limbah minyak. Bahan pencemar ini tidak dapat dimusnahkan oleh mikroorganisme, sehingga akan menggunung dimana-mana dan dapat mengganggu kehidupan dan kesejahteraan makhluk hidup.

e)  Bahan pencemar berupa makanan tumbuh-tumbuhan seperti senyawa nitrat, senyawa fosfat dapat menyebabkan tumbuhnya alga (ganggang) dengan pesat sehingga menutupi permukaan air. Selain itu akan mengganggu ekosistem air, mematikan ikan dan organisme dalam air, karena kadar oksigen dan sinar matahari berkurang. Hal ini disebabkan oksigen dan sinar matahari yang diperlukan organisme dalam air (kehidupan akuatik) terhalangi dan tidak dapat masuk ke dalam air.

f)   Bahan pencemar berupa zat radioaktif, dapat menyebabkan penyakit kanker, merusak sel dan jaringan tubuh lainnya. Bahan pencemar ini berasal dari limbah PLTN dan dari percobaan-percobaan nuklir lainnya.

g)  Bahan pencemar berupa endapan/sedimen seperti tanah dan lumpur akibat erosi pada tepi sungai atau partikulat-partikulat padat/lahar yang disemburkan oleh gunung berapi yang meletus, menyebabkan air menjadi keruh, masuknya sinar matahari berkurang, dan air kurang mampu mengasimilasi sampah.

h)  Bahan pencemar berupa kondisi (misalnya panas), berasal dari limbah pembangkit tenaga listrik atau limbah industri yang menggunakan air sebagai pendingin. Bahan pencemar panas ini menyebabkan suhu air meningkat tidak sesuai untuk kehidupan akuatik (organisme, ikan dan tanaman dalam air). Tanaman, ikan dan organisme yang mati ini akan terurai menjadi senyawa-senyawa organik. Untuk proses penguraian senyawa organik ini memerlukan oksigen, sehingga terjadi penurunan kadar oksigen dalam air.

Secara garis besar bahan pencemar air tersebut di atas dapat dikelompokkan menjadi:

1. Bahan pencemar organik, baik yang dapat mengalami penguraian oleh mikroorganisme maupun yang tidak dapat mengalami penguraian.
2. Bahan pencemar anorganik, dapat berupa logam-logam berat, mineral (garam-garam anorganik seperti sulfat, fosfat, halogenida, nitrat)
3. Bahan pencemar berupa sedimen/endapan tanah atau lumpur.
4. Bahan pencemar berupa zat radioaktif e) Bahan pencemar berupa panas

Parameter dan standar kualitas air

Telah Anda ketahui bahwa sumber air dikatakan tercemar apabila mengandung bahan pencemar yang dapat mengganggu kesejahteraan makhluk hidup (hewan, manusia, tumbuh-tumbuhan) dan lingkungan. Akan tetapi air yang mengandung bahan pencemar tertentu dikatakan tercemar untuk keperluan tertentu, misalnya untuk keperluan rumah tangga belum tentu dapat dikatakan tercemar untuk keperluan lain. Dengan demikian standar kualitas air untuk setiap keperluan akan berbeda, bergantung pada penggunaan air tersebut, untuk keperluan rumah tangga berbeda dengan standar kualitas air untuk keperluan lain seperti untuk keperluan pertanian, irigasi, pembangkit tenaga listrik dan keperluan industri. Dengan demikian tentunya parameter yang digunakan pun akan berbeda pula.

Sesuai dengan bahan pencemar yang terdapat dalam sumber air, maka parameter yang biasa digunakan untuk mengetahui standar kualitas air pun berdasarkan pada bahan pencemar yang mungkin ada, antara lain dapat dilihat dari:

1. warna, bau, dan/atau rasa dari air.
2. Sifat-sifat senyawa anorganik (pH, daya hantar spesifik, daya larut oksigen, daya larut garam-garam dan adanya logam-logam berat).
3. Adanya senyawa-senyawa organik yang terdapat dalam sumber air (misal CHCl3, fenol, pestisida, hidrokarbon).
4. Keradioaktifan misal sinar ß.
5. Sifat bakteriologi (misal bakteri coli, kolera, disentri, typhus dan masih banyak lagi).

Sistem Manajemen dalam suatu Industri

Dalam suatu industri khususnya industri-besar merupakan suatu komunitas yang perlu diatur kinerjanya agar dapat berjalan dengan baik sehingga sesuai dengan tujuan yang telah ditentukan. Contoh suatu industri kimia dengan skala besar dapat dilihat pada gambar 1.3.,sebagaimana terlihat pada gambar tersebut banyaknya peralatan dengan ukuran yang besar, dengan demikian tentunya diperlukan operator yang pengoperasikan peralatan-peralatan tersebut, oleh karenanya diperlukan adanya pengorganisasian yang baik dalam sistem tersebut.

Manajemen Berdasarkan Sumber Daya Manusia
Pengorganisasian dari suatu komunitas tersebut diperlukan sistem manajemen.Dimana sistem tersebut harus dapat menyatukan elemenelemennya agar dapat berjalan dengan baik. Secara garis besar terdapat enam elemen sistem yang perlu diatur yaitu:
1. Manusia
2. Material
3. Metode
4. Mesin
5. Market
6. Lingkungan
Keenam elemen sistem tersebut (M5L) yang saling mendukung agar dapat tercapai tujuan dari organisasi tersebut, sebagaimana yang dapat digambar dalam bentuk diagram tulang ikan (fish-bone) , gb.1.4.Sistem manajemen yang baik sebagaimana yang digambarkan pada gambar 1.4, harus dapat menyatukan sekumpulan karyawan(manusia) yang bekerja secara kontinyu pada suatu industri, yang dapat mengubah material agar dapat mempunyai nilai lebih, dengan menggunakan peralatan (mesin) dengan metoda tertentu, dimana jumlah dari produksi material tersebut tergantung dari kebutuhan konsumen atau pasar (market) dan juga harus memperhatikan faktor lingkungan baik secara mikro maupun makro.

Diantara elemen-elemen dalam sistem tersebut, yang mempunyai peran yang cukup besar adalah manusianya, dimana dalam era sekarang ini, manusia merupakan salah satu bagian dari sumber daya, yang selanjutnya disebut dengan sumber daya manusia (sdm). Kolektivitas manusia dalam suatu organisasi mempunyai kemampuan (skill),pengetahuan (knowledge), pengalaman (experience) yang berbeda.Berdasarkan hal tersebut, organisasi dalam suatu industri (perusahaan)dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu: manajemen puncak, manajemen menengah dan manajemen pelaksana.
Manajemen puncak
Dalam sistem organisasi, manajemen puncak merupakan manajemen tertinggi, dimana orang-orang yang duduk pada posisi ini mempunyai tugas yang cukup berat karena harus memutuskan hal-hal penting dan mengatur yang menyangkut kelangsungan hidup dan keberhasilan dari organisasi atau perusahaan tersebut.
Orang yang duduk pada manajemen puncak ini biasanya disebut dengan direktur dan juga pemilik modal dalam perusahaan, atau yang tergabung dalam bentuk dewan (dewan direksi, dewan komisaris). Dewan Direksi dapat terdiri dari Direktur Utama,Direktur Keuangan dan Umum serta Direktur Produksi dan Teknik.
Manajemen menengah
Manajemen ini terdiri dari pimpinan-pimpinan pabrik (dalam suatu industri, misalnya industri petrokimia, industri pupuk dapat terdiri lebih dari satu pabrik), atau kepala-kepala divisi. Tugas dari bagian ini adalah mengembangkan dan menjalankan rencanarencana yang telah ditetapkan oleh manajemen puncak
Manajemen pelaksana
Pada tingkat ini, terdiri dari personil yang melaksanakan tugas yang telah dikembang oleh manajemen menengah dan bertanggung jawab kepadanya.
Berdasarkan keterangan tersebut, maka semakin tinggi tingkat manajemennya akan diduduki oleh semakin sedikit jumlah personilnya, sebaliknya demikian pula sebaliknya tingkat manajemen pelaksana terdiri dari jumlah personil yang cukup banyak, hal ini digambarkan dalam bentuk piramida dengan kerucut diatas, sebagaimana gambar 1.5. Sebalik untuk tugas dan tanggung jawab,semakin tinggi tingkat manajemen, maka dia mempunyai tugas dan tanggung jawab yang lebih tinggi, hal ini digambarkan dalam bentuk piramida terbalik dengan kerucut dibawah.

Organisasi dalam bentuk “Line and Staff system” merupakan bentuk yang sering digunakan sebagai organisasi dalam suatu manajemen. Ada dua kelompok orang 1.orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi sistem line and staf ini yaitu :
a. Sebagai garis atau line yaitu orang–orang yang melaksanakan tugas pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan .
b. Sebagai staff yaitu orang – orang yang melaksanakan tugasnya dengan keahlian yang dimilikinya , dalam hal ini berfungsi untuk memberikan saran – saran kepada unit operasional.
Secara umum, dalam suatu perusahaan atau industri, person (orang) yang bekerja didalamnya terdiri dari:

1. Pemegang saham sebagai pemilik perusahaan (untuk perusahaan berbentuk Badan Usaha Milik Swasta) dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya dibantu oleh Dewan Komisaris, sedangkan tugas untuk menjalankan perusahaan dilaksanakan oleh Direktur Utama dibantu oleh Direktur Teknik dan Direktur Keuangan dan Umum.
2. Direktur Teknik membawahi bidang teknik dan produksi. Sedangkan Direktur Keuangan dan Umum membidangi kelancaran keuangan perusahaan.
3. Beberapa Kepala bagian yang berada dibawah direktur-direktur diatas akan bertanggung jawab membawahi bagian dalam perusahaan,sebagai pendelegasian wewenang dan tanggung jawab.
4. Masing-masing kepala bagian membawahi beberapa seksi dan masing-masing seksi akan membawahi beberapa karyawan perusahaan pada masing-masing bidangnya.
5. Karyawan perusahaan akan dibagi dalam beberapa kelompok regu yang setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada pengawas masing-masing seksi.

Pengelolaan Limbah Industri

Bagi pengusaha yang belum sadar terhadap akibat buangan mencemarkan lingkungan, tidak punya program pengendalian dan pencegahan pencemaran. Oleh sebab itu bahan buangan yang keluar dari pabrik langsung dibuang ke alam bebas. Kalau limbah cair langsung mempergunakan sungai atau parit sebagai sarana pembuangan limbah.Kalau limbah padat memanfaatkan tanah kosong sebagai tempat pembuangan. Kalau limbah gas/asap cerobong dianggap sarana yang baik pembuangan limbah.
Limbah membutuhkan pengolahan bila ternyata mengandung senyawa pencemaran yangberakibat menciptakan kerusakan terhadap lingkungan atau paling tidak potensial menciptakan pencemaran. Suatu perkiraan harus dibuat lebih dahulu dengan jalan mengidentifikasi:sumber pencemaran, kegunaan jenis bahan, sistem pengolahan,banyaknya buangan dan jenisnya, kegunaan bahan beracun dan berbahaya yang terdapat dalam pabrik.
Dengan adanya perkiraan tersebut maka program pengendalian dan penanggulangan pencemaran perlu dibuat. Sebab limbah tersebut baik dalam jumlah besar atau sedikit dalam jangka panjang atau jangka pendek akan membuat perubahan terhadap lingkungan, maka diperlukan pengolahan agar limbah yang dihasilkan tidak sampai mengganggu struktur lingkungan.
Namun demikian tidak selamanya harus diolah sebelum dibuang kelingkungan. Ada limbah yang langsung dapat dibuang tanpa pengolahan, ada limbah yang setelah diolah dimanfaatkan kembali. Dimaksudkan tanpa pengolahan adalah limbah yang begitu keluar dari pabrik langsung diambil dan dibuang. Ada beberapa jenis limbah yang perlu diolah dahulu sebab mengandung pollutant yang dapat mengganggu kelestarian lingkungan Limbah diolah dengan tujuan untuk　mengambil barang-barang berbahaya di dalamnya dan atau mengurangi/menghilangkan senyawa-senyawa kimia atau nonkimia yang berbahaya dan beracun.
Mekanisme pengolahan limbah dapat dilihat pada bagan 7.22.

Pengolahan limbah berkaitan dengan sistem pabrik. Ada pabrik yang telah mempergunakan peralatan dengan kadar buangan rendah sehingga buangan yang dihasilkannya tidak lagi perlu mengalami pengolahan. Bagi pabrik seperti ini memang telah dirancang dari awal pembangunan. Buangan dari pabrik berbeda satu dengan yang lain.
Perbedaan ini menyangkut pula dengan perbedaan bahan baku,perbedaan proses. Suatu pabrik sama-sama mengeluarkan limbah air namun terdapat senyawa kimia yang berbeda pula.Karena banyaknya variasi pencemar antara satu pabrik dengan pabrik lain maka banyak pula sistem pengolahan.
Demikian banyak macam parameter pencemar dalam suatu buangan, akibatnya membutuhkan berbagai tingkatan proses pula. Limbah memerlukan penanganan awal. Kemudian pengolahan berikutnya. Pengolahan pendahuluan akan turut menentukan pengolahan kedua, ketiga dan seterusnya.
Kekeliruan penetapan pengolahan pendahuluan akan turut mempengaruhi pengolahan berikutnya. Di dalam penetapan pilihan metode keadaan limbah sudah seharusnya diketahui sebelumnya.Parameter limbah yang mempunyai peluang untuk mencemarkan lingkungan harus ditetapkan. Misalnya terdapat senyawa fenol dalam air sebesar 2 mg/liter, phosphat 30 mg/liter dan seterusnya.
Dengan mengetahui jenis-jenis parameter di dalam limbah maka dapat ditetapkan metode pengolahan dan pilihan jenis peralatan. Sekali sudah ditetapkan inetode dan jenis peralatan maka langkah berikutnya adalah sampai tingkat mana diinginkan menghilangkan/ penguranga senyawa pencemarnya. Berapa persenkah kita inginkan pengurangan dan sampai di mana efisiensi peralatan harus dicapai pada tingkat maksimum.
Penetapan efisiensi peralatan, dan standar buangan yang diinginkan akan mempengaruhi ketelitian alat, volume air limbah, sistem pemipaan, pemasangan pipa, pilihan bahan kimia dan lain-lain.Dalam mendesain peralatan, variabel tadi harus dapat dihitung secara tepat. Belum ada suatu jaminan hahwa satu unit peralatan dapat mengendalikan limbah sesuai dengan yang dikehendaki.
Sebab di dalam satu unit peralatan terdiri dari berbagai macam kegiatan mulai dari kegiatan pendahuluan sampai kegiatan akhir.
Walaupun terdiri dari berbagai kegiatan namun tidak semua jeniskegiatan dipraktekkan, mungkin dengan kombinasi dari beberapa
kegiatan saja limbah sudah bebas polusi.Adapun jenis kegiatan dalam pengolahan air limbah dapat diuraikan dalam tabel 7.10.

Pengolahan limbah seｒing harus menggunakan kombinasi dari berbagai metode, terutama limbah berat yang banyak mengandung jenis parameter/Jarang perusahaan mempergunakan satu proses dan hasilnya baik. Pilihan peralatan berkaitap dengan biaya, pemeliharaan, tenaga ahli dan kualitas lingkungan. Untuk beberapa jenis pencemar telah ditetapkan metode treatment-nya. Pilihan ini didasarkan atas beberapa referensi dan pengalaman yang telah dicoba berulang kali sampai diperoleh hasil maksimum.
Di bawah ini disajikan jenis pencemar dengan metodenya.

Air limbah mungkin terdiri dari satu atau lebih parameter pencemar melampaui nilai yang ditetapkan. Kemungkinan di dalamnya terdapat minyak dan lemak, bahan anorganik seperti besi, aluminium, nikel,plumbum, barium, fenol dan lain-lain sehingga perlu kombinasi dari beberapa alat. Untuk menurunkan BOD dan COD dapat dilakukan dengan metode aerasi dan ternyata metode ini juga cukup baik untuk melakukan pengeridapan suspensi solid.
Ada beberapa proses yang dilalui air limbah agar limbah ini benarbenar bebas dari unsur pencemaran. Tingkatan proses dimaksudkan adalah sesuai dengan tingkatan berat ringannya. Pada mulanya air limbah harut dibebaskan dari benda terapung atau padatan melayang.Untuk itu diperlukan treatment pendahuluan. Pengolahan selanjutnya adalah mengendapkan partikel-partikel halus kemudian lagi menetralisasinya. Demikian tingkatan ini dilaksanakan sampai seluruh parameter pencemar dalam air buangan dapat dihilangkan.

Konfigurasi Elektron

Jumlah elektron dan proton merupakan pembeda bagi setiap unsur dan juga merupakan ciri serta yang menentukan sifat-sifat suatu unsur. Atas dasar ini diperlukan satu gambaran utuh bagaimana sebuah elektron berada dalam sebuah atom. Kajian lanjut dilakukan oleh Pauli dan menyatakan “ Bahwa dua elektron di dalam sebuah atom tidak mungkin memiliki ke empat bilangan kuantum yang sama”.
Dengan ketentuan ini maka membatasi jumlah elektron untuk berbagai kombinasi bilangan kuantum utama dengan kuantum azimut. Hal ini menyebabkan jumlah elektron maksimum dalam setiap sub tingkat energi
atau orbital memiliki jumlah tertentu dan besarnya setara dengan :
2 (2 ы + 1), dimana ы adalah bilangan kuantum azimut, atas dasar ini dapat kita simpulkan jumlah elektron yang berada dalam setiap orbital seperti tabel berikut.

Berdasarkan konsep Bangunan (Aufbau), elektron-elektron dalam suatu atom akan mengisi orbital yang memiliki energi paling rendah dilanjutkan ke orbital yang lebih tinggi, perhatikan juga Gambar 3.13.

Gambar 3.13. Konfigurasi Elektron dalam bentuk lingkaran, dimana posisi orbital sesuai dengan sub tingkat energi
Kombinasi dari pendapat ini mengantarkan hubungan antara Tingkat energi dengan orbital dalam sebuah atom secara detil dan teliti. Kedudukan orbital dimulai dari tingkat energi terendah, secara berurutan sebagai berikut :1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 5d < 4f < 6p < 7s < 6d < 5f, untuk lebih mudahnya perhatikan Gambar 3.14.

Gambar 3.14. Susunan dan hubungan bilangan kuantum utama, azimut dan bilangan kuantum magnetik
Atas dasar kombinasi ini maka, pengisian elektron merujuk pada tingkat energinya sehingga pengisian orbital secara berurutan adalah 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 5d dan seterusnya.
Pengisian elektron dalam sebuah orbital disajikan pada Gambar 3.15.

Gambar 3.15. Susunan elektron berdasarkan sub tingkat energi atau orbitalnya
Kajian selanjutnya dilakukan oleh Hund, yang menyatakan Elektron dalam mengisi orbital tidak membentuk pasangan terlebih dahulu. Hal ini terkait bahwa setiap orbital dapat terisi oleh dua elektron yang berbeda arah momen spinnya. Dengan aturan Hund, konfigurasi elektron dalam sebuah atom menjadi lengkap dan kita dapat menggambarkan sebuah atom dengan teliti.Sebagai contoh atom karbon dengan nomor atom 6. Atom karbon memiliki 6 elektron, sehingga memiliki orbital 1s (pada tingkat energi pertama), pada tingkat energi kedua terdapat orbital 2s dan 2p. Pengisian elektron memiliki dua alternatif, pertama orbital 1s, 2s dan 2px terisi dua elektron, seperti di bawah ini

Namun ini tidak memenuhi aturan Hund, dimana setiap orbital harus terisi terlebih dahulu dengan satu elektron, menurut susunan elektron Karbon menjadi :

Pengisian elektron diawali pada tingkat energi terendah yaitu orbital 1s, dilanjutkan pada orbital 2s, karena jumlah elektron yang tersisa 2 buah, maka elektron akan mengisi orbital 2px, dilanjutkan dengan orbital 2py, mengikuti aturan Hund. Untuk mempermudah membuat konfigurasi elektron dalam sebuah atom dapat dipergunakan bagan pengisian elektron sebagaimana ditampilkan pada Gambar 3.15 dan 3.16. Peran elektron dalam memunculkan sifat tertentu bagi suatu unsur ditentukan oleh elektron yang berada pada tingkat energi tertinggi. Jika kita mempergunakan istilah kulit maka elektron yang berperan adalah elektron yang berada pada kulit terluar, posisi elektron pada tingkat energi tertinggi atau elektron pada kulit terluar disebut sebagai elektron valensi.

Gambar 3.16. Susunan elektron sesuai dengan tingkat energi dan sub tingkat energinya
Dalam susunan elektron diketahui bahwa elektron yang berjarak paling dekat ke inti adalah elektron yang menempati orbital 1s. Inti yang bermuatan positif akan menarik elektron, sehingga semakin dekat inti otomatis elektron akan tertarik ke inti. Hal ini berdampak pada terjadi pengurangan jarak dari elektron tersebut ke inti atom. Berbeda dengan elektron yang berada pada tingkat energi yang tinggi, jarak dari inti semakin jauh sehingga daya tarik inti atom juga semakin menurun. Oleh sebab itu posisi elektron terluar relatif kurang stabil dan memiliki kecenderungan mudah dilepaskan.
Apa yang terjadi jika suatu elektron terlepas dari sebuah atom?. Kita dapat mengambil contoh pada sebuah atom yang memiliki nomor atom 11. Dari informasi ini kita ketahui bahwa atom tersebut memiliki 11 proton dan 11 elektron. Susunan elektron pada atom tersebut adalah : 1s2, 2s2, 2p6 dan 3s1 pada Gambar 3.17. Jika elektron pada kulit terluar terlepas (karena daya tarik inti lemah jika dibandingkan dengan 2p6), maka atom ini berubah komposisi proton dan elektronnya yaitu jumlah proton tetap (11) jumlah elektron berkurang menjadi 10, sehingga atom tersebut kelebihan muatan positif atau berubah menjadi ion positif.

Elektron 3s1 adalah elektron yang mudah dilepaskan
Perubahan ini dapat kita tuliskan dengan persamaan reaksi dimana atom yang bernomor atom 11 adalah Na (Natriun)

Na → Na+ + e (e = elektron)

Unsur-unsur dengan elektron valensi s1, memiliki kecenderungan yang tinggi menjadi ion positif atau elektropositif.
Dalam kasus lain, sebuah atom juga memiliki kecenderungan menarik elektron, dalam hal ini elektron dari luar. Hal ini terjadi karena inti atom memiliki daya tarik yang kuat, proses penarikan elektron oleh sebuah atom ditunjukkan oleh atom Flor (F). Konfigurasi elektron untuk atom ini adalah 1s2, 2s2, dan 2 p5, perhatikan Gambar 3.18.

Gambar 3.17. Orbital 3s berisi satu elektron dengan jarak terjauh dari inti dan mudah dilepaskan

Gambar 3.18. Susunan Elektron untuk atom Flor
Jika atom ini menarik sebuah elektron, maka konfigurasinya berubah menjadi 1s2, 2s2, dan 2 p6. Di dalam inti atom Flor terdapat 9 proton atau muatan positif, sehingga tidak dapat menetralisir jumlah elektron yang ada. Dengan kelebihan elektron maka atom ini berubah menjadi ion negatif.
Orbital atom Flor, dengan 5 elektron terluar, masih tersedia ruang dalam orbital pz.

Elektron dari luar akan masuk kedalam orbital 2pz, dan mengubah konfigurasinya menjadi

sehingga atom Flor menjadi ion Flor yang bermuatan negatif. Unsur-unsur dengan elektron valensi p5 memiliki kecenderungan yang tinggi menjadi ion negatif atau memiliki keelektronegatifan yang tinggi. Perubahan pada atom Flor juga dapat dinyatakan kedalam bentuk persamaan reaksi seperti di bawah ini.

F + e → F- (e = elektron)

Makna persamaan di atas adalah, atom Flor dapat berubah menjadi ion Flor dengan cara menarik elektron dari luar, sehingga atom Flor menjadi kelebihan muatan negatif dan menjadi ion Flor. Perubahan konfigurasi elektron di dalam orbitalnya atau pada setiap tingkat energinya dapat kita bandingkan dengan menggunakan Gambar 2.17 dan Gambar 2.18.
Dari penjelasan di atas tampak bahwa elektron terluar memegang peranan penting, khususnya bagaimana sebuah atom berinteraksi menjadi ion. Konsep ini mendasari bagaimana sebuah atom dapat berinteraksi dengan atom lain dan menghasilkan zat baru atau molekul baru. Selain faktor lain seperti kestabilan dari atom itu sendiri.

Sumber Artikel :
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/atom-dan-molekul/konfigurasi-elektron/