HAND OUT MATERI AJAR KIMIA HIJAU DALAM PEMBANGUNAN BERKELANJUTAN 2003

1 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 HAND OUT MATERI AJAR KIMIA HIJAU DALAM PEMBANGUNAN BERKELANJUTAN 2023 A. PENGANTAR AWAL KIMIA HIJAU Halo Pelajar Pancasila tahukah Kalian bahwa aktivitas yang kita lakukan dan lingkungan di sekitar kita selalu terkait dengan proses kimia yang melibatkan reaksi kimia. Coba diskusikan dalam kelompok adakah proses kimia di sekitar Kalian? Kalian boleh mencarinya melalui berbagai sumber lalu tulis proses yang ditemukan pada buku catatan Kalian. Sebagian besar dari Kalian akan berpikir bahwa proses kimia itu menghasilkan hal-hal misalnya suara ledakan yang keras, gumpalan asap, nyala api, aroma yang menyengat, atau bahkan zat-zat yang beracun sehingga proses kimia cenderung dianggap berbahaya dan dihindari. Mari kita lihat lebih dahulu contoh-contoh proses kimia beserta reaksi kimia yang ada di sekitar kita. Contoh 1 Proses kimia : Fotosintesis Persamaan reaksi kimia : 6 CO2 (g) + 6 H2O (l) → C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) Penjelasan reaksi kimia : ✓ Reaksi fotosintesis yang dibantu sinar uv memerlukan gas CO2. Gas ini dikenal sebagai gas rumah kaca yang menyebabkan peningkatan suhu bumi. Dengan adanya fotosintesis akan mengurangi jumlah gas CO2 sehingga turut mengurangi pemanasan global. ✓ Produk dari reaksi fotosintesis adalah gula glukosa (C6H12O6) dan gas Oksigen (O2). Glukosa sebagai sumber energi bagi tanaman untuk bertumbuh sedangkan gas Oksigen yang dihasilkan bermanfaat untuk kehidupan manusia dan hewan. Contoh 2 Proses kimia : Pembakaran tidak sempurna Persamaan reaksi kimia : 3 CxHy (g) + ( 3 2 x + 3 4 y) O2 (g) → x CO2 (g) + 3 2 y H2O (l) + x CO (g) + x C (s) Penjelasan reaksi kimia : Proses pembakaran sampah dilakukan di ruang terbuka artinya jumlah udara yang digunakan untuk membakar sampah terbatas. Salah satu komponen udara adalah gas oksigen (O2). Jika jumlah udara terbatas maka jumlah gas O2 juga berkurang akibatnya pembakaran ini menghasilkan gas karbon monoksida (CO) dan padatan arang karbon (C) yang mencemari udara sekitar. Contoh 3 Proses kimia : Perkaratan besi Persamaan reaksi kimia : 4 Fe (s) + 3 O2 (g) + 2x H2O (l) → 2 Fe2O3 . x H2O (s) Penjelasan reaksi kimia : Jika benda yang terbuat dari besi (Fe) bereaksi dengan udara maka lama-kelamaan akan terjadi perkaratan (Fe2O3.x H2O) sehingga benda akan rusak. Mengapa? Karena udara mengandung gas oksigen (O2) dan uap air (H2O). Perkaratan ini ditandai dengan munculnya lapisan tipis berwarna merah kecoklatan pada permukaan benda.

2 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 Contoh 4 Proses kimia : Pemanggangan roti Persamaan reaksi kimia : 2 NaHCO3 (s) → Na2CO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g) Penjelasan reaksi kimia : Soda kue atau NaHCO3 jika dipanaskan akan menghasilkan gas CO2. Gas ini memberi tekanan pada dinding adonan roti sehingga membentuk rongga-rongga. Keadaan ini membuat roti mengembang dan menjadi lebih empuk. Berdasarkan contoh-contoh tersebut, bagaimana pendapat Kalian terhadap proses dan reaksi kimia? Tulislah jawaban Kalian di buku catatan Kalian. Ternyata proses kimia tidak selamanya menakutkan kita. Ada proses kimia yang baik, bermanfaat, dan aman bagi lingkungan. Proses kimia ini akan menjaga bumi kita tetap lestari, aman, dan sejahtera, demikian pula lingkungan akan tetap terjaga. Proses kimia seperti ini dikenal sebagai reaksi kimia hijau. Prinsip kimia hijau pertama kali dicetuskan oleh Paul Anastas pada tahun 1998 sebagai Father of Green Chemistry bersama John Warner. Untuk lebih mengenal kimia hijau, marilah kita simak bersama Sejarah Kimia Hijau, Pengertian dan Pentingya Kimia Hijau serta Rencana Pembangunan Berkelanjutan pada wacana berikut. 1. SEJARAH KIMIA HIJAU Ide kimia hijau pada awalnya dikembangkan sebagai tanggapan terhadap UndangUndang Pencegahan Polusi tahun 1990, yang menyatakan bahwa kebijakan nasional Amerika Serikat harus membatasi atau mengurangi polusi dengan menggunakan desain proses yang lebih baik (termasuk produksi perubahan dalam biaya produk, proses pembuatan, penggunaan bahan mentah, dan daur ulang). Badan Lingkungan Amerika Serikat (EPA) yang dikenal sebagai badan pengatur kesehatan manusia dan lingkungan, berpindah dari kebijakan command and control policy dan mengimplementasikan ide Kimia Hijau. Pada tahun 1991, EPA telah meluncurkan program hibah penelitian yang mendorong perancangan ulang desain produk dan proses kimia yang ada untuk mengurangi dampak buruk terhadap kesehatan manusia dan lingkungan. EPA yang kemudian bekerja sama dengan US National Science Foundation (NSF) mendanai penelitian dasar tentang kimia hijau pada awal tahun 1990-an. Pengenalan Penghargaan Presiden Green Chemistry Challenge tahunan pada tahun 1996 berhasil menarik perhatian akademisi dan industri kimia hijau. Program penghargaan dan teknologi tersebut sekarang menjadi landasan dalam kurikulum pendidikan kimia hijau. Pada pertengahan hingga akhir tahun 1990-an terjadi peningkatan jumlah pertemuan internasional kimia hijau yang diadakan, seperti Konferensi Penelitian Gordon tentang Kimia Hijau, dan jaringan kimia hijau yang telah berkembang di Amerika Serikat, Britania raya, Spanyol, dan Italia. 2. PENGERTIAN DAN PENTINGNYA KIMIA HIJAU Pengertian secara umum green chemistry adalah suatu metode baru untuk mengurangi bahaya bahan kimia, disamping memproduksi produk dengan cara yang lebih efisien dan lebih hemat (Kenneth & James,2004). Menurut Anastas dan Tracy C (1996), green chemistry adalah penggunaan teknik dan metode secara kimia untuk mengurangi atau mengeliminasi penggunaan bahan dasar, produk, produk samping, pelarut, pereaksi yang berbahaya bagi kesehatan manusia dan masalah lingkungan. Tujuan green chemistry adalah untuk mencegah

3 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 atau mengurangi masalah lingkungan. Menurut Rashmi Sanghi (2003), green chemistry merupakan bagian yang esensial dalam program yang komprehensif untuk melindungi kesehatan manusia dan lingkungan. Secara umum green chemistry berhubungan dengan halhal untuk meminimalkan buangan pada sumbernya, pemakaian katalisator dalam reaksi, penggunaan pereaksi (reagents) yang tidak berbahaya, penggunaan bahan dasar yang dapat diperbaharui, peningkatan efisiensi ekonomi, pelarut yang ramah lingkungan serta dapat didaur ulang. Berdasarkan beberapa pengertian diatas, dapat dikatakan bahwa green chemistry adalah proses kimia atau teknologi yang dapat memperbaiki lingkungan dan kualitas hidup. Istilah kimia digunakan dalam “green chemistry” dimaksudkan karena melibatkan struktur dan perubahan suatu materi. Perubahan tersebut melibatkan energi sebagai sumbernya. Oleh karena itu, konsep green chemistry ini juga berkaitan erat dengan energi dan penggunaannya, baik secara langsung maupun tidak langsung seperti penggunaan suatu material dalam hal pembuatan, penyimpanan dan proses penyalurannya. Upaya memperbaiki lingkungan dan memecahkan masalah lingkungan yang ditawarkan dalam green chemistry sangat bervariasi terutama pada tahap perencanaan. Hal ini disebabkan karena jenis bahan kimia dan jenis transformasinya juga bervariasi. Akan tetapi, pemecahan masalah tersebut dapat dikelompokkan dalam dua komponen yaitu pemecahan masalah yang berkaitan dengan bahan mentah (feedstock) dan pemecahan masalah yang berkaitan dengan kondisi reaksi. Misalnya dalam rancangan sintesisnya, tidak melihat pada molekul akhir yang dihasilkan, akan tetapi pada jalur (pathway) sintesis yang digunakan untuk menghasilkan molekul akhir tersebut. Dengan memodifikasi jalur sintesisnya, maka akan didapatkan produk akhir yang sama dengan cara yang konvensional, namun toksisitas bahan dasar, produk maupun buangannya dapat dikurangi. Menurut Anastas & Warner hal yang penting dalam green chemistry adalah : ✓ Mencegah terjadinya limbah di tempat pertama ✓ Menggunakan pereaksi dan pelarut yang aman ✓ Melakukan perobahan reaksi secara selektif dan efisien ✓ Menghindari produk dan reaksi kimia yang tidak perlu 3. PEMBANGUNAN BERKELANJUTAN Terkait dengan agenda pembangunan, pembangunan saat ini diarahkan pada pembangunan berkelanjutan dimana Word Commision on Environment and development (WCED), yaitu Komisi Sedunia Lingkungan Hidup dan pembangunan telah mensyaratkan bahwa dalam pembangunan harus meningkatkan produksi dengan cara yang ramah lingkungan serta menjamin terciptanya kesempatan yang merata dan adil bagi semua orang dimana taraf hidup masyarakat ditingkatkan dengan cara yang tidak merusak lingkungan hidup. Pembangunan diharapkan mengacu kepada pembangunan yang berwawasan lingkungan dan berkelanjutan menuju terbentuknya green globe (bumi yang hijau/lestari). Berkaitan dengan hal di atas, proses pembangunan di Indonesia memang mampu memberikan sumbangan yang signifikan pada pertumbuhan ekonomi, namun menimbulkan masalah, antara lain masalah pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh bahan-bahan kimia yang beracun dan berbahaya yang berdampak pada kesehatan manusia dan lingkungan. Maka tidaklah keliru jika kondisi tersebut mendorong munculnya chemopobia dari masyarakat yang menganggap kimia sebagai racun dan penyebab timbulnya pencemaran lingkungan.

4 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 Memperhatikan kondisi di atas, dewasa ini para ahli kimia melakukan usaha untuk mencari bahan dasar yang tidak berbahaya dan mengubah proses-proses kimia dalam industri menjadi lebih aman dan lebih bersih. Usaha tersebut lebih dikenal dengan nama green chemistry. Sebagai bidang kajian kimia yang relatif baru, green chemisty memfokuskan kajiannya pada penerapan sejumlah prinsip kimia yaitu dalam merancang, menggunakan atau memproduksi bahan kimia untuk mengurangi pemakaian atau produksi zat berbahaya. Bidang kajian ini mencakup konsep dan pendekatan yang efektif untuk mencegah pencemaran, karena penerapan metode pemecahan masalah secara ilmiah dan inovatif terhadap bahaya pencemaran akibat bahan kimia beracun langsung pada sumbernya. Mengingat konsep dan pendekatan green chemistry sebagai pendekatan untuk pencegahan pencemaran akibat bahan-bahan kimia yang dapat merusak lingkungan dan kesehatan, perlu dipikirkan bagaimana menerapkan gagasan konsep dan gagasan green chemistry ini dalam pembelajaran kimia di sekolah maupun perguruan tinggi di Indonesia. B. PRINSIP KIMIA HIJAU DALAM MENDUKUNG UPAYA PELESTARIAN LINGKUNGAN Kimia hijau bukan hanya terkait dengan penggunaan dan produksi bahan kimia yang aman saja. Prinsip kimia hijau dapat Kalian terapkan sendiri di rumah. Bahan kimia apa saja yang digunakan di rumah? Bagaimana cara Kalian menggunakannya? Bagaimana agar penggunaan bahan kimia di rumah dapat memberikan kontribusi terhadap prinsip kimia hijau? Menggunakan bahan kimia secukupnya, membuang bahan kimia pada tempatnya, menyimpan bahan kimia dengan cara yang benar, mengganti bahan kimia yang berbahaya dengan bahan alam yang lebih ramah lingkungan, serta menggunakan kembali bahan plastik merupakan wujud kontribusi Kalian terhadap prinsip kimia hijau. Prinsip kimia hijau sangat memberikan kontribusi terhadap pelestarian lingkungan. Gambar 1. Hasil aktivitas penerapan prinsip kimia hijau Gambar 2. Bioplastik dari kulit pisang sebagai penerapan prinsip kimia hijau Sumber : Puspaningsih, R. Ayuk. Tjahjadarmawan, Elizabeth. Krisdianti, R. Niken. (2021). Ilmu Pengetahuan Alam SMA Kelas X. Pada tahun 1998, Paul Anastas bersama dengan John C. Warner mengembangkan prinsip yang dijadikan sebagai pdanuan dalam praktik kimia hijau. Kedua belas prinsip tersebut membahas berbagai cara untuk mengurangi dampak dari produksi bahan-bahan kimia terhadap lingkungan dan kesehatan manusia, serta juga menunjukkan prioritas penelitian dalam pengembangan teknologi kimia hijau. Dua belas prinsip kimia hijau yang dikembangkan oleh Paul Anastas dan John Warner, yaitu : Mencegah terjadinya limbah lebih baik daripada mengolah dan membersihkannya Yaitu bagaiamana kemampuan kimiawan untuk merancang ulang transformasi kimia untuk meminimalkan produksi limbah berbahaya merupakan langkah pertama yang penting dalam

5 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 pencegahan polusi. Dengan mencegah generasi sampah, kita meminimalkan bahaya yang berhubungan dengan limbah, transportasi, penyimpanan dan perawatan. Ekonomi atom, metoda sintesis yang efisien Sebuah konsep perancangan proses kimia yang bisa mengubah semaksimal mungkin bahan baku menjadi produk target ketimbang menghasilkan senyawa sampingan (side product). Metode sintetis seharusnya didesain untuk memaksimalkan penggabungan dari semua bahan yang digunakan dalam proses menjadi produk akhir. Pemanfaatan atom, efisiensi atom atau konsep ekonomi dari atom merupakan sarana yang sangat berguna untuk mempercepat evaluasi jumlah limbah yang dihasilkan pada proses alternatif. Efisiensi atom dihitung dari massa molekul produk dibagi dengan jumlah total massa molekul senyawa yang terbentuk pada kondisi reaksi stoikiometrik yang terlibat. Melakukan sintesis kimia yang tidak berbahaya Mendesain sintesa untuk digunakan dan menghasilkan zat kimia yang tidak atau hanya sedikit menjadi racun bagi manusia dan lingkungannya. Memilih metode yang lebih aman dikimia adalah seperti menggunakan obeng bukan pisau untuk mengencangkan sekrup. Pisau mungkin mampu mengencangkan sekrup, tapi itu berbahaya. Contoh dari konsep ini adalah penggantian reaksi klorinasi dalam pembentukan intermediet 4-aminodifenilamina pada produksi karet dimana klorin merupakan senyawa yang beracun, yang diganti dengan rekasi kopling langsung aniline dengan nitrobenzene yang teraktifkan oleh basa. Hasil dari penggantian tersebut berupa limbah organic, anorganik, dan air yang masing-masing 70%, 99%, dan 97% lebih kecil. Mendesain senyawa kimia yang tak beracun Produk kimia harus dirancang sedemikian rupa sehingga menghasilkan fungsi sebagaimana yang diinginkan dan memberikan toksisitas seminimal mungkin. Misalnya biosida ramah lingkungan yang berbasis pada 4,5-dikloro-2-oktil-4-isotyiazolin-3-on yang dibuat oleh Albright dan Wilson Americas sebagai pengganti biosida konvensional yang sangat beracun pada organisme air dan manusia. Pemakaian pelarut dan bahan-bahan yang aman Pelarut sangat diperlukan dalam sebagian besar reaksi karena pelarut merupakan media untuk campur, transfer panas, dan kadang mengontrol reaktifitas pereaksi. Penggunakan pelarut biasanya mengarah ke produksi limbah. Oleh karena itu penurunan volume pelarut atau bahkan penghapusan total pelarut akan lebih baik. Dalam kasus di mana pelarut diperlukan, hendaknya perlu diperhatikan penggunaan pelarut yang cukup aman. Kebanyakan pelarut bersifat mudah terbakar atau beracun, dan hamper semuanya merupakan senyawa organic yang mudah menguap sehingga menyumbang pencemaran udara. Supercritical Carbon Dioxide adalah karbon dioksida (CO2) yang berada dalam fase cair (liquid phase), yang berada pada temperatur dan tekanan kritis yakni temperatur lebih dari 31,1℃ dan tekanan 73,3 atm. Zat ini banyak dimanfaatkan sebagai pelarut dalam industri oleh karena zat ini memiliki kandungan racun yang rendah dan tidak memiliki dampak lingkungan yang berarti. Selain itu, rendahnya temperatur dari proses dan stabilitas CO2 memungkinkannya berfungsi sebagai pelarut layaknya aqua distilata. Mendesain pemakaian energi yang efisien Kebutuhan energi yang berdampak pada lingkungan dan ekonomi harus diminimalkan. Jika mungkin, metode sintetis dan pemurnian harus dirancang untuk suhu dan tekanan ruang, sehingga biaya energi yang berkaitan dengan suhu dan tekanan ekstrim dapat diminimalkan.

6 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 Pemakaian bahan baku yang dapat diperbaharui Minyak bukan merupakan sumber daya terbarukan. Sebanyak 90% - 95% dari produk yang kita gunakan (botol plastik, farmasi, cat, non-stick coating, kain, dll) berasal dari minyak. Bahan baku terbarukan (jagung, kentang, biomassa) dapat digunakan untuk membuat banyak Produk : bahan bakar (etanol dan bio-diesel), plastik dan lainnya. Mengurangi senyawa turunan yang tak perlu Derivatisasi yang tidak perlu (penggunaan kelompok blocking, proteksi / deproteksi, modifikasi sementara proses fisika / proses kimia) harus dikurangi atau dihindari jika mungkin, karena langkah-langkah seperti ini membutuhkan reagen tambahan dan dapat menghasilkan limbah. Transformasi Sintetik yang lebih selektif akan menghilangkan atau mengurangi kebutuhan untuk proteksi gugus fungsi. Selain itu, urutan sintetis alternatif dapat menghilangkan kebutuhan untuk mengubah gugus fungsi dengan ada gugus fungis lain yang lebih sensitif. Pemakaian katalis sangat baik secara stoikiometris Secara stoikiometri katalis dengan selektivitas yang tinggi memang lebih unggul dalam reaksi. Katalis dapat memainkan beberapa peran dalam proses transformasi, antara lain dapat meningkatkan selektivitas reaksi, mengurangi suhu transformasi, meningkatkan tingkat konversi produk dan mengurangi limbah reagen (karena mereka tidak dikonsumsi selama reaksi). Dengan mengurangi suhu, kita dapat menghemat energi dan berpotensi menghindari reaksi samping yang tidak diinginkan. Desain produk yang mudah terdegradasi Produk kimia seharusnya didesain hingga pada akhir fungsinya nanti mereka dapat terurai menjadi produk degradasi yang tidak berbahaya ketika mereka dilepaskan ke lingkungan. Disinilah arti pentingnya sintesis material sehari-hari yang biodegradable, misalnya biopolimer, plastik ramah lingkungan, dan lainnya. Pencegahan polusi lingkungan Metodologi analitis perlu lebih dikembangkan untuk memungkinkan real-time proses monitoring dan kontrol sebelum pembentukan zat berbahaya. Waktu analisis riil untuk ahli kimia adalah proses "memeriksa kemajuan reaksi kimia seperti yang terjadi. Pencegahan terhadap kecelakaan Salah satu cara untuk meminimalkan potensi kecelakaan kimia adalah memilih pereaksi dan pelarut yang memperkecil potensi ledakan, kebakaran dan kecelakaan yang tak disengaja. Risiko yang terkait dengan jenis kecelakaan ini kadang-kadang dapat dikurangi dengan mengubah bentuk (padat, cair atau gas) atau komposisi dari reagen. Prinsip-prinsip teknologi hijau didasarkan pada pengembangan Rekayasa Hijau (Green Engineering) oleh Paul Anastas dan Julie Zimmerman. Prinsip-prinsip rekayasa ini menjelaskan tentang proses atau produk kimia yang lebih hijau, dengan 12 prinsip (ACS, 2018b) sebagai berikut : • Inherent Rather Than Circumstantial (Inheren daripada Sirkumtansial). Para perancang harus memastikan input dan output bahan dan energi bersifat tidak berbahaya. • Prevention instead of Treatment (Pencegahan daripada Pengolahan). Lebih baik mencegah limbah daripada mengolah atau membersihkan limbah setelah terbentuk. • Design for Separation (Desain untuk Pemisahan). Operasi pemisahan dan pemurnian harus dirancang untuk meminimalkan konsumsi energi dan penggunaan bahan. • Maximize Efficiency (Memaksimalkan Efisiensi). Produk, proses, dan sistem harus dirancang untuk memaksimalkan efisiensi pemakaian massa, energi, ruang, dan waktu.

7 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 • Output-Pulled Versus Input-Pushed (Mengambil keluaran daripada Mendorong Masukan). Produk, proses, dan sistem harus dilakukan dengan “mengambil output ” daripada “memperbesar input” melalui penggunaan energi dan material. • Converse Complexity (Konservasi Kompleksitas). Entropi dan kompleksitas yang melekat harus dilihat sebagai investasi pada saat membuat pilihan desain pada daur ulang, penggunaan kembali, atau disposisi yang bermanfaat. • Durability Rather Than Immortality (Tahan lama Daripada Lekas rusak). Sasaran desain ditujukan pada masa pakai produk tahan lama, bukan sekali pakai dan cepat rusak. • Meet Need, Minimize Excess (Memenuhi Kebutuhan, Meminimalkan Kelebihan). Desain untuk kapasitas atau kemampuan yang tidak perlu harus dianggap sebagai cacat desain (misalnya, “satu ukuran cocok untuk semua”). • Minimize Material Diversity (Meminimalkan Keragaman Material). Keragaman material dalam produk multikomponen harus diminimalkan untuk memudahkan pembongkaran dan pemrosesan kembali. • Integrate Material Flow dan Energy (Mengintegrasikan Aliran Bahan dan Energi). Desain produk, proses, dan sistem harus mencakup integrasi dan interkoneksi dengan aliran energi dan material yang tersedia. • Design for Commercial “Afterlife” (Desain untuk Komersial “Pascapakai”). Produk, proses, dan sistem harus dirancang untuk kinerja komersial pascapakai. • Renewable Rather Than Depleting (Terbarukan Daripada Kelangkaan). Input material dan energi harus dapat diperbarui daripada menggunakan sumber daya yang habis dan tak terbarukan. CONTOH PENERAPAN PRINSIP KIMIA HIJAU DALAM MENDUKUNG TERCAPAINYA KOTA CERDAS (SMART CITY) Visi Kota Cerdas/Smart City, adalah perkotaan masa depan, yang dikembangkan agar memiliki lingkungan yang aman, terjamin, hijau serta efisien. Semua sistem dan strukturnya – baik sumberdaya listrik dan gas, air, transportasi dan sebagainya dirancang, dibangun, dan dikelola dengan memanfaatkan kemajuan di bidang materi terintegrasi, sensor, elektronik, dan jejaring yang dihubungkan dengan sistem komputer untuk database, pelacakan, dan algoritma untuk pengambilan keputusan (Calvillo, SanchezMiralles, & Viilar, 2016). Untuk mewujudkan hal ini diperlukan penelitian dan teknologi dari berbagai bidang seperti Fisika, Kimia, Biologi, Matematika, Ilmu Komputer, serta Teknik-teknik Sistem, Mekanika, Elektronika dan Sipil (Woinaroschy, 2016). Konsep kota cerdas diperkenalkan untuk mengusahakan tersedianya kehidupan perkotaan yang baik bagi penduduknya melalui pengelolaan optimal berbagai sumberdaya yang diperlukan. Konsep kota cerdas merupakan proses kegiatan yang dilakukan untuk membuat perkotaan menjadi nyaman untuk kehidupan penduduknya dan siap menghadapi berbagai tantangan yang mungkin muncul. Tahun 2008 para

8 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 walikota di Eropa telah menyepakati kebijakan- kebijakan pembangunan kota berkelanjutan, yaitu mencapai tujuan 20-20-20 (20% reduksi gas buang/emisi, 20% energi terbarukan, dan 20% peningkatan efisiensi energi) pada tahun 2020 (Woinasroschy, 2016). Kota cerdas digambarkan dengan atribut kecerdasan dalam hal bangunan, infrastruktur, teknologi, energi, mobilitas, penduduk, administrasi, dan pendidikan (Albino, Berardi, & Dangelico, 2015). Atribut-atribut itu secara terintegrasi diterapkan dalam mengelola sumberdaya, mengendalikan tingkat polusi, dan mengalokasikan energi. Sebagai penggiat pengembangan ekonomi terutama pada industri modern peran penting pada struktur dan pengelolaan kota cerdas, industri kimia yang menerapkan prinsip Kimia Hijau dapat memainkan peranan penting pada evolusi berkelanjutan kota cerdas. Untuk Indonesia, standar kota cerdas sedang dikembangkan, yang didasarkan pada standar internasional (Prihadi, 2016). Smart City atau kota cerdas memiliki 6 (enam) indikator yaitu smart governance, pemerintahan transparan, informatif, dan responsif; smart economy, menumbuhkan produktivitas dengan kewirausahaan dan semangat inovasi; smart people, peningkatan kualitas sumber daya manusia dan fasilitas hidup layak; smart mobility, penyediaan sistem transportasi dan infrastruktur; smart environment, manajemen sumber daya alam yang ramah lingkungan; dan smart living, mewujudkan kota sehat dan layak huni. Menurut Guru Besar Sekolah Teknik Elektro dan Informatika (STEI) ITB, Suhono Harso Supangkat, yang juga adalah inisiator kota cerdas di Indonesia, kota-kota besar di Indonesia sedang berusaha mencapai standar kota cerdas, yang saat ini baru tercapai pada level 60. Belum sempurnanya kota cerdas di Indonesia, menurut beliau, karena belum adanya sumber daya manusia yang mencukupi yang menguasai berbagai teknologi pengeloaan kota cerdas dan belum adanya satu kesatuan soal standar nasional pengelolaan kota cerdas. Dari total 514 kabupaten atau kota di Indonesia, ada 50 yang ditargetkan oleh Dewan Teknologi Informasi dan Komunikasi Nasional (Wantiknas) dapat memenuhi kriteria kota cerdas (Windhi, 2016). Pemerintah juga menunjuk lima universitas untuk membuat kriteria nasional dan melakukan sosialisai mengenai kota cerdas ini. Enam kriteria yang telah didefinisikan sebelumnya juga menjadi pertimbangan tim Wantiknas ini. Indonesia telah mencanangkan kriteria kota cerdas dengan menerbitkan Perpres Nomor 96 tahun 2014, yang memuat Rencana Pita Lebar Indonesia atau RPI, yang diharapkan dapat bermanfaat, terjangkau, dan memberdayakan warga kota (Windhi, 2016). Indonesia telah merencanakan

9 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 tercapainya prinsip kota cerdas yang layak huni, aman dan nyaman pada tahun 2025, tercapainya kota hijau dan ketahanan terhadap perubahan iklim dan kejadian bencana pada tahun 2035, dan terciptanya kota cerdas yang berdaya saing dan berbasis teknologi pada tahun 2045 (Barus, 2017). Peranan Ilmu dan Teknologi Kimia dalam pembentukan kota cerdas, antara lain, dengan diperkenalkannya konsep Kimia Hijau / Green Chemistry untuk pengelolaan pembangunan berkelanjutan. Kimia Hijau / Green Chemistry, yang berfokus pada produksi dan teknologi penerapan Ilmu Kimia yang ramah lingkungan, diperkenalkan pada awal 1990-an (Anastas & Warner, 1998). Kimia hijau ini merupakan pendekatan untuk mengatasi masalah lingkungan baik dari segi bahan kimia yang dihasilkan, proses, ataupun tahapan reaksi yang digunakan. Konsep ini menegaskan tentang suatu metode yang didasarkan pada pengurangan penggunaan dan pembuatan bahan kimia berbahaya baik itu dari segi perancangan maupun proses. Bahaya bahan kimia yang dimaksudkan dalam konsep Kimia Hijau ini meliputi berbagai ancaman terhadap kesehatan manusia dan lingkungan, termasuk toksisitas, bahaya fisik, perubahan iklim global, dan penipisan sumber daya alam. Anastas dan Warner (1998) menguraikan tentang konsep Kimia Hijau sebagai gabungan dari 12 prinsip. Prinsip pertama menggambarkan ide dasar dari Kimia Hijau, yaitu pencegahan. Prinsip pertama ini menegaskan bahwa pencegahan limbah lebih diutamakan daripada perlakuan terhadap limbah. Selanjutnya prinsip pertama ini diikuti oleh prinsip-prinsip berikutnya yang memdanu pelaksanaan prinsip pertama. Prinsip-prinsip Kimia Hijau yang dapat diterapkan untuk pembentukan dan pengelolaan kota cerdas, adalah atom economy, penghindaran toksisitas, pemanfaatan solven dan media lainnya dengan konsumsi energi seminimal mungkin, pemanfaatan bahan mentah dari sumber terbarukan, serta penguraian produk kimia menjadi zat-zat nontoksik sederhana yang ramah lingkungan (Dhage, 2013). Definisi aspek pengelolaan kota cerdas adalah terdiri dari sistem pengelolaan air, infrastruktur, transportasi, energi, pengelolaan limbah, dan konsumsi bahan mentah (Albino, Berardi, & Dangelico, 2015). Dengan demikian Ilmu dan teknologi Kimia, melalui pendekatan kimia hijau dapat membuat aspek-aspek ini dikembangkan dan dikelola dengan lebih berkelanjutan, yaitu dengan menerapkan efisiensi energi dan anggaran yang lebih efektif dan pemanfaatan materi yang ramah lingkungan. Selanjutnya uraian dalam artikel ini akan membahas peranan Ilmu dan Teknologi Kimia Hijau pada masing-masing aspek yang membangun kota cerdas.

10 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 C. PROSES KIMIA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI TERKAIT HAL-HAL YANG TIDAK SESUAI DENGAN PRINSIP KIMIA HIJAU 1) ATOM Dunia sekitar kita terdiri dari berbagai jenis materi. Materi tersebut dapat mengalami perubahan, misalnya berkarat, membusuk, terbakar, atau berubah warna. Pada umumnya kita menghiraukan keberadaan berbagai jenis materi tersebut serta perubahan-perubahan yang terjadi. Namun demikian, beberapa orang mempunyai rasa ingin tahu yang istimewa. Orangorang seperti itu mengamati berbagai hal biasa secara lebih seksama dan memikirkannya secara lebih mendalam. Lalu muncullah beberapa pertanyaan yang menjadi pemikiran mereka. Terbentuk dari apakah sebenarnya materi ? bagaimana perubahan materi tersebut terjadi ? dalam rangka untuk menjelaskan hakikat dan perubahan materi, para pemikir masa lalu menduga bahwa materi terbentuk dari suatu bahan dasar. Democritus (460 – 370 SM) dan beberapa filsuf pada masa itu mengemukakan bahwa materi terbentuk dari partikel yang sudah tak terbagi yang dinamai atom (Yunani : atomos = tak terbagi). Namun, filsuf lain mempunyai pendapat berbeda. Plato dan Aristoteles berpendapat bahwa tidak ada yang tak terbagi. Oleh karena Aristoteles termasuk orang yang sangat berpengaruh pada masa itu, gagasan tentang atom memudar dan tidak mengalami perkembangan selama berabad-abad. Pemikiran tentang keberadaan atom Kembali muncul di Eropa pada abad ke-17, Ketika para ilmuwan mencoba menjelaskan sifat-sifat gas. Meski tidak terlihat, udara terdiri dari sejenis partikel yang senantiasa bergerak. Kita dapat merasakannya, misalnya Ketika terjadi angin. Isaac Newton (1642 – 1727), seorang ilmuwan yang sangat berpengaruh pada masa itu mengemukakan dukungannya tentang keberadaan atom. Selanjutnya pada abad ke-18, para kimiawan mulai melakukan pengukuran massa zatzat yang terlibat dalam reaksi. Pada tahun 1774, Antoine Laurents Lavoisier (1743 – 1794), seorang kimiawan asal Prancis, menemukan bahwa dalam reaksi kimia tidak terjadi perubahan massa. Penemuan ini dikenal sebagai Hukum Kekekalan Massa. Kemudian pada tahun 1799, Joseph Louis Proust (1754 – 1826), kimiawan asal Prancis menemukan Hukum Perbandingan Tetap yang menyatakan bahwa unsur-unsur bergabung dengan perbandingan tertentu. 2) PERKEMBANGAN MODEL ATOM i. TEORI ATOM DALTON Pada 1808, ilmuwan berkebangsaan Inggris, John Dalton, mengemukakan teorinya tentang materi atom yang dipublikasikan dalam A New System of Chemical Philosophy. Berdasarkan penelitian dan hasil-hasil perbandingannya, Dalton menyimpulkan sebagai berikut : ▪ Materi terdiri atas atom yang tidak dapat dibagi lagi. Postulat ini untuk mempertegas pendapat Democritus yang menyatakan jika suatu materi terus dibagi, suatu saat akan sampai pada suatu partikel yang tidak dapat dibagi lagi. Partikel ini disebut atom. ▪ Semua atom dari unsur kimia tertentu memiliki massa dan sifat yang sama meliputi volume, bentuk, maupun massanya. Sebaliknya atom – atom tidak sejenis mempunyai sifat yang berbeda. Postulat ini merupakan gagasan baru Dalton. Menurut Dalton, atom merupakan bagian terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur itu.

11 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 ▪ Dalam reaksi kimia, terjadi penggabungan atau pemisahan atom. Selanjutnya, atom – atom itu di tata ulang sehingga membentuk komposisi tertentu. Postulat ini di dasarkan pada Hukum Kekekalan Massa dari Lavoiser, yaitu massa sebelum dan sesudah reaksi adalah sama. Olek karena itu, tidak ada atom yang hilang atau tercipta dalam suatu reaksi kimia. Perubahan yang terjadi hanyalah berupa pemisahan dan penggabugan antar atom. ▪ Atom dapat bergabung dengan atom lain untuk membentuksuatu molekul dengan angka perbandingan bulat dan sederhana. Postulat ini merupakan konsep molekul, yaitu antar atom dapat bergabung membentuk suatu molekul. Atom yang bergabung dapat sejenis atau tidak sejenis. Penggabungan atom-atom sejenis membentuk molekul unsur. Penggabungan atom tidak sejenis membentuk senyawa. Berikut gambar teori atom Dalton : Kelebihan Atom Dalton : • Dapat menerangkan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier). • Dapat menerangkan Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust) Kelemahan Atom Dalton : o Tidak dapat menerangkan sifat listrik atom. o Pada kenyataannya atom dapat dibagi lagi menjadi partikel yang lebih kecil yang disebut partikel subatomik. o ii. MODEL ATOM THOMSON Seorang Kimiawan Inggris, Joseph John Thomson, pada tahun 1899 menemukan elektron, suatu partikel bermuatan negatif yang lebih ringan daripada atom. Dia memperlihatkan bahwa elektron merupakan partikel sub atomik. Dari penemuannya ini, J. J. Thomson mengemukakan dugaan (hipotesis) sebagai berikut : "karena elektron bermuatan negatif, sedangkan atom bermuatan listrik netral maka haruslah ada muatan listrik positif yang mengimbangi muatan elektron dalam atom". Maka ia mengusulkan suatu model atom yang dikenal dengan model atom roti kismis. ✓ Atom berbentuk bola pejal bermuatan positif yang homogen (diibaratkan sebagai roti). ✓ Elektron bermuatan negatif tersebar di dalamnya (seperti kismis yang tersebar di dalam roti).

12 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 Kelebihan Model Atom Thomson : ▪ Dapat menerangkan adanya partikel yang lebih kecil dari atom yang disebut partikel subatomik. ▪ Dapat menerangkan sifat listrik atom. Kelemahan Model Atom Thomson : Tidak dapat menerangkan fenomena penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas yang dikemukakan oleh Rutherford iii. MODEL ATOM RUTHERFORD Ahli Kimia Inggris, Ernest Rutherford beserta temannya Geiger dan Marsden pada 1911 melakukan eksperimen yang dikenal dengan penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas (0,0004 mm). Setelah berkali-kali melakukan percobaan, akhirnya Rutherford berhasil mengungkapkan fakta-fakta berikut. ❖ Sebagian besar partikel alfa menembus selaput tipis emas. Berarti, sebagian besar atom adalah ruang kosong. ❖ Sedikit dari partikel alfa (yang bermuatan positif) dibelokkan keluar oleh sesuatu, hal ini menunjukkan adanya sesuatu yang bermuatan positif yang dapat membelokkan partikel alfa. ❖ Lebih sedikit lagi dari partikel alfa itu (hanya 1 dari 20.000) terpantul dari selaput tipis emas. Dengan kenyataan ini, Rutherford sempat tercengang dan berkomentar, “sungguh luar biasa, seolah Anda menembak selembar kertas tisu dengan peluru setebal 40 cm dan peluru itu kembali menghantam Anda sendiri”. Hal ini menunjukkan adanya sesuatu yang sangat kecil (belakangan disebut sebagai inti), namun massa terpusat disana sehingga partikel alfa yang menumbuk pusat massa itu akan terpantulkan. ▪ Berdasarkan fenomena percobaan tersebut maka Rutherford mengusulkan suatu model atom yang dikenal dengan model atom nuklir Rutherford sebagai berikut. Sebagian besar ruangan dalam atom merupakan ruangan kosong. ▪ Atom terdiri atas inti atom bermuatan positif dan hampir seluruh massa atom terpusat pada inti. ▪ Elektron beredar mengelilingi inti. 4) Jumlah muatan inti sama dengan jumlah muatan elektron sehingga atom bersifat netral.

13 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 Akan tetapi, teori atom Rutherford juga memiliki kelemahan. Beberapa kelebihan dan kelemahan dari model atom nuklir Rutherford. Kelebihan Model Atom Rutherford : o Dapat menerangkan fenomena penghamburan partikel alfa oleh selaput tipis emas. o Mengemukakan keberadaan inti atom yang bermuatan positif dan merupakan pusat massa atom. Kekurangan Model Atom Rutherford : • Bertentangan dengan teori elektron dinamika klasik, di mana suatu partikel bermuatan listrik apabila bergerak akan memancarkan energi. • Elektron bermuatan negatif yang beredar mengelilingi inti akan kehilangan energi terus menerus sehingga akhirnya akan membentuk lintasan spiral dan jatuh ke inti. Pada kenyataannya hal ini tidak terjadi, elektron tetap stabil pada lintasannya. Kelemahan teori atom Rutherford tersebut dikoreksi oleh Niels Bohr dan melahirkan teori atom Bohr. iv. MODEL ATOM BOHR Niels Henrik David Bohr adalah seorang ahli Kimia Denmark. Pada 1913, Bohr mengemukakan teori tentang atom yang bertitik tolak dari model atom nuklir Rutherford dan teori kuantum Planck. Model atom Bohr berdasarkan teorinya sebagai berikut. ✓ Elektron beredar mengelilingi inti pada lintasan-lintasan (orbit) tertentu. ✓ Elektron yang beredar pada lintasannya tidak memancarkan energi, lintasan elektron ini disebut lintasan stasioner. ✓ Apabila elektron dengan tingkat energi rendah pindah ke lintasan dengan tingkat energi lebih tinggi maka elektron akan menyerap energi, peristiwa ini disebut eksitasi. Sebaliknya, apabila elektron pindah dari lintasan dengan tingkat energi lebih tinggi ke lintasan dengan tingkat energi lebih rendah maka elektron akan memancarkan energi, peristiwa ini disebut deeksitasi. Baik eksitasi maupun deeksitasi disebut peristiwa transisi elektron. Energi yang diserap atau dipancarkan pada peristiwa transisi elektron ini dinyatakan dengan persamaan :

14 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 Keterangan: ∆ : perbedaan tingkat energi ℎ : tetapan Planck = 6,6 × 10–34 J/s : frekuensi radiasi ✓ Energi yang dipancarkan/diserap ketika terjadi transisi elektron terekam sebagai spektrum atom Kelebihan Model Atom Bohr : • Menjawab kelemahan dalam model atom Rutherford dengan mengaplikasikan teori kuantum. • Menerangkan dengan jelas garis spektrum pancaran (emisi) atau serapan (absorpsi) dari atom hidrogen. Kekurangan Model Atom Bohr : o Terjadi penyimpangan untuk atom yang lebih besar dari hidrogen. o Tidak dapat menerangkan efek Zaeman, yaitu spektrum atom yang lebih rumit apabila atom ditempatkan pada medan magnet. v. TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUM Teori atom mekanika kuantum merupakan penyempurnaan dari teori atom Bohr. Teori ini di dasari oleh hipotesis de Broglie dan prinsip ketidakpastian Heisenberg. ➢ HIPOTESIS DE BROGLIE Meskipun teori atom Bohr cukup memuaskan untuk menerangkan sejumlah garis – garis spektrum hidrogen, teori tersebut tidak dapat menerangkan banyak fakta eksperimen. Misalnya teori atom Bohr tidak dapat menerangkan elektron dapat didifraksikan melalui sebuah kristal (peristiwa difraksi hanya dapat diterangkan dengan teori gelombang). Sebenarnya, gerakan elektron dalam aom sangat rumit dan sama sekali tidak dapat di gambarkan dengan lintasan yang berupa lingkaran atau elips. Louis de Broglie (1924) mengemukakan bahwa elektron yang bergerak mempunyai sifat – sifat gelombang. Ia menggambungkan persamaan Einsten (energi suatu partikel bermassa m). = . 2 …………………………(1) Dengan persamaan Planck (energi suatu gelombang berfrekuensi) = ℎ. …………………………(2) . 2 = ℎ. = ℎ. λ = ℎ ………………………....(3)

15 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 Louis de Broglie berpendapat jika sesuatu merupakan gelombang sebagaimana sinar dipertimbangkan sebagai aliran suatu partikel maka ia mengusulakan bahwa suatu partikel seperti elektron dapat dipikirkan sebbagai gelombang. Tidak sepeerti sinar yang berjalan dengan kecepatan tetap, elektron berjalan dengan kecepatan tidak tetap (bervariasi). Substitusi kecepatan cahaya (c) pada persamaan (3) dengan kecepatan elektron (v), menghasilakan persamaan (4). ………………………....(4) Keterangan : : panjang gelombang (m atau nm) h : tetapan Planck (6,626 x 10−34 . −1 ) m : massa elektron (9,11 x 10−31 ) v : kecepatan elektron (m s -1 ) ➢ PRINSIP KETIDAKPASTIAN HEISENBERG Ketidakpastian Heisenberg pada prinsipnya berkaitan dengan suatu partikel kecil yang bergerak dengan kecepatan tinggi seperti elektron dalam atom. Prinsip ini dikemukakan oleh Werner Heisenberg (1926). Mekanika klasik tentang gerakan di dasarkan pada pengetahuan tentang momentum dan posisi dari suatu partikel yang bergerak. Kita dapat mengukur kecepatan benda besar yang sedang bergerak dan menentukkan posisinya dengan ketetapan yang tinggi, misalnya kecepatan bola kaki. Hal ini berada dengan gerakan elektron dalam atom. Prinsip ketidakpastian Heisenberk menyatakan bahwa “Momentum dan posisi dari suatu partikel yang kecil tidak dapat diketahui secara bersamaan (simultan) dengan derajat kepastian”. Dapat dibayangkan bahwa makin tepat usaha mengukur posisi suatu partikel, kepastian momentumnya makin berkurang. Heisenberg menunjukkan bahwa batas terkecil ketidakpastian adalah tetapan Planck. Hal ini berarti bahwa perkalian Δy dan Δ(mv) sama dengan atau lebih besar dari h. . ( . ) ≥ (h : tetapan Planck) Karena tetapan Planck (h) berharga sangat kecil (6,626 x 10−34 J . s), ketidakpastian dalam pengukuran posisi atau momentum suatu objek yang besar, seperti pelemparan bola kaki, diabaikan. Tumbukan antara foton sinar yang memiliki energi sangat tinggi dengan elektron akan mengubah momentum elektron. Akibatnya pengukuran akan menjadi salah. Prinsip ketidakpastian Heisenberg menerangkan suatu dasar kelemahan model atom Bohr. Teori atom Bohr beranggapan bahwa elektron memiliki orbit yangtepat. Dengan demikian, posisi (r) dan J = kg.m2

16 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 momentum (m . v) diketahui dengan tepat. Ini tidak sesuai dengan prinsip Heisenberg dan merupakan kelemahan teori atom Bohr. ➢ PERSAMAAN GELOMBANG Oleh karena spektrum atom bersifat diskrit, maka hanya ada satu bantuk gelombang yang mungkin bagi elektron, yakni gelombang stasioner. Sifat gelombang dari elektron ini dapat dijelaskan menggunakan persamaan gelombang () yang dirumuskan oleh Erwin Schrodinger pada tahun 1926. Pada teori atom mekanika kuantum, kebolehjadian menemukan elektron dikenal sebagai konsep orbital. Orbital mempunyai energi, bentuk, dan orientasi tertentu yang dikarakterisasi oleh satu set tiga bilangan kuantum yang diperoleh dari persamaan gelombang Schrodinger. (adanya set bilangan kuantum ini membolehkan pemisahan lebih lanjut tingkat energi Bohr, sehingga dapat menjelaskan garis-garis halus pada spektrum atom hidrogen). Selain set ketiga bilangan kuantum tersebut, ada penambahan bilangan kuantum keempat yang menjadi dasar aturan pengisian elektron dalam orbital. Dengan demikian, di dalam teori atom mekanika kuantum, kedudukan elektron dalam atom dijelaskan oleh 4 bilangan kuantum. Susunan elektron dalam orbital-orbital dalam atom unsur dikenal sebagai konfigurasi elektron. Bilangan kuantum utama () menunjukkan kulit atom Bilangan kuantum utama menentukan tingkat energi elektron dan sesuai dengan tingkat energi atom Bohr (menunjukkan lintasan elektron atau kulit atom). Pada umumnya, elektron yang tingkat energinya lebih rendah adalah elektron yang dekat dengan inti atom, sedangkan elektron yang tingkat energinya lebih tinggi adalah elektron

17 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 yang jauh dari intinya. Harga bilangan kuantum utama merupakan bilangan bulat positif dan dimulai dari satu. Harga bilangan kuantum utama () : 1, 2, 3, 4, ... Tingkat energi ke- : 1, 2, 3, 4, ... Sesuai dengan lintasan ke- : 1, 2, 3,4, ... Sesuai dengan kulit atom : K, L, M, N, ... Bilangan kuantum azimuth () menunjukkan subkulit Bilangan kuantum azimut merupakan ukuran momentum sudut orbital elektron. Bilangan kuantum ini menunjukkan di subtingkat energi/subkulit/sub lintasan mana elektron bergerak dan menentukkan bentuk orbital. Harga bilangan kuantum azimut bergantung pada harga bilangan kuantum utamanya. Untuk suatu harga n, terdapat beberapa harga yang mungkin , yaitu dari = 0 hingga = n – 1 = 0, 1, 2, 3, ..., n – 1 Bilangan kuantum magnet () menunjukkan orientasi orbitalnya Bilangan kuantum magnetik menunjukkan kedudukan atau orientasi orbital dan juga menunjukkan adanya satu atau beberapa tingkat energi setingkat yang merupakan penyusunan subkulit. Harga bilangan kuantum magnetik dari − hingga + termasuk harga 0. Setiap harga mempunyai harga 1. Bilangan kuantum spin () menunjukkan perputaran elektron (rotasi) Bilangan kuantum spin () ini memberikan gambaran tentang arah perputaran elektron pada sumbunya. Terdapat dua kemungkinan perputaran elektron pada sumbunya, yaitu berputar searah jarum jam, bernilai +1 2 dan berputar berlawanan dengan arah jarum jam, bernilai - 1 2 . Pada penggambaran dalam ruang orbital atom, +1 2 diberi simbol panah ke atas (↑) dan - 1 2 diberi simbol panah ke bawah (↓). 3) MOLEKUL Molekul merupakan gabungan dari dua atau lebih atom, dapat terbentuk dari atom yang sama, contohnya hidrogen (H2) dan oksigen (O2), dan dapat juga terbentuk dari atom yang berbeda, contohnya air (H2O), karbon dioksida (CO2), atau karbon monoksida (CO). Molekul yang tersusun atas atom yang sama dinamakan molekul unsur, sedangkan molekul yang dibangun oleh atom berbeda disebut molekul senyawa. Molekul yang terbentuk dari dua atom, baik atom yang sama ataupun beda disebut molekul diatomik. Selain itu, atom juga bisa

18 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 membentuk molekul poliatomik, yaitu molekul yang tersusun atas tiga atau lebih atom, contohnya seperti ozon (O3) dan belerang atau sulfur (S8). O + O → O2 Molekul 1 atom oksigen 1 atom oksigen 1 molekul oksigen Unsur 2H + O → H2O Molekul 1 atom hidrogen 1 atom oksigen 1 molekul air Senyawa Molekul dikatakan bagian terkecil dari benda yang dapat berdiri sendiri. Satu molekul panjangnya kurang lebih satu per milliyar centimeter (1 x 10−9 cm). Dalam satu benda yang panjangnya satu centimeter, terdapat 1 x 109 molekul. Bayangkan bagaimana halusnya molekul itu. Bayangkan juga jumlah molekul yang terdapat dalam sehelai rambut, berapa jumlah molekul dalam tubuh, dan berapa molekul dalam bumi serta ruang angkasa. Seperti halnya atom, molekul juga mempunyai massa dan bentuk. Massa molekul suatu zat adalah jumlah massa atom yang membentuknya. 4) PERSAMAAN REAKSI KIMIA Menggambarkan reaksi kimia yang terdiri atas rumus kimia pereaksi dan hasil reaksi disertai dengan koefisiennya masing-masing. ❖ MENULISKAN PERSAMAAN REAKSI ✓ Reaksi kimia mengubah zat-zat asal (pereaksi = reaktan) menjadi zat baru (produk). ✓ Jenis dan jumlah atom yang terlibat dalam reaksi tidak berubah, tetapi ikatan kimia di antaranya berubah. ✓ katan kimia dalam pereaksi diputuskan dan terbentuk ikatan baru dalam produknya. ✓ Atom-atom ditata ulang membentuk produk reaksi. Contoh: 2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (l) Penulisan persamaan reaksi dapat dilakukan dengan 2 langkah : • Menuliskan rumus kimia zat pereaksi dan produk, lengkap dengan keterangan wujudnya. • Penyetaraan, yaitu memberi koefisien yang sesuai sehingga jumlah atom setiap unsur sama pada kedua ruas (cara sederhana). Contoh: Langkah 1 : Al (s) + H2SO4 (aq) → Al2(SO4)3 (aq) + H2 (g) (belum setara) Langkah 2 : 2Al (s) + 3H2SO4 (aq) → Al2(SO4)3 (aq) + 3H2 (g) (Sudah Setara ❖ MENYETARAKAN PERSAMAAN REAKSI Langkah-langkahnya (cara matematis) : ▪ Tetapkan koefisien salah satu zat, biasanya zat yang rumusnya paling kompleks = 1, sedangkan zat lain diberikan koefisien sementara dengan huruf.

19 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 ▪ Setarakan terlebih dahulu unsur yang terkait langsung dengan zat yang diberi koefisien 1 itu. ▪ Setarakan unsur lainnya. Biasanya akan membantu jika atom O disetarakan paling akhir. Contoh: Persamaan reaksi yang belum setara. C2H6 + O2 → CO2 + H2O Langkah 1 : Menetapkan koefisien C2H6 = 1 sedangkan koefisien yang lain ditulis dengan huruf 1 C2H6 + a O2 → b CO2 + c H2O Langkah 2 : Jumlah atom di ruas kiri dan kanan : Atom Ruas kiri Ruas kanan C 2 b H 6 2c O 2a 2b + c Langkah 3 : Jumlah atom di ruas kiri = jumlah atom di ruas kanan. Dari langkah 3, diperoleh : b = 2 ……………. (i) 2c = 6 ……………. (ii) 2a = (2b + c) …..………... (iii) Dari persamaan (ii), diperoleh : 2c = 6 c = 6 2 c = 3 ……..…… (iv) Persamaan (i) dan (iv) disubstitusikan ke persamaan (iii) : 2a = (2b + c) …………. (iii) 2a = {(2) . (2) + 3} = 7 a = 7 2 …………. (v) Langkah 4 : Nilai-nilai a, b, dan c disubstitusikan ke persamaan reaksi : 1 C2H6 + 7 2 O2 → 2 CO2 + 3 H2O (x2) 2 C2H6 + 7 O2 → 4 CO2 + 6 H2O

20 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 Langkah 5 : Memeriksa kembali jumlah atom di ruas kiri dan kanan, serta melengkapi wujud zatnya. 2C2H6 + 7 O2 → 4 CO2 + 6 H2O D. MENCIPTAKAN KEGIATAN YANG MENDUKUNG PRINSIP KIMIA HIJAU Salah satu peran kimia hijau adalah mendukung 17 agenda pembangunan berkelanjutan hingga tahun 2030 yang dicanangkan PBB. Ke-17 agenda tersebut dapat Kalian simak pada Gambar 5. Berdasarkan ke-17 agenda tersebut, prinsip kimia hijau terintegrasi dalam enam agenda pembangunan berkelanjutan 2030 yaitu agenda nomor 3, 6, 7, 13, 14, dan 15. Hidup sehat dan sejahtera bagi semua manusia di bumi tentu karena lingkungan yang aman dan bebas bahan-bahan berbahaya. Prinsip nomor 7 dari kimia hijau adalah penggunaan sumber energi yang dapat diperbaharui. Indonesia telah berupaya untuk menerapkan prinsip ini yaitu dengan cara mengurangi ketergantungan terhadap sumber energi fosil untuk menjaga kelestarian lingkungan. Dalam hal ini Presiden Joko Widodo mengakselerasi penerapan Biosolar 30 (B30) yang dimulai pada penghujung tahun 2019. Kini pemerintah melalui Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) resmi mengimplementasi B30 di Indonesia. Biosolar B30 sebagai bahan bakar nabati untuk mesin atau motor disel adalah lanjutan dari Biosolar 20. Mari lakukan aktivitas kerja ilmiah berikut sebagai contoh penerapan prinsip kimia hijau di sekitar kalian.

21 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 CONTOH PENERAPAN KIMIA HIJAU PADA AGENDA PEMBANGUNAN BERKELANJUTAN a) Pendekatan Kimia Hijau untuk Mencegah Pencemaran Zat Kimia dalam Makanan (Agenda ke-3) Ilmu dan teknologi kimia berperan besar dalam peningkatan mutu kehidupan, karena berdampak pada perkembangan industri obat-obatan, peningkatan penyediaan pangan dunia yang ditunjang oleh pemanfaatan pupuk dan pestisida, serta penemuan zat-zat kimia untuk memperbaiki mutu kehidupan seperti, zat warna, kosmetik, plastik, dan membran untuk penyaringan cairan (World Bank Group, 2012). Namun kemajuan itu dibarengi pula dengan dampak buruk produk-produk kimia di samping limbah kimia terhadap lingkungan termasuk kehidupan manusia, seperti yang telah diuraikan sebelumnya. Untuk mencegah dampak buruk inilah muncul konsep “Kimia Hijau” yang didefinisikan sebagai kimia yang ramah lingkungan (environmentally benign chemistry) (Anastas & Warner, 1998). Pendekatan kimia hijau memandu berbagai penemuan dan penerapan pendekatan sintesis zat-zat kimia dengan menggunakan sumbersumber terbarukan, kondisi-kondisi reaksi yang ramah lingkungan, meminimalkan energi dan merancang zat-zat kimia yang tidak beracun dan jauh lebih aman (Dhage, 2013). Selanjutnya proses kimia yang digunakan diusahakan agar seminimal mungkin dalam menimbulkan polusi pada lingkungan, dan tidak menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan (Clark, 2005). Untuk mengatasi hal ini, konsep pertanian berkelanjutan mengusulkan membudidayakan bahan pangan yang bergizi dan dapat melindungi kesehatan manusia dengan bantuan pupuk dan pestisida dari bahan-bahan organik yang berbasis zat-zat biologis (Sinha et al., 2009). Sejauh mungkin, sistem pertanian organik bergantung pada rotasi tanaman, pemanfaatan residu tanaman, pupuk kandang, kacang-kacangan, dan pupuk hijau demi menjaga produktivitas dan kesuburan tanah untuk memasok nutrisi tanaman. Ini menekankan pada metode pencegahan dan kuratif pengendalian hama seperti penggunaan kultivar yang tahan hama, agen biokontrol, dan metode budaya pengendalian hama (Sinha et al., 2009). Vermicompost (produk metabolisme cacing tanah yang memakan limbah organik) terbukti sebagai 'pupuk organik' yang sangat bergizi dan 'promotor pertumbuhan ajaib' yang kaya nitrogen, kalium, dan fosfor (NKP) dengan komposisi nitrogen 2-3%, kalium 1,85- 2,25% dan fosfor 1,55-2,25%, mikronutrien, mikroba tanah yang menguntungkan dan juga mengandung 'hormon pertumbuhan dan enzim (Sinha et al., 2009). Bukti-bukti terakumulasi di seluruh dunia termasuk studi oleh Sinha et al. (2009), bahwa cacing tanah dan vermikompost dapat melakukan keajaiban, karena dapat 'membangun tanah', 'memulihkan kesuburan tanah', 'mempertahankan produksi pertanian' dan juga menyediakan 'makanan aman' bagi kemajuan peradaban. Sistem pertanian berkelanjutan juga telah dipraktikkan di Indonesia antara lain, di Kabupaten Ciamis, Jawa Barat, yang menerapkan pola budidaya pertanian berkelanjutan dengan memanfaatkan kompos, jerami dan sisa tanaman yang dibenamkan di sawah, juga penggunaan mikroorganisme lokal, yang terbukti menghasilkan pendapatan bersih 1,5 kali lebih banyak daripada yang menerapkan pertanian konvensional dengan menggunakan pupuk kimia dan

22 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 pestisida. Usaha-usaha pertanian berkelanjutan ini juga sudah merambah ke Karawang, ke Jawa Tengah seperti Kabupaten Sukoharjo, Sragen, dan Bulungan (Sudjana, 2013). Semangat penerapan pertanian berkelanjutan juga semakin besar dengan banyaknya permintaan akan beras organik terutama di kota besar seperti Jakarta dengan permintaan sampai dengan 23 ton per minggu (Sudjana, 2013). Peranan aktif pelaksana industri dalam menerapkan kimia hijau untuk menunjang sektor industri kimia pertanian telah dilakukan di India, yaitu kerja sama antara beberapa industri kimia pertanian dan obat-obatan (FICCI, 2014). Pendekatan dilakukan dengan menciptakan proses-proses industri yang bertujuan mereduksi tingkat chemical oxygen demand (COD) pada air limbah hasil industri dan mengembangkan kolaborasi sehingga dapat saling bertukar praktik baik antar berbagai industri kimia. Kerja sama tersebut berhasil mengembangkan teknologi untuk pendekatan zero discharge solution, yaitu teknologi pengolahan air limbah, yang memungkinkan untuk recycle, recover, dan reuse air hasil olahan. Dengan demikian hanya sedikit sekali air yang dibuang ke lingkungan. Selain mengembalikan 90 – 95% air yang digunakan, juga mendaur ulang produk samping dari limbah itu dapat menghemat biaya operasi. Demikian juga perlakuan untuk mengurangi COD dengan cara memanfaatkan H2O2, perlakuan seperti subcritical water oxidation, thermalliquid phase oxidation, isolated bacteri, dan pemanfaatan adsorbent seperti karbon aktif. Kerja sama untuk berbagi ilmu dan keahlian dalam penerapan kimia hijau akan menghasilkan pengembangan proses dan produk secara efisien dalam pendanaan. Selanjutnya ada penerapan teknologi daur ulang pelarut organik yang digunakan untuk langkah-langkah pembuatan zat kimia, seperti pada sistem fermentasi, ekstraksi, pembentukan dan tahap akhir produk (World Bank Group/WBG, 2012). Pelarut-pelarut yang berbahaya bagi lingkungan diganti dengan pelarut yang ramah lingkungan seperti jenis dari soy methyl ester dan laktat ester yang berasal dari kedelai, yang mampu menggantikan pelarut yang merupakan turunan produk minyak bumi terklorinasi (FICCI, 2014). Pelarut lain adalah ethyllactate yang dapat menggantikan pelarut tradisional seperti toluen, aseton, dan xylene (FICCI, 2014). Pelarut-pelarut ramah lingkungan ini mudah terurai secara biologis (biodegradable), mudah di daur ulang, menghasilkan emisi yang tidak berbahaya, bersifat non-korosif, dan non-carcinogenik (FICCI, 2014). Pencegahan cemaran kimia dalam bahan pangan dengan menerapkan pendekatan kimia hijau juga dilakukan dengan menerapkan regulasi yang ketat pada berbagai industri yang berisiko mencemari lingkungan seperti memastikan bahwa limbah cair dan padat diolah dahulu sebelum dibuang ke lingkungan (Mustafa, 2016). Selain penerapan prinsip-prinsip kimia hijau seperti siklus tertutup pada industri bahan makanan, juga dapat diadvokasi upaya memperbaiki sikap hidup masyarakat agar mau menerapkan pengendalian limbah rumah tangga dan industri, memanfaatkan limbah industri pertanian dan peternakan untuk dijadikan sumber daya dan energi terbarukan, serta usaha menggunakan bahan-bahan kimia yang ramah lingkungan seperti cat dan bahanbahan bangunan (Mustafa, 2016). Industri bahan pengemasan pangan juga sudah memperhatikan bahan-bahan kemasan pangan yang aman bagi pangan dan

23 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 mudah didaur ulang atau bersifat biodegradable terutama bahan pengemas dari plastik, laminating logam dengan plastik atau kertas dengan plastik (Marsh & Bugushu, 2007; Raheem, 2012). Sosialisasi gaya hidup yang sehat berkenaan dengan penyediaan dan konsumsi makanan yang aman juga telah dilaksanakan di Indonesia, antara lain pemberdayaan masyarakat pertanian alami perkotaan (Huda & Harijati, 2016; Susilo & Wijanarko, 2016), serta peraturan mengenai jajan sehat untuk anak sekolah. Berdasarkan Laporan Akhir Hasil Monitoring Dan Verifikasi Profil Keamanan Pangan Jajan Anak Sekolah (PJAS) Nasional tahun 2008, menunjukkan bahwa 98,9% anak jajan di sekolah dan hanya 1% yang tidak pernah jajan (BPOM, 2013). PJAS ini menyumbang 31,06% energi dan 27,44% protein dari konsumsi pangan harian (BPOM, 2013). PJAS selain berfungsi sebagai sumber pangan jajanan juga dapat berfungsi sebagai sumber pangan sarapan. Dengan mempertimbangkan keadaan ini Direktorat Standarisasi Produk Pangan, Deputi Bidang Pengawasan Keamanan Pangan dan Bahan Berbahaya, BPOM-RI, telah menerbitkan buku Pedoman Pangan Jajanan Anak Sekolah untuk Pencapaian Gizi Seimbang, untuk orangtua, guru, dan pengelola kantin guna mengarahkan pemenuhan gizi dari pangan jajanan aman dan sehat bagi anak sekolah yang tidak atau kurang sarapan dan tidak membawa bekal (BPOM, 2013). Pada 2011 sampai dengan 2014, Kementerian Kesehatan telah melakukan analisis terhadap pangan jajanan anak sekolah SD/MI (Pusat Data dan Informasi Kemenkes, 2015). Setiap tahun diambil sampel pangan jajan dari 4500 sekolah, dan dilakukan pembinaan terhadap sekolah yang telah disampel mulai tahun 2012. Hasil pengujian terhadap 10.429 sampel menunjukkan 76,18% memenuhi syarat dan 28,82% tidak memenuhi syarat keamanan pangan. Penyebab tidak memenuhi syarat karena pencemaran oleh mikroba, BTP (bahan tambahan pangan) yang berlebihan, dan penggunaan bahan berbahaya. Jajanan yang diuji adalah bakso sebelum diseduh, jeli/agar-agar dan produk gelatin lain, minuman es, mie yang siap dikonsumsi, minuman berwarna dan sirup, kudapan (gorengan seperti: bakwan, tahu goreng, cilok, sosis, batagor, empek-empek), lontong, dan lain-lain, makanan ringan (kerupuk, keripik, produk ekstrusi, dan sejenisnya). Hasil pemeriksaan yang paling tidak memenuhi syarat adalah berturut-turut dari yang paling tinggi, minuman berwarna/sirup, minuman es, jeli/agar-agar, dan bakso. Penyebab tidak memenuhi syarat keamanan pangan adalah karena menggunakan bahan berbahaya yang dilarang untuk pangan yaitu BTP yang melebihi batas minimal, cemaran logam berat yang melebih batas minimal, dan kualitas mutu mikrobiologis yang tidak memenuhi syarat. Departemen Kesehatan kemudian mengadakan pengawasan, pembinaan dan pengawalan terhadap 16.990 SD/MI sejak 2012–2014. Berdasarkan uraian pada artikel ini dapat dikatakan bahwa Indonesia telah menerapkan berbagai peraturan untuk menjamin keamanan pangan from the farm to the table dengan koordinasi antar kementerian terkait (Pertanian, Kesehatan, Perindustrian, dan Perdagangan). Pemerintah juga sudah melakukan berbagai pengawasan terhadap pelaksanaan berbagai peraturan tersebut. Tetapi karena luasnya wilayah Indonesia, dan terdapat banyak penyedia bahan pangan mentah ataupun olahan yang kurang pengetahuan atau tidak peduli pada

24 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 keamanan pangan, maka sering terjadi keadaan luar biasa keracunan makanan yang datanya dapat dilihat pada Gambar 7 dan 8. Gambar 7. Profil Jenis Pangan Penyebab Kejadian Luar Biasa Keracunan Pangan di Indonesia 2011-2013 Gambar 8. Zat Penyebab Kejadian Luar Biasa Keracunan Pangan di Indonesia pada 2011 – 2013 Sumber : Mustafa, Dina. (2018). Penerapan Kimia Hijau untuk Menjamin Keamanan Pangan Meskipun pemerintah telah menetapkan berbagai aturan yang menjamin keamanan pangan dan pengawasan pelaksanaannya, namun peran aktif masyarakat masih diperlukan antara lain dengan memperhatikan jajanan di sekitar tempat kerja, sekolah dan perumahan, serta melaporkan kepada pihak terkait, jika ada kecurigaan pangan yang tidak aman. Dengan demikian masih diperlukan upaya peningkatan pengetahuan dan kepedulian bagi pelaku penyedia bahan pangan agar menerapkan keamanan pangan. b) Teknologi Hijau : Solusi untuk Pelestarian Sumber Air (Agenda ke-6) Perubahan Iklim yang diakibatkan oleh Pemanasan Global telah dirasakan dampaknya dalam kehidupan manusia. Apabila tidak dilakukan upaya pencegahan, dampak pemanasan global di masa yang akan datang merupakan ancaman yang sangat serius bagi kehidupan semua makhluk di bumi. Dalam menghadapi dampak Pemanasan Global diperlukan upayaupaya mitigasi dan adaptasi yang melibatkan masyarakat, seperti teknologi pelestarian sumber air dengan tanaman biologi (biopark), teknologi pengolahan air limbah domestik dengan ecological sanitation (Ecosan), taman bunga air limbah (waste water garden), sanitasi taman (sanita) dan konsep teknologi hijau (green tecnology). Teknologi Hijau merupakan salah satu upaya adaptasi dan mitigasi dampak Pemanasan Global yang sejalan dengan prinsip pembangunan yang berkelanjutan (sustainable development). Berbagai Teknologi Hijau di bidang pelestarian sumber air dan pengolahan air limbah telah tersedia untuk diterapkan dalam pembangunan. c) Mengenal Lebih Dekat Biodiesel B30 (Agenda ke-7) Apa itu BBN? Apa sih Biodiesel itu? Program B30? Mungkin masih banyak yang bertanya dan belum paham terkait program ini. Simak ulasan berikut, segala informasi dan penjelasan mengenai Program Mandatori Biodiesel B30 akan dikupas tuntas disini.

25 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 Apa itu Bahan Bakar Nabati ? Bahan Bakar Nabati adalah bahan bakar yang berasal dari bahanbahan nabati dan/atau dihasilkan dari bahan-bahan organik lain. Apa saja jenis Bahan Bakar Nabati ? Bahan Bakar Nabati terdiri dari Biodiesel, Bioetanol dan Minyak Nabati Murni. Apa itu biodiesel ? Biodiesel adalah bahan bakar nabati untuk aplikasi mesin/motor diesel berupa ester metil asam lemak (fatty acid methyl ester/FAME) yang terbuat dari minyak nabati atau lemak hewani melalui proses esterifikasi/transesterifikasi. Apa bahan baku biodiesel ? Untuk saat ini, di Indonesia bahan baku biodiesel berasal dari Minyak Sawit (CPO). Selain dari CPO, tanaman lain yang berpotensi untuk bahan baku biodiesel antara lain tanaman jarak, jarak pagar, kemiri sunan, kemiri cina, nyamplung dan lain-lain Bagaimana proses pembuatan biodiesel ? Proses pembuatan biodiesel umumnya menggunakan reaksi metanolisis (transesterifikasi dengan metanol) yaitu reaksi antara minyak nabati dengan metanol dibantu katalis basa (NaOH, KOH, atau sodium methylate) untuk menghasilkan campuran ester metil asam lemak dengan produk ikutan gliserol. Skema proses produksi biodiesel sebagai berikut : Apabila kandungan asam lemak bebas minyak nabati > 5%, maka terlebih dahulu dilakukan reaksi esterifikasi. Selain dari proses esterifikasi/ transesterifikasi dapat juga dilakukan dengan konversi enzimatis. Apa kegunaan Biodiesel ? Biodiesel digunakan sebagai energi alternatif pengganti Bahan Bakar Minyak untuk jenis diesel/solar. Biodiesel dapat diaplikasikan baik

26 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 dalam bentuk 100% (B100) atau campuran dengan minyak solar pada tingkat konsentrasi tertentu seperti B20. Bagaimana perkembangan implementasi Program Mandatori Biodiesel ? Program mandatori biodiesel sudah mulai diimplementasikan pada tahun 2008 dengan kadar campuran biodiesel sebesar 2,5%. Secara bertahap kadar biodiesel meningkat hingga 7,5% pada tahun 2010. Pada periode 2011 hingga 2015 persentase biodiesel ditingkatkan dari 10% menjadi 15%. Selanjutnya pada tanggal 1 Januari 2016, ditingkatkan kadar biodiesel hingga 20% (B20). Program Mandatori B20 berjalan baik dengan pemberian insentif dari BPDPKS untuk sektor PSO dan mulai 1 September 2018 pemberian insentif diperluas ke sektor non-PSO. Apakah landasan hukum penerapan Program Mandatori Bahan Bakar Nabati (BBN) ? Pemerintah Indonesia c.q. Kementerian ESDM menggalakkan Program Mandatori BBN melalui Peraturan Menteri ESDM No. 32 Tahun 2008 tentang Penyediaan, Pemanfaatan, dan Tata Niaga BBN sebagai Bahan Bakar Lain sebagaimana telah diubah terakhir kali dengan Peraturan Menteri ESDM No. 12 Tahun 2015. Apakah tujuan implementasi Program Mandatori BBN ? Tujuan implementasi Program Mandatori BBN sebagai berikut : Memenuhi komitmen Pemerintah untuk mengurangi emisi GRK sebesar 29% dari BAU pada 2030; Meningkatkan ketahanan dan kemandirian energi; Stabilisasi harga CPO; Meningkatkan nilai tambah melalui hilirisasi industri kelapa sawit; Memenuhi target 23% kontribusi EBT dalam total energi mix pada 2025; Mengurangi konsumsi dan impor BBM; Mengurangi emisi GRK; dan Memperbaiki defisit neraca perdagangan. Apa yang dimaksud dengan program B20 ? Program B20 adalah program pemerintah untuk mewajibkan pencampuran 20% Biodiesel dengan 80% bahan bakar minyak jenis Solar.

27 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 Apakah regulasi yang mengatur tentang pelaksanaan mandatori program B20 ? Regulasi yang mengatur tentang pentahapan mandatori program B20 adalah Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No. 12 tahun 2015 tentang Perubahan Ketiga atas Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No. 32 tahun 2008 tentang Penyediaan, Pemanfaatan dan Tata Niaga Bahan Bakar Nabati (Biofuel) sebagai Bahan Bakar Lain. Dalam peraturan ini ditetapkan target pentahapan pencampuran biodiesel untuk semua sektor terkait. Sejak kapan program B20 ini diberlakukan ? Berdasarkan Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No. 12 tahun 2015 tentang tentang Perubahan Ketiga atas Peraturan Menteri ESDM No. 32 tahun 2008 tentang Penyediaan, Pemanfaatan dan Tata Niaga Bahan Bakar Nabati (Biofuel) sebagai Bahan Bakar Lain, Program B20 mulai diberlakukan sejak 1 Januari 2016. Pada saat diimplementasikan, pemerintah memberikan insentif dengan dukungan pendanaan dari Badan Pengelola Dana Perkebunan Kelapa Sawit (BPDPKS) untuk menutup selisih antara HIP Biodiesel dan HIP Solar untuk sektor PSO dan mulai 1 September 2018 pemberian insentif tersebut diperluas ke sektor non-PSO. Pada sektor apa saja program B20 diterapkan ? Berdasarkan Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No. 12 tahun 2015, jenis sektor yang wajib menerapkan diantaranya usaha mikro, usaha perikanan, usaha pertanian, transportasi dan pelayanan umum/ PSO (Public Service Obligation); transportasi non PSO; dan industri dan komersial. Namun, program tersebut yang sudah diimplementasikan dengan baik di sektor transportasi (PSO). Sesuai arahan Presiden RI, terhitung mulai tanggal 1 September 2018 mandatori B20 dijalankan secara masif di semua sektor. Pada pelaksanaan penerapan ini Pemerintah melakukan perluasan insentif dana pembiayaan biodiesel ke seluruh sektor termasuk Non PSO, sehingga realisasi pemanfaatan biodiesel meningkat. Bagaimana hasil penerapan program B20 ?

28 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 Program Biodiesel 20% (B20) berjalan dengan baik dengan adanya dukungan kapasitas produksi yang cukup, uji kinerja/uji jalan, pemantauan secara berkala atas kualitas dan kuantitas oleh tim independen, serta penyusunan Standar Nasional Indonesia (SNI). Saat ini terdapat 25 BU BBN yang aktif berproduksi dengan total kapasitas terpasang sebesar 12,06 juta KL/tahun. Pemanfaatan biodiesel tahun 2018 sebesar 3,75 juta KL dalam negeri telah berhasil menurunkan impor solar sebesar 466.902 KL dan menghemat devisa sebesar US$1,89 Miliar USD atau Rp 26,27 Triliun. Pemanfaatan biodiesel tahun 2018 juga telah berhasil menurunkan emisi GRK dan meningkatkan kualitas lingkungan sebesar 5,61 juta ton CO2. Bagaimana realisasi implementasi program B20 ? Realisasi implementasi program B20 sampai bulan Oktober 2019 adalah sebagai berikut : Apakah biodiesel dapat langsung digunakan pada mesin diesel biasa ? Biodiesel siap digunakan oleh mesin diesel biasa dengan sedikit atau tanpa penyesuaian. Penyesuaian dibutuhkan jika penyimpanan atau wadah biodiesel terbuat dari bahan yang sensitif dengan biodiesel seperti seal, gasket, dan perekat terutama mobil lama dan yang terbuat dari karet alam dan karet nitril. Apakah benar biodiesel menyebabkan kerak pada tangki bahan bakar ? Tidak benar bahwa biodiesel menyebabkan kerak pada tangki bahan bakar. Biodiesel merupakan senyawa ester yang banyak digunakan sebagai pelarut/pembersih. Pemanfaatan biodiesel justru dapat membersihkan kerak dan kotoran yang tertinggal pada mesin, saluran bahan bakar dan tangki bahan bakar karena sifatnya sebagai solvent/pelarut. Apakah benar penggunaan B20 menyebabkan kerusakan pada injektor? Keberhasilan dari penggunaan B20 tergantung dengan 3 (tiga) faktor. yaitu kualitas bahan bakar (biodiesel dan solar), handling/penanganan bahan bakar dan juga kompatibilitas material terhadap bahan bakar tersebut. Kerusakan yang terjadi pada injektor

29 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 dapat diakibatkan dari ketidaksesuaian salah satu atau lebih dari ketiga faktor tersebut. Bagaimana menghindari sludge yang mudah timbul pada biodiesel yang didiamkan lama ? Adanya kontaminasi air pada biodiesel dapat menimbulkan Sludge. Selama penanganan/handling Biodiesel baik dan sesuai dengan tata cara penanganan yang disarankan, maka sludge pada biodiesel tidak akan timbul. Bagaimana dampak penggunaan biodiesel terhadap lingkungan ? Penggunaan biodiesel dapat meningkatkan kualitas lingkungan karena bersifat degradable (mudah terurai) dan emisi yang dikeluarkan lebih rendah dari emisi hasil pembakaran bahan bakar fosil. Berdasarkan hasil Laporan Kajian dan Uji Pemanfaatan Biodiesel 20% (B20) yang dilakukan oleh Ditjen EBTKE bersama beberapa stakeholder terkait pada tahun 2014, diperoleh hasil uji emisi sebagai berikut : ✓ Kendaraan berbahan bakar B20 menghasilkan emisi CO yang lebih rendah dibandingkan kendaraan B0. Hal ini dipengaruhi oleh lebih tingginya angka cetane dan kandungan oksigen dalam B20 sehingga mendorong terjadinya pembakaran yang lebih sempurna. ✓ Kendaraan berbahan bakar B20 menghasilkan emisi Total Hydrocarbon (THC) yang lebih rendah dibandingkan kendaraan B0. Hal ini disebabkan pembakaran yang lebih baik pada kendaraan B20, sehingga dapat menekan emisi THC yang dihasilkan. Negara mana saja yang sudah mengaplikasikan program B20 ? Indonesia adalah negara pertama yang berhasil mengimplementasikan B20 dengan bahan baku utama bersumber dari kelapa sawit. Negara yang telah berhasil mengimplementasikan B20 adalah Minnesota, Amerika Serikat mulai Mei 2018. Adapun Kolombia baru pada tahap B10 dari tahun 2011 dan Malaysia baru pada tahap B10 pada tahun 2019. Apa yang dimaksud dengan program B30 ? Program B30 adalah program pemerintah untuk mewajibkan pencampuran 30% Biodiesel dengan 70% bahan bakar minyak jenis Solar. Mengapa Pemerintah melaksanakan Program Mandatori B30 ? Peningkatan pencampuran biodiesel dengan bakan bakar minyak jenis solar dilaksanakan karena melihat keberhasilan implementasi Program B20 dan selaras dengan target pencampuran biodiesel yang tertuang pada Peraturan Menteri ESDM Nomor 12 Tahun 2015.Penerapan B30 juga diharapkan dapat semakin mengurangi laju impor BBM sehingga meningkatkan devisa negara. Apa yang telah dilakukan Pemerintah sebagai persiapan pelaksanaan Program Mandatori B30 ?

30 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 Beberapa persiapan yang telah dilakukan untuk implementasi B30, antara lain: ➢ melakukan Revisi SNI Biodiesel; ➢ melakukan uji jalan/fungsi B30; ➢ memastikan kesiapan produsen biodiesel; ➢ memastikan metode sistem handling dan penyimpanan yang tepat; ➢ memastikan kesiapan infrastruktur; ➢ dan melakukan sosialisasi untuk memastikan penerimaan semua pihak terkait, termasuk masyarakat. Bagaimana pelaksanaan uji jalan/fungsi B30 ? Uji Jalan (Road Test) untuk kendaraan dengan kapasitas < 3,5 ton dan > 3,5 ton dilaksanakan selama bulan Mei – November 2019 dengan melibatkan Kementerian ESDM, BPDPKS, BPPT, PT Pertamina (Persero), APROBI, GAIKINDO, dan IKABI. Bagaimana hasil Uji Jalan B30 ? Pada tanggal 28 November 2019 telah dipaparkan hasil dari Road Test B30, dimana secara umum dinyatakan sebagai berikut : ▪ Pemanfaatan B30 memberikan peningkatan daya mesin; ▪ Menurunkan emisi; dan ▪ Tidak memberikan dampak negatif pada mesin. Apa rekomendasi dari pelaksanaan Uji Jalan B30 ? Beberapa rekomendasi dari pelaksanaan Road Test B30 sebagai berikut: o Untuk menjaga kualitas B30, selama proses pencampuran, penyimpanan, dan penyaluran perlu dilakukan tindakan penanganan terkontrol dan termonitor secara berkala; o Biodiesel (B100) sebaiknya disimpan dalam tangki tertutup dan dihindarkan dari kontak dengan udara dan segera dilakukan pencampuran dengan B0; o Biodiesel (B100) yang digunakan pada campuran B30, diusulkan memiliki kadar monogliserida (MG) maksimum

31 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 sebesar 0,55 % massa, dan kadar air maksimum sebesar 350 ppm; o Direkomendasikan kepada APM untuk memberikan informasi kepada konsumen yang menggunakan kendaraan baru bahwa diawal pemakaian dapat terjadi penggantian filter yang lebih cepat. Bagaimana persiapan teknis, administrasi dan infrastruktur guna mendukung kesuksesan pelaksanaan Program Mandatori B30 ? Beberapa persiapan baik teknis, administrasi dan infrastruktur juga terus dilakukan, diantara lain: • Telah ditetapkan spesifikasi (B100) untuk pencampuran 30% (B30) berdasarkan Kepdirjen EBTKE No. 197 K/10/DJE/2019 tentang Spesifikasi BBN Jenis Biodiesel Sebagai Bahan Bakar Lain yang Dipasarkan di Dalam Negeri. • Telah ditetapkan alokasi biodiesel tahun 2020 sebesar 9.590.131 KL (untuk 18 BU BBM dan 18 BU BBN). • Telah diterbitkan Daftar BU BBN Biodiesel untuk Titik Serah atau Depot Tujuan Periode 2020 (28 Pertamina, 37 BU BBM lainnya). • Melaksanakan trial B30 di 8 Titik Serah milik PT Pertamina (Persero). • Penandatanganan kontrak BU BBM dan BU BBN telah dilakukan sejak awal Desember 2019 (untuk kontrak PT Pertamina dengan BU BBN ditanda tangan pada tanggal 16 Desember 2019). Bagaimana persiapan proses distribusi guna mendukung kesuksesan pelaksanaan Program Mandatori B30 ? ❖ Untuk memastikan sistem logistik dan handling yang handal serta meminimalisir naiknya kandungan air selama proses distribusi, maka diusulkan untuk melakukan trial B30 di titiktitik yang sudah siap untuk penyaluran B30. Adapun titik yang sudah siap dan BU BBN yang sanggup menyuplai B30 adalah 8 (delapan) titik serah milik PT Pertamina (Persero). Trial dimulai pada 25 November 2019. ❖ Saat ini penyaluran B100 untuk pencampuran B30 telah dilakukan dengan menggunakan moda kapal, truk, dan pipa di 8 TBBM Pertamina. Saat ini kualitas biodiesel yang telah disalurkan untuk trial B30 berdasarkan COA dari Pabrik Biodiesel masih memenui spesifikasi sebagaimana yang telah ditetapkan untuk tahun 2020, untuk pengecekan lebih lanjut akan dilakukan pengambilan sampel di titik serah dan akan diuji untuk kualitas B100 maupun B30. Apa manfaat pelaksanaan Program Mandatori B20 dan B30 bagi aspek ekonomi dan sosial? Secara garis besar manfaat ekonomi dan sosial dari implementasi B20 dan B30, sebagai berikut :

32 EVIE BERLIANTI HERMINA, S.Pd Rabu, 28 Juni 2023 Tabel 1. Manfaat Pelaksanaan Program Mandatori B20 dan B30 MANFAAT NILAI MANFAAT PROGRAM B20 TAHUN 2018 B20 TAHUN 2019 B30 TAHUN 2020 Volume yang digunakan 3,75 juta KL = 23,59 juta barel/tahun = 64,62 barel/hari 6,62 juta KL = 41,68 juta barel/tahun = 114,21 ribu barel/hari 9,59 juta KL = 60,31 juta barel/tahun = 165,24 ribu barel/hari Penghematan devisa USD 1,89 milyar = Rp26,67 triliun USD 3,54 milyar = Rp43,81 triliun USD 5,13 milyar = Rp63,39 triliun Peningkatan nilai tambah (CPO menjadi biodiesel) Rp5,78 triliun Rp9,68 triliun Rp13,82 triliun Mempertahankan tenaga kerja (petani sawit) On farm : 478.325 orang Off farm : 3.609 orang On farm : 828.488 orang Off farm : 6.252 orang On farm : 1,2 juta orang Off farm : 9.055 orang Pengurangan emisi GRK dan peningkatan kualitas lingkungan 5,61 juta ton CO2 ~ 20.317 bus kecil 9,91 juta ton CO2 ~ 35.908 bus kecil 14,25 juta ton CO2 ~ 52.010 bus keci