Elektrokinetika

Elektrokinetika merupakan kajian ilmu fisika yang mempelajari mengenai gerakan partikel yang bermuatan. Muatan pada partikel timbul akibat ionisasi dalam pelarut polar. Partikel-partikel yang telah bermuatan bergerak sesuai lingkungannya atau sesuai medium di sekitarnya. Elektrokinetika diamati pertama kali pada tahun 1809 oleh Reuss, dibuatkan teori oleh Helmholtz pada tahun 1879 dan diterapkan pada tahun 1935 oleh Casagrande. Empat fenomena yang teramati pada elektrokinetika yaitu elektroforesis, elektromigrasi, aliran potensial, dan elektroosmosis. Elektrokintika dimanfaatkan untuk membersihkan tanah dari logam berat.

Sejarah

Pada tahun 1809, Reuss mengamati peristiwa pengaliran air tanah sebagai akibat adanya arus listrik searah di sekitarnya. Ia menggunakan pipa kapiler dan membran. Pada tahun 1879, peristiwa ini kemudian dijelaskan secara teori oleh Helmholtz melalui konsep lapisan elektrik ganda. Penerapan praktis baru dilakukan pada tahun 1935 oleh Casagrande untuk perbaikan sifat-sifat teknis pada tanah. Dari penerapan ini kemudian berkembang teori elektrokinetik. Penerapannya kemudian diketahui hanya pada tanah lempung yang mengandung mineral dengan kondisi jenuh air.

Fenomena

Elektrokinetika terbagi menjadi empat fenomena yaitu elektroforesis, elektromigrasi, aliran potensial, dan elektroosmosis. Fenomena ini merupakan akibat dari keberadaan beda potensial listrik di antara aliran listrik dan aliran fluida yang bekerja bersamaan. Elektroforesis merupakan peristiwa penarikan elektroda negatif ke elektroda positif secara elektrostatik akibat adanya aliran listrik. Setelahnya terjadi elektromigrasi, yaitu pergerakan ion-ion yang bermuatan ke elektroda dengan muatan yang berlawanan. Aliran potensial yang timbul kemudian menimbulkan proses pengaliran listrik dari elektroda positif ke elektroda negatif yang disebut elektroosmosis. Potensial elektrokinetik berasal dari elektrolit dalam aliran air tanah dan fluida lainnya akibat patahan atau pengeroposan.

Pemanfaatan

Pembersihan tanah dari logam berat

Pengangkatan logam-logam berat yang mencemari tanah dan merusak lingkungan dapat dilakukan dengan teknik remediasi elektrokinetik. Arus searah dilewatkan pada tanah yang tercemar oleh logam, sehingga logam berpindah ke elektroda. Elektroda dimasukkan ke dalam tanah sehingga hidroksil pada katode bergerak ke tanah dan meningkatkan pH di sekitar katoda. Logam akan berkumpul pada pH yang tinggi sehingga akan berkumpul di tanah sekitar katode. Penerapan elektrokinetik telah digunakan pada kadmium, kromium, timbal, seng, raksa, asam asetat dan fenol.