Nikel (Ni) dalam Pengolahan Air
Jawaban Singkat
Nikel (Ni) adalah unsur logam transisi dengan nomor atom 28. Pada kondisi standar, wujudnya padat dan massa atom relatifnya 58.693.
Nikel dapat berasal dari geologi, pelapisan logam, paduan, dan air limbah industri. Hidroksida atau sulfida presipitasi, adsorpsi, pertukaran ion, dan membran dapat digunakan; pH serta bahan pengompleks sangat memengaruhi penghilangan.
Fakta Menarik
- Nikel membantu baja tahan karat melawan korosi, tetapi kimia air yang tidak sesuai juga dapat melindi nikel dari paduan atau pelapisan.
- Namanya ditelusuri ke istilah Jerman Kupfernickel—“tembaga setan”—untuk bijih yang tampak kaya tembaga tetapi tidak menghasilkan tembaga.
- Sianida, amonia, dan kelat organik dapat mempertahankan nikel tetap larut, sehingga uji presipitasi dengan Ni²⁺ tanpa kompleks dapat melebihkan kinerja pada limbah nyata.
Implikasi untuk Desain Pengolahan Air
Nama unsur saja belum cukup untuk memilih teknologi. Periksa bentuk kimia atau spesiasi, kadar total dan terlarut, pH, alkalinitas, ion pesaing, serta target air produk. Kirim hasil analisis air kepada tim Watermart untuk menilai kebutuhan uji tambahan dan opsi proses sebelum menentukan peralatan.
Sumber Data Ringkasan
1. Informasi Dasar
| Nomor Atom | 28 |
| Simbol | Ni |
| Massa Atom | 58,69 g/mol |
| Konfigurasi Elektron | [Ar] 3d⁸ 4s² |
| Kategori | Logam transisi |
2. Sifat Fisika dan Kimia
Nikel adalah logam berwarna putih keperakan yang keras, dapat ditempa, dan ulet. Ia memiliki titik leleh 1453°C dan titik didih 2913°C. Nikel tahan terhadap korosi dan sering digunakan dalam paduan untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi. Dalam senyawanya, nikel biasanya memiliki bilangan oksidasi +2, meskipun juga dapat membentuk senyawa dengan bilangan oksidasi +1 dan +3. Nikel larut perlahan dalam asam encer dan menjadi pasif ketika ditreatmen dengan asam nitrat.
3. Keberadaan dalam Air dan Efek Kesehatan
Nikel dapat masuk ke air melalui pelapukan batuan, pertambangan, peleburan, paduan, dan elektroplating. Bukti kesehatan bergantung pada rute dan senyawa: temuan kanker dari inhalasi kerja tidak boleh disajikan sebagai efek meminum Ni²⁺ encer. Untuk proyek air minum, kutip nilai serta dokumen terkini dari otoritas berwenang, bukan menyebut satu nilai panduan internasional sebagai “batas maksimum” universal.
4. Aplikasi Pengolahan Air dan Metode Penghilangan
Beberapa metode yang digunakan untuk menghilangkan nikel dari air termasuk:
- Pertukaran ion: Resin penukar kation dapat digunakan untuk menghilangkan ion Ni²⁺ dari air. Resin chelating khusus seperti AmberSep™ M4195 dan AmberSep™ M4196 sangat efektif untuk menghilangkan nikel dari larutan asam.
- Reverse osmosis: Sistem RO dapat menghilangkan hingga 97% nikel dari air.
- Presipitasi kimia: Penambahan basa seperti kapur atau soda ash dapat mengendapkan nikel sebagai hidroksida.
- Adsorpsi: Media adsorpsi seperti karbon aktif atau zeolit dapat menghilangkan nikel dari air.
- Filtrasi membran: Nanofiltrasi dan ultrafiltrasi dapat efektif dalam menghilangkan nikel.
5. Penggunaan Industri dalam Pengolahan Air
Nikel memiliki beberapa aplikasi dalam industri pengolahan air, meskipun tidak sebanyak logam lain:
- Katalis: Beberapa katalis berbasis nikel digunakan dalam proses pengolahan air tingkat lanjut seperti oksidasi katalitik.
- Paduan tahan korosi: Peralatan pengolahan air seperti pompa dan pipa sering menggunakan paduan yang mengandung nikel untuk ketahanan korosi.
- Elektroda: Elektroda nikel kadang digunakan dalam proses elektrokimia pengolahan air.
8. Dampak Lingkungan dan Pertimbangan Keberlanjutan
Nikel dapat terakumulasi dalam sedimen dan organisme akuatik, menyebabkan efek toksik pada ekosistem air. Penghilangan nikel dari air limbah sebelum dibuang ke lingkungan sangat penting untuk melindungi habitat akuatik. Metode pengolahan seperti pertukaran ion memungkinkan pemulihan dan daur ulang nikel, mendukung ekonomi sirkular dan mengurangi dampak lingkungan dari penambangan nikel baru.