Ceramics

Ceramics
(keramikos – “burnt stuff” – desirable props are achieved by firing)

Traditional Silicate Ceramics                                 Advanced/Engineering Ceramics

Combinations of clay, feldspar and silica (cheap)[1] Nearly pure compounds of

oxides, carbides or nitrides (expensive)


Non-silicate oxide ceramics          Non-oxide ceramics

-Al203 Alumina                           -Si3N4 Silicon nitride

-ZrO2 Zirconia                                   -SiC  Silicon carbide


Structural Clay Products Whitewares

-brick                                more carefully controlled compositions

-tile                                                  -pottery

-sewer pipe                                      -porcelain

-cement                                            -sanitary ware


Ceramics

¨       Inorganic nonmetallic materials which consist of electropositive/electronegative compounds that are bonded primarily by ionic bonds, sometimes with covalent character.

¨       Ceramic crystal structures can be relatively simple to very complex.

¨       Ceramics can range from the more traditional & inexpensive to the advanced & highly sophisticated.

¨       The fabrication of ceramics and glasses must be different than for metals because of their high melting temperatures, (hence, difficult to cast) and low ductility, (hence, difficult to form).  Most are formed from powders (or particulate collections) and then dried and fired.

 

¨       Applications:

§         insulators

§         capacitors

§         semiconductors

§         abrasives

§         refractory

§         ferroelectrics

§         piezoelectrics

§         nuclear fuels
¨       Processing Techniques:

§         fusion

§         slip casting

§         sintering

§         hot isostatic pressing(HIP)

§         sol-gel

§         biomimetic

§         SHS (self-propagating high-temp synthesis)

 

 

¨       General properties:

§         hard and strong

§         brittle (low ductility)

§         low toughness & fracture toughness

§         low impact resistance

§         low electrical and thermal conductivity

§         high melting temperatures

§         high chemical stability

§         high compressive and tensile strengths (CS>>>TS by 5-10x)

§         fatigue life is rare

 

Ceramics (Keramikos- “burnt stuff” -desirable props are achieved by firing)

 

 

Traditional Silicate Ceramics                                                  Advanced/Engineering Ceramics

Combinations of clay, feldspar and silica (cheap)[2] Nearly pure compounds of

oxides, carbides or nitrides (expensive)

 

 

Non-silicate oxide ceramics    Non-oxide ceramics

-Al203 Alumina                            -Si3N4 Silicon nitride

-ZrO2 Zirconia                             -SiC  Silicon carbide

Structural Clay Products Whitewares

brick                                         more carefully controlled compositions

-tile                                           -pottery

-sewer pipe                                -porcelain

-cement                                    -sanitary ware


Clays

§         Aluminosilicates (Al2O3 and SiO2 and chemically bound H2O)

§         Broad range of compositions, structures, impurities

§         Usually the structure is layered with water between the sheets making it plastic (hydroplasticity)

§         Can be mixed with water and easily formed and then dried and fired to increase strength

 

Whitewares and Structural Clay Products

§         Made from clay, flint and feldspar

§         Flint is finely ground quartz, a filler that is hard and chemically unreactive with a high melting temperature.

§         Feldspar is an aluminosilicate mineral that contains K+, Na+ and Ca+.  It acts as a fluxing agent.  (i.e. it spreads out heat and helps things to flow.)

 

Refractories

§         Materials that are able to withstand high temperatures without melting or decomposing.

§         They are able to maintain insulative properties at high temperatures.

§         They remain inert and unreactive at high temperatures.

§         The four main categories:  fireclay, silica (acid), basic and special.

§         A decrease in the porosity of refractories will

ü       increase strength

ü       increase corrosion resistance

ü       increase load-bearing capacity

ü       decrease insulativeness

ü       resistance to thermal shock

 

Abrasives

§         Extremely hard materials used for cutting, grinding, and polishing other materials.

§         Due to high heat generated during the process, these materials also must have some refractory properties.

§         Examples are diamond, SiC, WC, Corundum, and silica sand.

 

Cements

§         materials that form a paste when mixed with water and then hardenedby chemical reactions

§         examples include cement, plaster of paris and lime

 

Note:  Concrete is a composite material made up of cement, large aggregates (gravel), and small aggregates (sand).  The cement in concrete is similar to the glassy phase in ceramics.  It bonds the other phases together.

 

Portland cement

§         One of the most commonly used cements.

§         Made by following process:

1. calcination:  grinding and  mixing clay and lime-bearing minerals

2. heating to obtain a material called clinker

3. grind this to a powder

4. add gypsum (CaSO4-2H2O) to retard setting process

§         Principle constituents are tricalcium silicate (3CaO-SiO2) and dicalcium silicate (2CaO-SiO2).  There can be many different compositions.

§         Hardening occurs by complex hydration reactions that form complex gels or crystalline substances. This process is known as curing.  If there were no water the reactions could not proceed and drying would occur.  Drying is bad.  Curing is good.
(Portland cement is a hydraulic cement because water is involved in the reactions.  Lime is a nonhydraulic cement because other compounds (CO2) are involved in the hardening reactions.)


Ceramic Crystalline Structures

Crystal structures of ionic compounds tend to maximize packing efficiency.  (This lowers the overall energy.)  The limitations to dense packing are the radius ratio and the need to maintain charge neutrality.  The radius ratio can help to predict the CN (and hence the crystal structure.)

 

If the bonding has some covalent character, then the packing will be less efficient.  You can determine the amount of ionic character in a bond by knowing the electronegativities, XA & XB, of the elements in the bond and the following equation:      % ionic character = [1 – e -1/4(XA-XB)] x 100%

 

A tetrahedral position is an interstitial site that if occupied, would have 4 neighbors.

An octahedral position is an interstitial site that if occupied, would have 6 neighbors.

 

Where are the octahedral and tetrahedral sites in the fcc crystal structure?

Where are the octahedral and tetrahedral sites in the hcp crystal structure?

 

Some relatively simple ceramic structures:

¨       Sodium Chloride structure (NaCl)

¨       Cesium Chloride structure (CsCl)

¨       Zinc Blende structure (ZnS and Compound Semiconductors)                               ?

¨       Fluorite structure (CaF2)

¨       Perovskite structure (CaTiO3)

¨       Diamond Cubic structure (Carbon and Elemental Semiconductors)

¨       Graphite (Carbon)

¨       Fullerenes (Carbon)

¨       Cristobalite structure (SiO2)

¨       Corundum Structure (Al2O3)

¨       Spinel Structure (MgAl2O4)/Inverse Spinel

 

Silicate Structures

Silica (SiO2) has half ionic and half covalent character.  (The percent of ionic character is about 50% as calculated from the above equation.)  A CN of 4 is predicted for the radius ratio of 0.29 for ionic compounds.  A bond angle of 105o is predicted for covalent bonding.  Silica is allotropic with at least five different crystalline forms depending on temperature and pressure conditions.  However, each form has every corner of an SiO4 tetrahedra (every oxygen atom) shared.  The sharing of oxygen atoms between the tetrahedra give the overall formula of SiO2. The structures are not dense and have high melting temperatures.

 

Silicates (or silicate ceramics) are Silica (SiO2) based ceramic clays that contain SiO44- tetrahedra in various arrangements.  Many naturally occurring minerals such as clays, feldspars and micas are silicates.  Many ceramic materials contain silicate structures. They include glass, cement, brick, electrical insulative materials, etc.

 

The general nature of silicate structures is the connection of the SiO44- tetrahedra.  Additional oxides tend to break up the continuity of these tetrahedra.  The remaining connectedness may be in the form of islands, chains or sheets:

¨       Network silicate structures – these structures connect all 4 corners of the SiO44- tetrahedra to form a network.  The Oxygen atoms are shared which accounts for the overall chemical formula of SiO2 not SiO4.

¨       Island silicate structures – when positive ions bond with the oxygens of the SiO44- tetrahedra

¨       Chain or ring silicate structures – when 2 corners of each SiO44- tetrahedra are bonded with corners of other tetrahedra with unit chemical formula SiO3-2.

¨       Sheet silicate structures – when 3 corners in the same plane of a silicate tetrahedron are bonded to the corners of 3 other silicate tetrahedra with chemical unit Si2O5-2.

 


Electrical Properties of Ceramics

Ceramics are used in many electrical applications as:

  • Insulators
  • Capacitors
  • Semiconductors
  • Ferroelectrics
  • Piezoelectrics

 

Insulators

prevents the flow of charge or heat. Ceramics make good insulators because the ionic and covalent bonding restricts electron and ion mobility.

 

 

Capacitors

store electrical energy by virtue of separating oppositely charged plates with an insulator (also called a dielectric) in between.  An example of a ceramic material used as the dielectric for a capacitor is Barium Titanate, Ba2TiO3

 

Some material properties of insulators (also called dielectrics):

¨       Capacitance (actually this is a property of a device, not the material)

¨       Dielectric constant

¨       Dielectric breakdown strength

¨       Dielectric loss factor

Some examples of ceramic insulators are

¨       Electrical Porcelain (50% clay, 25% silica, 25%feldspar)

¨       Steatite (90% talc, 10% clay)

¨       Fosterite (Mg2SiO4)

¨       Alumina (Al2O3 crystals in a glassy matrix of clay, talc, alkaline earth fluxes)

Semiconductors

have an intermediate value of electrical conductivity.  The most commonly used ceramic semiconducting materials are sintered oxides of Mn, Ni, Fe, Co, and Cu. By varying the amounts of these oxides in the material the desired value of the electrical conductivity can be obtained. These are used for NTC thermistors.  A Negative Temperature Coefficient Thermistor is a device that measures temperature by a change in the resistance of the material.  As temperature increases, resistance decreases.

 

Ferroelectrics

have behavior similar to a ferromagnetic material.  The relationship between the electric dipole moment density (Polarization, P) and the electric field strength (E) looks exactly like the relationship between magnetic dipole moment density (Magnetization, M) and magnetic field strength (H).

 

Piezoelectrics

have the distinct property whereby an applied stress induces an electrical voltage.  The reverse piezoelectric effect is the phenomena whereby an applied voltage across the material results in a dimensional change.  BaTiO3
Mechanical Properties of Ceramic Materials

Ceramics are strong

However, their principle drawback is a disposition to catastrophic fracture in a brittle mode.  Hence, the effort in research of these materials is to make them tougher. An example of an advancement in this area is the transformation toughening of partially stabilized Zirconia (PSZ).

Fine grain size ceramics are stronger than coarse grain size ceramics

The reason is different than for metals:  If fracture does not initiate at a crack, flaw, pore or inclusion, it will originate at a flaw in a grain boundary.  Finer grain size ceramics will have smaller flaw at the grain boundaries.  Hence, the finer grain ceramics will be stronger.

The Flexural Strength is an alternate property to Tensile Strength for ceramics

The flexural strength (or modulus of rupture, fracture strength, bend strength) is the (calculated) tensile stress at failure of a specimen subjected to a three or four point load.  This is an easier test to carry out for brittle materials than the traditional standard Tensile Test.

Ceramics are brittle

Ceramics have very low toughness values and also fracture toughness values.  Recall that brittle fracture consists of formation and propagation of cracks through the cross section in a direction perpendicular to the applied load.  Usually the crack growth is transgranular and along specific crystallographic directions.

 

The reasons that ceramics are so brittle:

1.       Ceramic materials inherently have cracks, flaws, pores and inclusions.  These act as stress risers and failure initiates at one of these and propagates quickly (because there is no energy absorbing mechanism as there is in metals,) causing brittle fracture.

2.       The covalent bond is directional and electrons are shared.  Hence, bonds will not reform easily and so brittle fracture will occur.

3.       Since the crystal structures tend to be complex, there are limited slip systems and large Burgers vectors.  (called complex dislocation structures)

4.       Potential slip planes may involve like charges moving over each other which will cause separation and so brittle fracture will occur.

Ceramics are much stronger in compression than in tension.

Why?

Some ceramics are subject to Static Fatigue or Delayed Fracture

This is when ceramics fail by slow crack propagation under a static load.  The mechanism is a stress-corrosion process at a crack tip.

Ceramics rarely have any sort of fatigue failure

This is due to the lack of plasticity in ceramics; however, there have been recent advances in compressive-compressive stress cycling of polycrystalline alumina.

Ceramics have high hardness values

This makes them excellent abrasive materials used for cutting, grinding and polishing.  Alumnia (aluminum oxide, Al2O3) and silicon carbide, SiC are two of the most commonly used manufactured ceramic abrasives.  Improvements on these are made by combining zirconium oxide with aluminum oxide.  Another important ceramic abrasive is cubic boron nitride (Bortazon).

 

Ceramics have high melting temperatures

This makes them excellent materials to be used for high temperature applications.  Materials used at high temperatures are call refractory materials or refractories.   However, creep will occur at these temperatures and so one must be aware of the material’s creep behavior.

Porosity has an adverse affect on a ceramic’s properties.

The modulus of elasticity and the flexural strength will both decrease with porosity.

There is much scatter in the data measuring the properties of ceramic materials

The reason is because much of the data depends on flaw density and size.  This, in turn, will depend on fabrication technique, processing and size of the specimen.  Hence, the scatter.


[1] *clay – A hydrated Aluminum silicates with other oxides.  Provides workability before firing hardens it.  (eg Al2O3 2Si03 2H2O)

feldspar – A naturally occurring, industrial important, network silicate with a low melting temperature.  It becomes glass upon firing and bonds the refractory components together.  Some Si+4 ions are replaced with Al+3 in substitional positions and some Na+, K+, Ca+, Ba+ ions are in interstitial positions.  (eg K2O Al203 6Si02)

 

silica – (aka flint or quartz) SiO2 is a polymorphic compound. (quartz, tridymite and cristobalite are some of its forms.)  It acts as the refractory component of traditional ceramics.

 

[2] *clay – A hydrated Aluminum silicates with other oxides.  Provides workability before firing hardens it.  (eg Al2O3 2Si03 2H2O)

feldspar – A naturally occurring, industrial important, network silicate with a low melting temperature.  It becomes glass upon firing and bonds the refractory components together.  Some Si+4 ions are replaced with Al+3 in substitional positions and some Na+, K+, Ca+, Ba+ ions are in interstitial positions.  (eg K2O Al203 6Si02)

 

silica – (aka flint or quartz) SiO2 is a polymorphic compound. (quartz, tridymite and cristobalite are some of its forms.)  It acts as the refractory component of traditional ceramics.

 

KISAH NABI IBRAHIM A.S.

Nabi Ibrahim adalah putera Aaazar {Tarih} bin Tahur bin Saruj bin Rau’ bin Falij bin Aaabir bin Syalih bin Arfakhsyad bin Saam bin Nuh A.S.Ia dilahirkan di sebuah tempat bernama “Faddam A’ram” dalam kerajaan “Babylon” yang pd waktu itu diperintah oleh seorang raja bernama “Namrud bin Kan’aan.”
Kerajaan Babylon pd masa itu termasuk kerajaan yang makmur rakyat hidup senang, sejahtera dalam keadaan serba cukup sandang mahupun pandangan serta saranan-saranan yang menjadi keperluan pertumbuhan jasmani mrk.Akan tetapi tingkatan hidup rohani mrk masih berada di tingkat jahiliyah. Mrk tidak mengenal Tuhan Pencipta mrk yang telah mengurniakan mrk dengan segala kenikmatan dan kebahagiaan duniawi. Persembahan mrk adalah patung-patung yang mrk pahat sendiri dari batu-batu atau terbuat dari lumpur dan tanah.

Raja mereka Namrud bin Kan’aan menjalankan tampuk pemerintahnya dengan tangan besi dan kekuasaan mutlak.Semua kehendaknya harus terlaksana dan segala perintahnya merupakan undang-undang yang tidak dpt dilanggar atau di tawar. Kekuasaan yang besar yang berada di tangannya itu dan kemewahan hidup yang berlebuh-lebihanyang ia nikmati lama-kelamaan menjadikan ia tidak puas dengan kedudukannya sebagai raja. Ia merasakan dirinya patut disembah oleh rakyatnya sebagai tuhan. Ia berfikir jika rakyatnya mahu dan rela menyembah patung-patung yang terbina dari batu yang tidal dpt memberi manfaat dan mendtgkan kebahagiaan bagi mrk, mengapa bukan dialah yang disembah sebagai tuhan.Dia yang dpt berbicara, dapat mendengar, dpt berfikir, dpt memimpin mrk, membawa kemakmuran bagi mrk dan melepaskan dari kesengsaraan dan kesusahan. Dia yang dpt mengubah orang miskin menjadi kaya dan orang yang hina-dina diangkatnya menjadi orang mulia. di samping itu semuanya, ia adalah raja yang berkuasa dan memiliki negara yang besar dan luas.

Di tengah-tengah masyarakat yang sedemikian buruknya lahir dan dibesarkanlah Nabi Ibrahim dari seorang ayah yang bekerja sebagai pemahat dan pedagang patung. Ia sebagai calun Rasul dan pesuruh Allah yang akan membawa pelita kebenaran kepada kaumnya,jauh-jauh telah diilhami akal sihat dan fikiran tajam serta kesedaran bahwa apa yang telah diperbuat oleh kaumnya termasuk ayahnya sendiri adalah perbuat yang sesat yang menandakan kebodohan dan kecetekan fikiran dan bahwa persembahan kaumnya kepada patung-patung itu adalah perbuatan mungkar yang harus dibanteras dan diperangi agar mrk kembali kepada persembahan yang benar ialah persembahan kepada Tuhan Yang Maha Esa, Tuhan pencipta alam semesta ini.

Semasa remajanya Nabi Ibrahim sering disuruh ayahnya keliling kota menjajakan patung-patung buatannya namun karena iman dan tauhid yang telah diilhamkan oleh Tuhan kepadanya ia tidak bersemangat untuk menjajakan brg-brg itu bahkan secara mengejek ia menawarkan patung-patung ayahnya kepada calun pembeli dengan kata-kata:” Siapakah yang akan membeli patung-patung yang tidak berguna ini? “

Nabi Ibrahim Ingin Melihat Bagaimana Makhluk Yang Sudah
Mati Dihidupkan Kembali Oleh Allah

Nabi Ibrahim yang sudah berketetapan hati hendak memerangi syirik dan persembahan berhala yang berlaku dalam masyarakat kaumnya ingin lebih dahulu mempertebalkan iman dan keyakinannya, menenteramkan
hatinya serta membersihkannya dari keragu-raguan yang mungkin esekali mangganggu fikirannya dengan memohon kepada Allah agar diperlihatkan kepadanya bagaimana Dia menghidupkan kembali makhluk-makhluk yang sudah mati.Berserulah ia kepada Allah: ” Ya Tuhanku! Tunjukkanlah kepadaku bagaimana engkau menghidupkan makhluk-makhluk yang sudah mati.”Allah menjawab seruannya dengan berfirman:Tidakkah engkau beriman dan percaya kepada kekuasaan-Ku? “Nabi Ibrahim menjawab:” Betul, wahai Tuhanku, aku telah beriman dan percaya kepada-Mu dan kepada kekuasaan-Mu, namun aku ingin sekali melihat itu dengan mata kepala ku sendiri, agar aku mendapat ketenteraman dan ketenangan dan hatiku dan agar makin menjadi tebal dan kukuh keyakinanku kepada-Mu dan kepada kekuasaan-Mu.”

Allah memperkenankan permohonan Nabi Ibrahim lalu diperintahkanlah ia menangkap empat ekor burung lalu setelah memperhatikan dan meneliti bahagian tubuh-tubuh burung itu, memotongnya menjadi berkeping-keping mencampur-baurkan kemudian tubuh burung yang sudak hancur-luluh dan bercampur-baur itu diletakkan di atas puncak setiap bukit dari empat bukit yang letaknya berjauhan satu dari yang lain.
Setelah dikerjakan apa yang telah diisyaratkan oleh Allah itu, diperintahnyalah Nabi Ibrahim memanggil burung-burung yang sudah terkoyak-koyak tubuhnya dan terpisah jauh tiap-tiap bahagian tubuh burung dari bahagian yang lain.

Dengan izin Allah dan kuasa-Nya datanglah berterbangan enpat ekor burung itu dalam keadaan utuh bernyawa seperti sedia kala begitu mendengar seruan dan panggilan Nabi Ibrahim kepadanya lalu hinggaplah empat burung yang hidup kembali itu di depannya, dilihat dengan mata kepalanya sendiri bagaimana Allah YAng Maha Berkuasa dpt menghidupkan kembali makhluk-Nya yang sudah mati sebagaimana Dia menciptakannya dari sesuatu yang tidak ada. Dan dengan demikian tercapailah apa yang diinginkan oleh Nabi Ibrahim untuk mententeramkan hatinya dan menghilangkan kemungkinan ada keraguan di dalam iman dan keyakinannya, bahwa kekuasaan dan kehendak Allah tidak ada sesuatu pun di langit atau di bumi yang dpt menghalangi atau menentangnya dan hanya kata “Kun” yang difirmankan Oleh-Nya maka terjadilah akan apa yang dikenhendaki ” Fayakun”.

Nabi Ibrahim Berdakwah Kepada Ayah Kandungnya

Aazar, ayah Nabi Ibrahim tidak terkecuali sebagaimana kaumnya yang lain, bertuhan dan menyembah berhala bah ia adalah pedagang dari patung-patung yang dibuat dan dipahatnya sendiri dan drpnya orang membeli patung-patung yang dijadikan persembahan.
Nabi Ibrahim merasa bahwa kewajiban pertama yang harus ia lakukan sebelum berdakwah kepada orang lain ialah menyedarkan ayah kandungnya dulu orang yang terdekat kepadanya bahwa kepercayaan dan persembahannya kepada berhala-berhala itu adalah perbuatan yang sesat dan bodoh.Beliau merasakan bahawa kebaktian kepada ayahnya mewajibkannya memberi penerangan kepadanya agar melepaskan kepercayaan yang sesat itu dan mengikutinya beriman kepada Allah Yang Maha Kuasa.

Dengan sikap yang sopan dan adab yang patut ditunjukkan oleh seorang anak terhadap orang tuanya dan dengan kata-kata yang halus ia dtg kepada ayahnya menyampaikan bahwa ia diutuskan oleh Allah sebagai nabi dan rasul dan bahawa ia telah diilhamkan dengan pengetahuan dan ilmu yang tidak dimiliki oleh ayahnya. Ia bertanya kepada ayahnya dengan lemah lembut gerangan apakah yang mendorongnya untuk menyembah berhala seperti lain-lain kaumnya padahal ia mengetahui bahwa berhala-berhala itu tidak berguna sedikit pun tidak dpt mendtgkan keuntungan bagi penyembahnya atau mencegah kerugian atau musibah. Diterangkan pula kepada ayahnya bahwa penyembahan kepada berhala-berhala itu adalah semata-mata ajaran syaitan yang memang menjadi musuh kepada manusia sejak Adam diturunkan ke bumi lagi. Ia berseru kepada ayahnya agar merenungkan dan memikirkan nasihat dan ajakannya berpaling dari berhala-berhala dan kembali menyembah kepada Allah yang menciptakan manusia dan semua makhluk yang dihidupkan memberi mrk rezeki dan kenikmatan hidup serta menguasakan bumi dengan segala isinya kepada manusia.

Aazar menjadi merah mukanya dan melotot matanya mendengar kata-kata seruan puteranya Nabi Ibrahim yyang ditanggapinya sebagai dosa dan hal yang kurang patut bahwa puteranya telah berani mengecam dan menghina kepercayaan ayahnya bahkan mengajakkannya untuk meninggalkan kepercayaan itu dan menganut kepercayaan dan agama yang ia bawa. Ia tidak menyembunyikan murka dan marahnya tetapi dinyatakannya dalam kata-kata yang kasar dan dalam maki hamun seakan-akan tidak ada hunbungan diantara mereka. IA berkata kepada Nabi Ibrahim dengan nada gusar: ” Hai Ibrahim! Berpalingkah engkau dari kepercayaan dan persembahanku ? Dan kepercayaan apakah yang engkau berikan kepadaku yang menganjurkan agar aku mengikutinya? Janganlah engkau membangkitkan amarahku dan cuba mendurhakaiku.Jika engkau tidak menghentikan penyelewenganmu dari agama ayahmu tidak engkau hentikan usahamu mengecam dan memburuk-burukkan persembahanku, maka keluarlah engkau dari rumahku ini. Aku tidak sudi bercampur denganmu didalam suatu rumah di bawah suatu atap. Pergilah engkau dari mukaku sebelum aku menimpamu dengan batu dan mencelakakan engkau.”

Nabi Ibrahim menerima kemarahan ayahnya, pengusirannya dan kata-kata kasarnya dengan sikap tenang, normal selaku anak terhadap ayah seray berkaat: ” Oh ayahku! Semoga engkau selamat, aku akan tetap memohonkan ampun bagimu dari Allah dan akan tinggalkan kamu dengan persembahan selain kepada Allah. Mudah-mudahan aku tidak menjadi orang yang celaka dan malang dengan doaku utkmu.” Lalu keluarlah Nabi Ibrahim meninggalkan rumah ayahnya dalam keadaan sedih dan prihati karena tidak berhasil mengangkatkan ayahnya dari lembah syirik dan kufur.

Nabi Ibrahim Menghancurkan Berhala-berhala

Kegagalan Nabi Ibrahim dalam usahanya menyedarkan ayahnya yang tersesat itu sangat menusuk hatinya karena ia sebagai putera yang baik ingin sekali melihat ayahnya berada dalam jalan yang benar terangkat dari lembah kesesatan dan syirik namun ia sedar bahwa hidayah itu adalah di tangan Allah dan bagaimana pun ia ingin dengan sepenuh hatinya agar ayahnya mendpt hidayah ,bila belum dikehendaki oleh Allah maka sia-sialah keinginan dan usahanya.
Penolakan ayahnya terhadap dakwahnya dengan cara yang kasar dan kejam itu tidak sedikit pun mempengaruhi ketetapan hatinya dan melemahkan semangatnya untuk berjalan terus memberi penerangan kepada kaumnya untuk menyapu bersih persembahan-persembahan yang bathil dan kepercayaan-kepercayaan yang bertentangan dengan tauhid dan iman kepada Allah dan Rasul-Nya

Nabi Ibrahim tidak henti-henti dalam setiap kesempatan mengajak kaumnya berdialog dan bermujadalah tentang kepercayaan yang mrk anut dan ajaran yang ia bawa. Dan ternyata bahwa bila mrk sudah tidak berdaya menilak dan menyanggah alasan-alasan dan dalil-dalil yang dikemukakan oleh Nabi Ibrahim tentang kebenaran ajarannya dan kebathilan kepercayaan mrk maka dalil dan alasan yang usanglah yang mrk kemukakan iaitu bahwa mrk hanya meneruskan apa yang oleh bapa-bapa dan nenek moyang mrk dilakukan dan sesekali mrk tidak akan melepaskan kepercayaan dan agama yang telah mrk warisi.

Nabi Ibrahim pd akhirnya merasa tidak bermanfaat lagi berdebat dan bermujadalah dengan kaumnya yang berkepala batu dan yang tidak mahu menerima keterangan dan bukti-bukti nyata yang dikemukakan oleh beliau dan selalu berpegang pada satu-satunya alasan bahwa mrk tidak akan menyimpang dari cara persembahan nenek moyang mrk, walaupun oleh Nabi Ibrahim dinyatakan berkali-kali bahwa mrk dan bapa-bapa mrk keliru dan tersesat mengikuti jejak syaitan dan iblis.
Nabi Ibrahim kemudian merancang akan membuktikan kepada kaumnya dengan perbuatan yang nyata yang dapat mrk lihat dengan mata kepala mrk sendiri bahwa berhala-berhala dan patung-patung mrk betul-betul tidak berguna bagi mrk dan bahkan tidak dapat menyelamatkan dirinya sendiri.

Adalah sudah menjadi tradisi dan kebiasaan penduduk kerajaan Babylon bahwa setiap tahun mrk keluar kota beramai-ramai pd suatu hari raya yang mrk anggap sebagai keramat. Berhari-hari mrk tinggal di luar kota di suatu padang terbuka, berkhemah dengan membawa bekalan makanan dan minuman yang cukup. Mrk bersuka ria dan bersenang-senang sambil meninggalkan kota-kota mrk kosong dan sunyi. Mrk berseru dan mengajak semua penduduk agar keluar meninggalkan rumah dan turut beramai -ramai menghormati hari-hari suci itu. Nabi Ibrahim yang juga turut diajak turut serta berlagak berpura-pura sakit dan diizinkanlah ia tinggal di rumah apalagi mrk merasa khuatir bahwa penyakit Nabi Ibrahim yang dibuat-buat itu akan menular dan menjalar di kalangan mrk bila ia turut serta.

” Inilah dia kesempatan yang ku nantikan,” kata hati Nabi Ibrahim tatkala melihat kota sudah kosong dari penduduknya, sunyi senyap tidak terdengar kecuali suara burung-burung yang berkicau, suara daun-daun pohon yang gemerisik ditiup angin kencang. Dengan membawa sebuah kapak ditangannya ia pergi menuju tempat beribadatan kaumnya yang sudah ditinggalkan tanpa penjaga, tanpa juru kunci dan hanya deretan patung-patung yang terlihat diserambi tempat peribadatan itu. Sambil menunjuk kepada semahan bunga-bunga dan makanan yang berada di setiap kaki patung berkata Nabi Ibrahim, mengejek:” Mengapa kamu tidak makan makanan yang lazat yang disaljikan bagi kamu ini? Jawablah aku dan berkata-katalah kamu.”Kemudian disepak, ditamparlah patung-patung itu dan dihancurkannya berpotong-potong dengan kapak yang berada di tangannya. Patung yang besar ditinggalkannya utuh, tidak diganggu yang pada lehernya dikalungkanlah kapak Nabi Ibrahim itu.

Terperanjat dan terkejutlah para penduduk, tatkala pulang dari berpesta ria di luar kota dan melihat keadaan patung-patung, tuhan-tuhan mrk hancur berantakan dan menjadi potongan-potongan terserak-serak di atas lantai. Bertanyalah satu kepada yang lain dengan nada hairan dan takjub: “Gerangan siapakah yang telah berani melakukan perbuatan yang jahat dan keji ini terhadap tuhan-tuhan persembahan mrk ini?” Berkata salah seorang diantara mrk:” Ada kemungkinan bahwa orang yang selalu mengolok-olok dan mengejek persembahan kami yang bernama Ibrahim itulah yang melakukan perbuatan yang berani ini.” Seorang yang lain menambah keterangan dengan berkata:” Bahkan dialah yang pasti berbuat, karena ia adalah satu-satunya orang yang tinggal di kota sewaktu kami semua berada di luar merayakan hari suci dan keramat itu.” Selidik punya selidik, akhirnya terdpt kepastian yyang tidak diragukan lagi bahwa Ibrahimlah yang merusakkan dan memusnahkan patung-patung itu. Rakyat kota beramai-ramai membicarakan kejadian yang dianggap suatu kejadian atau penghinaan yang tidak dpt diampuni terhadap kepercayaan dan persembahan mrk. Suara marah, jengkel dan kutukan terdengar dari segala penjuru, yang menuntut agar si pelaku diminta bertanggungjawab dalam suatu pengadilan terbuka, di mana seluruh rakyat penduduk kota dapat turut serta menyaksikannya.

Dan memang itulah yang diharapkan oleh Nabi Ibrahim agar pengadilannya dilakukan secara terbuka di mana semua warga masyarakat dapat turut menyaksikannya. Karena dengan cara demikian beliau dapat secara terselubung berdakwah menyerang kepercayaan mrk yang bathil dan sesat itu, seraya menerangkan kebenaran agama dan kepercayaan yang ia bawa, kalau diantara yang hadir ada yang masih boleh diharapkan terbuka hatinya bagi iman dari tauhid yang ia ajarkan dan dakwahkan.
Hari pengadilan ditentukan dan datang rakyat dari segala pelosok berduyung-duyung mengujungi padang terbuka yang disediakan bagi sidang pengadilan itu.

Ketika Nabi Ibrahim datang menghadap para hakim yang akan mengadili ia disambut oleh para hadirin dengan teriakan kutukan dan cercaan, menandakan sangat gusarnya para penyembah berhala terhadap beliau yang telah berani menghancurkan persembahan mrk.
Ditanyalah Nabi Ibrahim oleh para hakim:” Apakah engkau yang melakukan penghancuran dan merusakkan tuhan-tuhan kami?” Dengan tenang dan sikap dingin, Nabi Ibrahim menjawab:” Patung besar yang berkalungkan kapak di lehernya itulah yang melakukannya. Cuba tanya saja kepada patung-patung itu siapakah yang menghancurkannya.” Para hakim penanya terdiam sejenak seraya melihat yang satu kepada yang lain dan berbisik-bisik, seakan-akan Ibrahim yang mengandungi ejekan itu. Kemudian berkata si hakim:” Engkaukan tahu bahwa patung-patung itu tidak dapat bercakap dan berkata mengapa engkau minta kami bertanya kepadanya?” Tibalah masanya yang memang dinantikan oleh Nabi Ibrahim,maka sebagai jawapan atas pertanyaan yang terakhir itu beliau berpidato membentangkan kebathilan persembahan mrk,yang mrk pertahankan mati-matian, semata-mata hanya karena adat itu adalah warisan nenek-moyang. Berkata Nabi Ibrahim kepada para hakim itu:” Jika demikian halnya, mengapa kamu sembah patung-patung itu, yang tidak dapat berkata, tidak dapat melihat dan tidak dapat mendengar, tidak dapat membawa manfaat atau menolak mudharat, bahkan tidak dapat menolong dirinya dari kehancuran dan kebinasaan? Alangkah bodohnya kamu dengan kepercayaan dan persembahan kamu itu! Tidakkah dapat kamu berfikir dengan akal yang sihat bahwa persembahan kamu adalah perbuatan yang keliru yang hanya difahami oleh syaitan. Mengapa kamu tidak menyembah Tuhan yang menciptakan kamu, menciptakan alam sekeliling kamu dan menguasakan kamu di atas bumi dengan segala isi dan kekayaan. Alangkah hina dinanya kamu dengan persembahan kamu itu.”

Setelah selesai Nabi Ibrahim menguraikan pidatonya iut, para hakim mencetuskan keputusan bahawa Nabi Ibrahim harus dibakar hidup-hidup sebagai ganjaran atas perbuatannya menghina dan menghancurkan tuhan-tuhan mrk, maka berserulah para hakim kepada rakyat yang hadir menyaksikan pengadilan itu:” Bakarlah ia dan belalah tuhan-tuhanmu , jika kamu benar-benar setia kepadanya.”

Nabi Ibrahim Dibakar Hidup-hidup

Keputusan mahkamah telah dijatuhakan.Nabi Ibrahim harus dihukum dengan membakar hidup-hidup dalam api yang besar sebesar dosa yang telah dilakukan. Persiapan bagi upacara pembakaran yang akan disaksikan oleh seluruh rakyat sedang diaturkan. Tanah lapang bagi tempat pembakaran disediakan dan diadakan pengumpulan kayu bakar dengan banyaknya dimana tiap penduduk secara gotong-royong harus mengambil bahagian membawa kayu bakar sebanyak yang ia dapat sebagai tanda bakti kepada tuhan-tuhan persembahan mrk yang telah dihancurkan oleh Nabi Ibrahim.

Berduyun-duyunlah para penduduk dari segala penjuru kota membawa kayu bakar sebagai sumbangan dan tanda bakti kepada tuhan mrk. Di antara terdapat para wanita yang hamil dan orang yang sakit yang membawa sumbangan kayu bakarnya dengan harapan memperolehi barakah dari tuhan-tuhan mereka dengan menyembuhkan penyakit mereka atau melindungi yang hamil di kala ia bersalin.
Setelah terkumpul kayu bakar di lanpangan yang disediakan untuk upacara pembakaran dan tertumpuk serta tersusun laksan sebuah bukit, berduyun-duyunlah orang datang untuk menyaksikan pelaksanaan hukuman atas diri Nabi Ibrahim. Kayu lalu dibakar dan terbentuklah gunung berapi yang dahsyat yang sedang berterbangan di atasnya berjatuhan terbakar oleh panasnya wap yang ditimbulkan oleh api yang menggunung itu. Kemudian dalam keadaan terbelenggu, Nabi Ibrahim didtgkan dan dari atas sebuah gedung yang tinggi dilemparkanlah ia kedalam tumpukan kayu yang menyala-nyala itu dengan iringan firman Allah:” Hai api, menjadilah engkau dingin dan keselamatan bagi Ibrahim.”

Sejak keputusan hukuman dijatuhkan sampai saat ia dilemparkan ke dalam bukit api yang menyala-nyala itu, Nabi Ibrahim tetap menunjukkan sikap tenang dan tawakkal karena iman dan keyakinannya bahwa Allah tidak akan rela melepaskan hamba pesuruhnya menjadi makanan api dan kurban keganasan orang-orang kafir musuh Allah. Dan memang demikianlah apa yang terjadi tatkala ia berada dalam perut bukit api yang dahsyat itu ia merasa dingin sesuai dengan seruan Allah Pelindungnya dan hanya tali temali dan rantai yang mengikat tangan dan kakinya yang terbakar hangus, sedang tubuh dan pakaian yang terlekat pada tubuhnya tetap utuh, tidak sedikit pun tersentuh oleh api, hal mana merupakan suatu mukjizat yang diberikan oleh Allah kepada hamba pilihannya, Nabi Ibrahim, agar dapat melanjutkan penyampaian risalah yang ditugaskan kepadanya kepada hamba-hamba Allah yang tersesat itu.

Para penonton upacara pembakaran hairan tercenggang tatkala melihat Nabi Ibrahim keluar dari bukit api yang sudah padam dan menjadi abu itu dalam keadaan selamat, utuh dengan pakaiannya yang tetap berda seperti biasa, tidak ada tanda-tanda sentuhan api sedikit jua pun. Mereka bersurai meninggalkan lapangan dalam keadaan hairan seraya bertanya-tanya pada diri sendiri dan di antara satu sama lain bagaimana hal yang ajaib itu berlaku, padahal menurut anggapan mereka dosa Nabi Ibrahim sudah nyata mendurhakai tuhan-tuhan yang mereka puja dan sembah.Ada sebahagian drp mrk yang dalam hati kecilnya mulai meragui kebenaran agama mrk namun tidak berani melahirkan rasa ragu-ragunya itu kepada orang lain, sedang para pemuka dan para pemimpin mrk merasa kecewa dan malu, karena hukuman yang mrk jatuhkan ke atas diri Nabi Ibrahim dan kesibukan rakyat mengumpulkan kayu bakar selama berminggu-minggu telah berakhir dengan kegagalan, sehingga mrk merasa malu kepada Nabi Ibrahim dan para pengikutnya.

Mukjizat yang diberikan oleh Allah s.w.t. kepada Nabi Ibrahim sebagai bukti nyata akan kebenaran dakwahnya, telah menimbulkan kegoncangan dalam kepercayaan sebahagian penduduk terhadap persembahan dan patung-patung mrk dan membuka mata hati banyak drp mrk untuk memikirkan kembali ajakan Nabi Ibrahim dan dakwahnya, bahkan tidak kurang drp mrk yang ingin menyatakan imannya kepada Nabi Ibrahim, namun khuatir akan mendapat kesukaran dalam penghidupannya akibat kemarahan dan balas dendam para pemuka dan para pembesarnya yang mungkin akan menjadi hilang akal bila merasakan bahwa pengaruhnya telah bealih ke pihak Nabi Ibrahim.

KISAH NABI NUH A.S.

Nabi Nuh adalah nabi keempat sesudah Adam, Syith dan Idris dan keturunan kesembilan dari Nabi Adam. Ayahnya adalah Lamik bin Metusyalih bin Idris.

Dakwah Nabi Nuh Kepada Kaumnya

Nabi Nuh menerima wahyu kenabian dari Allah dalam masa “fatrah” masa kekosongan di antara dua rasul di mana biasanya manusia secara beransur-ansur melupakan ajaran agama yang dibawa oleh nabi yang meninggalkan mereka dan kembali bersyirik meninggalkan amal kebajikan, melakukan kemungkaran dan kemaksiatan di bawah pimpinan Iblis.
Demikianlah maka kaum Nabi Nuh tidak luput dari proses tersebut, sehingga ketika Nabi Nuh datang di tengah-tengah mereka, mereka sedang menyembah berhala ialah patung-patung yang dibuat oleh tangan-tangan mereka sendiri disembahnya sebagai tuhan-tuhan yang dapat membawa kebaikan dan manfaat serta menolak segala kesengsaraan dan kemalangan.berhala-berhala yang dipertuhankan dan menurut kepercayaan mereka mempunyai kekuatan dan kekuasaan ghaib ke atas manusia itu diberinya nama-nama yang silih berganti menurut kehendak dan selera kebodohan mereka.Kadang-kadang mereka namakan berhala mereka ” Wadd ” dan ” Suwa ” kadangkala ” Yaguts ” dan bila sudah bosan digantinya dengan nama ” Yatuq ” dan ” Nasr “.

Nabi Nuh berdakwah kepada kaumnya yang sudah jauh tersesat oleh iblis itu, mengajak mereka meninggalkan syirik dan penyembahan berhala dan kembali kepada tauhid menyembah Allah Tuhan sekalian alam melakukan ajaran-ajaran agama yang diwahyukan kepadanya serta meninggalkan kemungkaran dan kemaksiatan yang diajarkan oleh Syaitan dan Iblis.
Nabi Nuh menarik perhatian kaumnya agar melihat alam semesta yang diciptakan oleh Allah berupa langit dengan matahari, bulan dan bintang-bintang yang menghiasinya, bumi dengan kekayaan yang ada di atas dan di bawahnya, berupa tumbuh-tumbuhan dan air yang mengalir yang memberi kenikmatan hidup kepada manusia, pengantian malam menjadi siang dan sebaliknya yang kesemua itu menjadi bukti dan tanda nyata akan adanya keesaan Tuhan yang harus disembah dan bukan berhala-berhala yang mereka buat dengan tangan mereka sendiri.Di samping itu Nabi Nuh juga memberitakan kepada mereka bahwa akan ada gajaran yang akan diterima oleh manusia atas segala amalannya di dunia iaitu syurga bagi amalan kebajikan dan neraka bagi segala pelanggaran terhadap perintah agama yang berupa kemungkaran dan kemaksiatan.

Nabi Nuh yang dikurniakan Allah dengan sifat-sifat yang patut dimiliki oleh seorang nabi, fasih dan tegas dalam kata-katanya, bijaksana dan sabar dalam tindak-tanduknya melaksanakan tugas risalahnya kepada kaumnya dengan penuh kesabaran dan kebijaksanaan dengan cara yang lemah lembut mengetuk hati nurani mereka dan kadang kala dengan kata-kata yang tajam dan nada yang kasar bila menghadapi pembesar-pembesar kaumnya yang keras kepala yang enggan menerima hujjah dan dalil-dalil yang dikemukakan kepada mereka yang tidak dapat mereka membantahnya atau mematahkannya.

Akan tetapi walaupun Nabi Nuh telah berusaha sekuat tanaganya berdakwah kepda kaumnya dengan segala kebijaksanaan, kecekapan dan kesabaran dan dalam setiap kesempatan, siang mahupun malam dengan cara berbisik-bisik atau cara terang dan terbuka terbyata hanya sedikit sekali dari kaumnya yang dpt menerima dakwahnya dan mengikuti ajakannya, yang menurut sementara riwayat tidak melebihi bilangan seratus orang  Mereka pun terdiri dari orang-orang yang miskin berkedudukan sosial lemah. Sedangkan orang yang kaya-raya, berkedudukan tingi dan terpandang dalam masyarakat, yang merupakan pembesar-pembesar dan penguasa-penguasa tetap membangkang, tidak mempercayai Nabi Nuh mengingkari dakwahnya dan sesekali tidak merelakan melepas agamanya dan kepercayaan mereka terhadap berhala-berhala mereka, bahkan mereka berusaha dengan mengadakan persekongkolan hendak melumpuhkan dan mengagalkan usaha dakwah Nabi nuh.

Berkata mereka kepada Nabi Nuh:”Bukankah engkau hanya seorang daripada kami dan tidak berbeda drp kami sebagai manusia biasa. Jikalau betul Allah akan mengutuskan seorang rasul yang membawa perintah-Nya, nescaya Ia akan mengutuskan seorang malaikat yang patut kami dengarkan kata-katanya dan kami ikuti ajakannya dan bukan manusia biasa seperti engkau hanya dpt diikuti orang-orang rendah kedudukan sosialnya seperti para buruh petani orang-orang yang tidak berpenghasilan yang bagi kami mereka seperti sampah masyarakat.Pengikut-pengikutmu itu adalah orang-orang yang tidak mempunyai daya fikiran dan ketajaman otak, mereka mengikutimu secara buta tuli tanpa memikirkan dan menimbangkan masak-masak benar atau tidaknya dakwah dan ajakanmu itu. Cuba agama yang engkau bawa dan ajaran -ajaran yang engkau sadurkan kepada kami itu betul-betul benar, nescaya kamilah dulu mengikutimu dan bukannya orang-orang yang mengemis pengikut-pengikutmu itu. kami sebagai pemuka-pemuka masyarakat yang pandai berfikir, memiliki kecerdasan otak dan pandangan yang luas dan yang dipandang masyarakat sebagai pemimpin-pemimpinnya, tidaklah mudak kami menerima ajakanmu dan dakwahmu.Engkau tidak mempunyai kelebihan di atas kami tentang soaL-soal kemasyarakatan dan pergaulan hidup.kami jauh lebih pandai dan lebih mengetahui drpmu tentang hal itu semua.nya.Anggapan kami terhadapmu, tidak lain dan tidak bukan, bahawa engkau adalh pendusta belaka.”

Nuh berkata, menjawab ejekan dan olok-olokan kaumnya:”Adakah engkau mengira bahwa aku dpt memaksa kamu mengikuti ajaranku atau mengira bahwa aku mempunyai kekuasaan untuk menjadikan kamu orang-orang yang beriman jika kamu tetap menolak ajakan ku dan tetap membuta-tuli terhadap bukti-bukti kebenaran dakwahku dan tetap mempertahakan pendirianmu yang tersesat yang diilhamkan oleh kesombongan dan kecongkakan karena kedudukan dan harta-benda yang kamu miliki.Aku hanya seorang manusia yang mendpt amanat dan diberi tugas oleh Allah untuk menyampaikan risalah-Nya kepada kamu. Jika kamu tetap berkeras kepala dan tidak mahu kembali ke jalan yang benar dan menerima agama Allah yang diutuskan-Nya kepada ku maka terserahlah kepada Allah untuk menentukan hukuman-Nya dan gajaran-Nya keatas diri kamu. Aku hanya pesuruh dan rasul-Nya yang diperintahkan untuk menyampaikan amanat-Nya kepada hamba-hamba-Nya. Dialah yang berkuasa memberi hidayah kepadamu dan mengampuni dosamu atau menurunkan azab dan seksaan-Nya di atas kamu sekalian jika Ia kehendaki.Dialah pula yang berkuasa menurunkan seksa danazab-nya di dunia atau menangguhkannya sampai hari kemudian. Dialah Tuhan pencipta alam semesta ini, Maha Kuasa ,Maha Mengetahui, maha pengasih dan Maha Penyayang.”.

Kaum Nuh mengemukakan syarat dengan berkata:”Wahai Nuh! Jika engkau menghendaki kami mengikutimu dan memberi sokongan dan semangat kepada kamu dan kepada agama yang engkau bawa, maka jauhkanlah para pengikutmu yang terdiri dari orang-orang petani, buruh dan hamaba-hamba sahaya itu. Usirlah mereka dari pengaulanmu karena kami tidak dpt bergaul dengan mereka duduk berdampingan dengan mereka mengikut cara hidup mereka dan bergabung dengan mereka dalam suatu agama dan kepercayaan. Dan bagaimana kami dpt menerima satu agama yang menyamaratakan para bangsawan dengan orang awam, penguasa dan pembesar dengan buruh-buruhnya dan orang kaya yang berkedudukan dengan orang yang miskin dan papa.”

Nabi Nuh menolak pensyaratan kaumnya dan berkata:”Risalah dan agama yang aku bawa adalah untuk semua orang tiada pengecualian, yang pandai mahupun yang bodoh, yang kaya mahupun miskin, majikan ataupun buruh ,diantara peguasa dan rakyat biasa semuanya mempunyai kedudukan dan tempat yang sama trehadap agama dan hukum Allah. Andai kata aku memenuhi pensyaratan kamu dan meluluskan keinginanmu menyingkirkan para pengikutku yang setia itu, maka siapakah yang dpt ku harapkan akan meneruskan dakwahku kepada orang ramai dan bagaimana aku sampai hati menjauhkan drpku orang-orang yang telah beriman dan menerima dakwahku dengan penuh keyakinan dan keikhlasan di kala kamu menolaknya serta mengingkarinya, orang-orang yang telah membantuku dalam tugasku di kala kamu menghalangi usahaku dan merintangi dakwahku. Dan bagaimanakah aku dpt mempertanggungjawabkan tindakan pengusiranku kepada mereka terhadap Allah bila mereka mengadu bahawa aku telah membalas kesetiaan dan ketaatan mereka dengan sebaliknya semata-mata untuk memenuhi permintaanmu dan tunduk kepada pensyaratanmu yang tidak wajar dan tidak dpt diterima oleh akal dan fikiran yang sihat. Sesungguhnay kamu adalah orang-orang yang bodoh dan tidak berfikiran sihat.

Pada akhirnya, karena merasa tidak berdaya lagi mengingkari kebenaran kata-kata Nabi Nuh dan merasa kehabisan alasan dan hujjah untuk melanjutkan dialog dengan beliau, maka berkatalah mereka:”Wahai Nabi Nuh! Kita telah banyak bermujadalah dan berdebat dan cukup berdialog serta mendengar dakwahmu yang sudah menjemukan itu. Kami tetap tidak akan mengikutimu dan tidak akan sesekali melepaskan kepercayaan dan adat-istiadat kami sehingga tidak ada gunanya lagi engkau mengulang-ulangi dakwah dan ajakanmu dan bertegang lidah dengan kami. datangkanlah apa yang engkau benar-benar orang yang menepati janji dan kata-katanya. Kami ingin melihat kebenaran kata-katamu dan ancamanmu dalam kenyataan. Karena kami masih tetap belum mempercayaimu dan tetap meragukan dakwahmu.”

Nabi Nuh Berputus Asa Dari Kaumnya

Nabi Nuh berada di tengah-tengah kaumnya selama sembilan ratus lima puluh tahun berdakwah menyampaikan risalah Tuhan, mengajak mereka meninmggalkan penyembahan berhala dan kembali menyembah dan beribadah kepada Allah Yang maha Kuasa memimpin mereka keluar dari jalan yang sesat dan gelap ke jalan yang benar dan terang, mengajar mereka hukum-hukum syariat dan agama yang diwahyukan oleh Allah kepadanya, mangangkat darjat manusia yang tertindas dan lemah ke tingak yang sesuai dengan fitrah dan qudratnya dan berusaha menghilangkan sifat-sifat sombong dan bongkak yang melekat pd para pembesar kaumnya dan medidik agar mereka berkasih sayang, tolong-menolong diantara sesama manusia. Akan tetapi dalam waktu yang cukup lama itu, Nabi Nuh tidak berhasil menyedarkan an menarik kaumnya untuk mengikuti dan menerima dakwahnya beriman, bertauhid dan beribadat kepada Allah kecuali sekelompok kecil kaumnya yang tidak mencapai seramai seratus orang, walaupun ia telah melakukan tugasnya dengan segala daya-usahanya dan sekuat tenaganya dengan penuh kesabaran dan kesulitan menghadapi penghinaan, ejekan dan cercaan makian kaumnya, karena ia mengharapkan akan dtg masanya di mana kaumnya akan sedar diri dan dtg mengakui kebenarannya dan kebenaran dakwahnya. Harapan Nabi Nuh akan kesedaran kaumnya ternyata makin hari makin berkurangan dan bahawa sinar iman dan takwa tidak akan menebus ke dalam hati mereka yang telah tertutup rapat oleh ajaran dan bisikan Iblis. Hal mana Nabi Nuh berupa berfirman Allah yang bermaksud:

“Sesungguhnya tidak akan seorang drp kaumnya mengikutimu dan beriman kecuali mereka yang telah mengikutimu dan beriman lebih dahulu, maka jgnlah engkau bersedih hati karena apa yang mereka perbuatkan.”
Dengan penegasan firman Allah itu, lenyaplah sisa harapan Nabi Nuh dari kaumnya dan habislah kesabarannya. Ia memohon kepada Allah agar menurunkan Azab-Nya di atas kaumnya yang berkepala batu seraya berseru:”Ya Allah! Jgnlah Engkau biarkan seorang pun drp orang-orang kafir itu hidup dan tinggal di atas bumi ini. Mareka akan berusaha menyesatkan hamba-hamba-Mu, jika Engkau biarkan mereka tinggal dan mereka tidak akan melahirkan dan menurunkan selain anak-anak yang berbuat maksiat dan anak-anak yang kafir spt.mereka.”

Doa Nabi Nuh dikalbulkan oleh Allah dan permohonannya diluluskan dan tidak perlu lagi menghiraukan dan mempersoalkan kaumnya, karena mereka itu akan menerima hukuman Allah dengan mati tenggelam.

Nabi Nuh Membuat Kapal

Setelah menerima perintah Allah untuk membuat sebuah kapal, segeralah Nabi Nuh mengumpulkan para pengikutnya dan mulai mereka mengumpulkan bhn yang diperlukan untuk maksud tersebut, kemudian dengan mengambil tempat di luar dan agak jauh dari kota dan keramaiannya mereka dengan rajin dan tekun bekerja siang dan malam menyelesaikan pembinaan kapal yang diperintahkan itu.
Walaupun Nabi Nuh telah menjauhi kota dan masyarakatnya, agar dpt bekerja dengan tenang tanpa gangguan bagi menyelesaikan pembinaan kapalnya namun ia tidak luput dari ejekan dan cemuhan kaumnya yang kebetulan atau sengaja melalui tempat kerja membina kapal itu. Mereka mengejek dan mengolok-olk dengan mengatakan:”Wahai Nuh! Sejak bila engkau telah menjadi tukang kayu dan pembuat kapal?Bukankah engkau seorang nabi dan rasul menurut pengakuanmu, kenapa sekarang menjadi seorang tukang kayu dan pembuat kapal.Dan kapal yang engkau buat itu di tempat yang jauh dari air ini adalah maksudmu untuk ditarik oleh kerbau ataukah mengharapkan angin yang ankan menarik kapalmu ke laut?”Dan lain-lain kata ejekan yang diterima oleh Nabi Nuh dengan sikap dingin dan tersenyum seraya menjawab:”Baiklah tunggu saja saatnya nanti, jika kamu sekrg mengejek dan mengolok-olok kami maka akan tibalah masanya kelak bg kami untuk mengejek kamu dan akan kamu ketahui kelak untuk apa kapal yang kami siapkan ini.Tunggulah saatnya azab dan hukuman Allah menimpa atas diri kamu.”

Setelah selesai pekerjaan pembuatan kapal yang merupakan alat pengangkutan laut pertama di dunia, Nabi Nuh menerima wahyu dari Allah:
“Siap-siaplah engkau dengan kapalmu, bila tiba perintah-Ku dan terlihat tanda-tanda drp-Ku maka segeralah angkut bersamamu di dalam kapalmu dan kerabatmu dan bawalah dua pasang dari setiap jenis makhluk yang ada di atas bumi dan belayarlah dengan izin-Ku.”
Kemudian tercurahlah dari langit dan memancur dari bumi air yang deras dan dahsyat yang dalam sekelip mata telah menjadi banjir besar melanda seluruh kota dan desa menggenangi daratan yang rendah mahupun yang tinggi sampai mencapai puncak bukit-bukit sehingga tiada tempat berlindung dari air bah yang dahsyat itu kecuali kapal Nabi Nuh yang telah terisi penuh dengan para orang mukmin dan pasangan makhluk yang diselamatkan oleh Nabi Nuh atas perintah Allah.

Dengan iringan”Bismillah majraha wa mursaha”belayarlah kapal Nabi Nuh dengan lajunya menyusuri lautan air, menentang angin yang kadang kala lemah lembut dan kadang kala ganas dan ribut. Di kanan kiri kapal terlihatlah orang-orang kafir bergelut melawan gelombang air yang menggunung berusaha menyelamat diri dari cengkaman maut yang sudah sedia menerkam mereka di dalam lipatan gelombang-gelombang itu.
Tatkala Nabi Nuh berada di atas geladak kapal memperhatikan cuaca dan melihat-lihat orang-orang kafir dari kaumnya sedang bergelimpangan di atas permukaan air, tiba-tiba terlihatlah olehnya tubuh putera sulungnya yang bernama “Kan’aan” timbul tenggelam dipermainkan oleh gelombang yang tidak menaruh belas kasihan kepada orang-orang yang sedang menerima hukuman Allah itu. Pada saat itu, tanpa disadari, timbullah rasa cinta dan kasih sayang seorang ayah terhadap putera kandungnya yang berada dalam keadaan cemas menghadapi maut ditelan gelombang.

Nabi Nuh secara spontan, terdorong oleh suara hati kecilnya berteriak dengan sekuat suaranya memanggil puteranya:Wahai anakku! Datanglah kemari dan gabungkan dirimu bersama keluargamu. Bertaubatlah engkau dan berimanlah kepada Allah agar engkau selamat dan terhindar dari bahaya maut yang engkau menjalani hukuman Allah.” Kan’aan, putera Nabi Nuh, yang tersesat dan telah terkena racun rayuan syaitan dan hasutan kaumnya yang sombong dan keras kepala itu menolak dengan keras ajakan dan panggilan ayahnya yang menyayanginya dengan kata-kata yang menentang:”Biarkanlah aku dan pergilah, jauhilah aku, aku tidak sudi berlindung di atas geladak kapalmu aku akan dapat menyelamatkan diriku sendiri dengan berlindung di atas bukit yang tidak akan dijangkau oleh air bah ini.”

Nuh menjawab:”Percayalah bahawa tempat satu-satunya yang dapat menyelamatkan engkau ialah bergabung dengan kami di atas kapal ini. Masa tidak akan ada yang dapat melepaskan diri dari hukuman Allah yang telah ditimpakan ini kecuali orang-orang yang memperolehi rahmat dan keampunan-Nya.”
Setelah Nabi Nuh mengucapkan kata-katanya tenggelamlah Kan’aan disambar gelombang yang ganas dan lenyaplah ia dari pandangan mata ayahnya, tergelincirlah ke bawah lautan air mengikut kawan-kawannya dan pembesar-pembesar kaumnya yang durhaka itu.

Nabi Nuh bersedih hati dan berdukacita atas kematian puteranya dalam keadaan kafir tidak beriman dan belum mengenal Allah. Beliau berkeluh-kesah dan berseru kepada Allah:”Ya Tuhanku, sesungguhnya puteraku itu adalah darah dagingku dan adalah bahagian dari keluargaku dan sesungguhnya janji-Mu adalha janji benar dan Engkaulah Maha Hakim yang Maha Berkuasa.”Kepadanya Allah berfirman:”Wahai Nuh! Sesungguhnya dia puteramu itu tidaklah termasuk keluargamu, karena ia telah menyimpang dari ajaranmu, melanggar perintahmu menolak dakwahmu dan mengikuti jejak orang-orang yang kafir drp kaummu.Coretlah namanya dari daftar keluargamu.Hanya mereka yang telah menerima dakwahmu mengikuti jalanmu dan beriman kepada-Ku dpt engkau masukkan dan golongkan ke dalam barisan keluargamu yang telah Aku janjikan perlindungannya danterjamin keselamatan jiwanya.Adapun orang-orang yang mengingkari risalah mu, mendustakan dakwahmu dan telah mengikuti hawa nafsunya dan tuntutan Iblis, pastilah mereka akan binasa menjalani hukuman yang telah Aku tentukan walau mereka berada dipuncak gunung. Maka janganlah engkau sesekali menanyakan tentang sesuatu yang engkau belum ketahui. Aku ingatkan janganlah engkau sampai tergolong ke dalam golongan orang-orang yang bodoh.”

Nabi Nuh sedar segera setelah menerima teguran dari Allah bahwa cinta kasih sayangnya kepada anaknya telah menjadikan ia lupa akan janji dan ancaman Allah terhadap orang-orang kafir termasuk puteranya sendiri. Ia sedar bahawa ia tersesat pd saat ia memanggil puteranya untuk menyelamatkannya dari bencana banjir yang didorong oleh perasaan naluri darah yang menghubungkannya dengan puteranya padahal sepatutnya cinta dan taat kepada Allah harus mendahului cinta kepada keluarga dan harta-benda. Ia sangat sesalkan kelalaian dan kealpaannya itu dan menghadap kepada Allah memohon ampun dan maghfirahnya dengan berseru:”Ya Tuhanku aku berlindung kepada-Mu dari godaan syaitan yang terlaknat, ampunilah kelalaian dan kealpaanku sehingga aku menanyakan sesuatu yang aku tidak mengetahuinya. Ya Tuhanku bila Engkau tidak memberi ampun dan maghfirah serta menurunkan rahmat bagiku, nescaya aku menjadi orang yang rugi.”

Setelah air bah itu mencapai puncak keganasannya dan habis binasalah kaum Nuh yang kafir dan zalim sesuai dengan kehendak dan hukum Allah, surutlah lautan air diserap bumi kemudian bertambatlah kapal Nuh di atas bukit ” Judie ” dengan iringan perintah Allah kepada Nabi Nuh:”Turunlah wahai Nuh ke darat engkau dan para mukmin yang menyertaimu dengan selamat dilimpahi barakah dan inayah dari sisi-Ku bagimu dan bagi umat yang menyertaimu.”

Kisah Nabi Nuh Dalam Al-Quran

Al-Quran menceritakan kisah Nabi Nuh dalam 43 ayat dari 28 surah di antaranya surah Nuh dari ayat 1 sehinga 28, juga dalam surah “Hud” ayat 27 sehingga 48 yang mengisahkan dialog Nabi Nuh dengan kaumnya dan perintah pembuatan kapal serta keadaan banjir yang menimpa di atas mereka.

Pengajaran Dari Kisah Nabi Nuh A.S.

Bahawasanya hubungan antara manusia yang terjalin karena ikatan persamaan kepercayaan atau penamaan aqidah dan pendirian adalah lebih erat dan lebih berkesan drp hubungan yang terjalin karena ikatan darah atau kelahiran. Kan’aan yang walaupun ia adalah anak kandung Nabi Nuh, oleh Allah s.w.t. dikeluarkan dari bilangan keluarga ayahnya karena ia menganut kepercayaan dan agama berlainan dengan apa yang dianut dan didakwahkan oleh ayahnya sendiri, bahkan ia berada di pihak yang memusuhi dan menentangnya.

Maka dalam pengertian inilah dapat difahami firman Allah dalam Al-Quran yang bermaksud:”Sesungguhnya para mukmin itu adalah bersaudara.”
Demikian pula hadis Rasulullah s.a.w.yang bermaksud:”Tidaklah sempurna iman seseorang kecuali jika ia menyintai saudaranya yang beriman sebagaimana ia menyintai dirinya sendiri.”Juga peribahasa yang berbunyi:”Adakalanya engkau memperolehi seorang saudara yang tidak dilahirkan oleh ibumu.”

Kisal Nabi Adam A.S.

Setelah Allah s.w.t.menciptakan bumi dengan gunung-gunungnya,laut-lautannya dan tumbuh-tumbuhannya,menciptakan langit dengan mataharinya,bulan dan bintang-bintangnya yang bergemerlapan menciptakan malaikat-malaikatnya ialah sejenis makhluk halus yangdiciptakan untuk beribadah menjadi perantara antara Zat Yang Maha Kuasa dengan hamba-hamba terutama para rasul dan nabinya maka tibalah kehendak Allah s.w.t. untuk menciptakan sejenis makhluk lain yang akan menghuni dan mengisi bumi memeliharanya menikmati tumbuh-tumbuhannya,mengelola kekayaan yang terpendam di dalamnya dan berkembang biak turun-temurun waris-mewarisi sepanjang masa yang telah ditakdirkan baginya.

Kekhuatiran Para Malaikat.

Para malaikat ketika diberitahukan oleh Allah s.w.t. akan kehendak-Nya menciptakan makhluk lain itu,mereka khuatir kalau-kalau kehendak Allah menciptakan makhluk yang lain itu,disebabkan kecuaian atau kelalaian mereka dalam ibadah dan menjalankan tugas atau karena pelanggaran yang mereka lakukan tanpa disadari.Berkata mereka kepada Allah s.w.t.:”Wahai Tuhan kami!Buat apa Tuhan menciptakan makhluk lain selain kami,padahal kami selalu bertasbih,bertahmid,melakukan ibadah dan mengagungkan nama-Mu tanpa henti-hentinya,sedang makhluk yang Tuhan akan ciptakan dan turunkan ke bumi itu,nescaya akan bertengkar satu dengan lain,akan saling bunuh-membunuh berebutan menguasai kekayaan alam yang terlihat diatasnya dan terpendam di dalamnya,sehingga akan terjadilah kerusakan dan kehancuran di atas bumi yang Tuhan ciptakan itu.”

Allah berfirman,menghilangkan kekhuatiran para malaikat itu:
“Aku mengetahui apa yang kamu tidak ketahui dan Aku sendirilah yang mengetahui hikmat penguasaan Bani Adam atas bumi-Ku.Bila Aku telah menciptakannya dan meniupkan roh kepada nya,bersujudlah kamu di hadapan makhluk baru itu sebagai penghormatan dan bukan sebagai sujud ibadah,karena Allah s.w.t. melarang hamba-Nya beribadah kepada sesama makhluk-Nya.”
Kemudian diciptakanlah Adam oleh Allah s.w.t.dari segumpal tanah liat,kering dan lumpur hitam yang berbentuk.Setelah disempurnakan bentuknya ditiupkanlah roh ciptaan Tuhan ke dalamnya dan berdirilah ia tegak menjadi manusia yang sempurna

.

Iblis Membangkang.

Iblis membangkang dan enggan mematuhi perintah Allah seperti para malaikat yang lain,yang segera bersujud di hadapan Adam sebagai penghormatan bagi makhluk Allah yang akan diberi amanat menguasai bumi dengan segala apa yang hidup dan tumbuh di atasnya serta yang terpendam di dalamnya.Iblis merasa dirinya lebih mulia,lebih utama dan lebih agung dari Adam,karena ia diciptakan dari unsur api,sedang Adam dari tanah dan lumpur.Kebanggaannya dengan asal usulnya menjadikan ia sombong dan merasa rendah untuk bersujud menghormati Adam seperti para malaikat yang lain,walaupun diperintah oleh Allah.

Tuhan bertanya kepada Iblis:”Apakah yang mencegahmu sujud menghormati sesuatu yang telah Aku ciptakan dengan tangan-Ku?”
Iblis menjawab:”Aku adalah lebih mulia dan lebih unggul dari dia.Engkau ciptakan aku dari api dan menciptakannya dari lumpur.”
Karena kesombongan,kecongkakan dan pembangkangannya melakukan sujud yang diperintahkan,maka Allah menghukum Iblis dengan mengusir dari syurga dan mengeluarkannya dari barisan malaikat dengan disertai kutukan dan laknat yang akan melekat pd.dirinya hingga hari kiamat.Di samping itu ia dinyatakan sebagai penghuni neraka.

Iblis dengan sombongnya menerima dengan baik hukuman Tuhan itu dan ia hanya mohon agar kepadanya diberi kesempatan untuk hidup kekal hingga hari kebangkitan kembali di hari kiamat.Allah meluluskan permohonannya dan ditangguhkanlah ia sampai hari kebangkitan,tidak berterima kasih dan bersyukur atas pemberian jaminan itu,bahkan sebaliknya ia mengancam akan menyesatkan Adam,sebagai sebab terusirnya dia dari syurga dan dikeluarkannya dari barisan malaikat,dan akan mendatangi anak-anak keturunannya dari segala sudut untuk memujuk mereka meninggalkan jalan yang lurus dan bersamanya menempuh jalan yang sesat,mengajak mereka melakukan maksiat dan hal-hal yang terlarang,menggoda mereka supaya melalaikan perintah-perintah agama dan mempengaruhi mereka agar tidak bersyukur dan beramal soleh.

Kemudian Allah berfirman kepada Iblis yang terkutuk itu:
“Pergilah engkau bersama pengikut-pengikutmu yang semuanya akan menjadi isi neraka Jahanam dan bahan bakar neraka.Engkau tidak akan berdaya menyesatkan hamba-hamba-Ku yang telah beriman kepada Ku dengan sepenuh hatinya dan memiliki aqidah yang mantap yang tidak akan tergoyah oleh rayuanmu walaupun engkau menggunakan segala kepandaianmu menghasut dan memfitnah.”

Pengetahuan Adam Tentang Nama-Nama Benda.

Allah hendak menghilangkan anggapan rendah para malaikat terhadap Adam dan menyakinkan mereka akan kebenaran hikmat-Nya menunjuk Adam sebagai penguasa bumi,maka diajarkanlah kepada Adam nama-nama benda yang berada di alam semesta,kemudian diperagakanlah benda-benda itu di depan para malaikat seraya:”Cubalah sebutkan bagi-Ku nama benda-benda itu,jika kamu benar merasa lebih mengetahui dan lebih mengerti dari Adam.”
Para malaikat tidak berdaya memenuhi tentangan Allah untuk  menyebut nama-nama benda yang berada di depan mereka.Mereka mengakui ketidak-sanggupan mereka dengan berkata:”Maha Agung Engkau! Sesungguhnya kami tidak memiliki pengetahuan tentang sesuatu kecuali apa yang Tuhan ajakan kepada kami.Sesungguhnya Engkaulah Yang Maha Mengetahui dan Maha Bijaksana.”

Adam lalu diperintahkan oleh Allah untuk memberitahukan nama-nama itu kepada para malaikat dan setelah diberitahukan oleh Adam,berfirmanlah Allah kepada mereka:”Bukankah Aku telah katakan padamu bahawa Aku mengetahui rahsia langit dan bumi dan mengetahui apa yang kamu lahirkan dan apa yang kamu sembunyikan.”

Adam Menghuni Syurga.

Adam diberi tempat oleh Allah di syurga dan baginya diciptakanlah Hawa untuk mendampinginya dan menjadi teman hidupnya,menghilangkan rasa kesepiannya dan melengkapi keperluan fitrahnya untuk mengembangkan keturunan. Menurut cerita para ulamat Hawa diciptakan oleh Allah dari salah satu tulang rusuk Adam yang disebelah kiri diwaktu ia masih tidur sehingga ketika ia terjaga,ia melihat Hawa sudah berada di sampingnya.ia ditanya oleh malaikat:”Wahai Adam! Apa dan siapakah makhluk yang berada di sampingmu itu?”

Berkatalah Adam:”Seorang perempuan.”Sesuai dengan fitrah yang telah diilhamkan oleh Allah kepadanya.”Siapa namanya?”tanya malaikat lagi.
“Hawa”,jawab Adam.”Untuk apa Tuhan menciptakan makhluk ini?”,tanya malaikat lagi.
Adam menjawab:”Untuk mendampingiku,memberi kebahagian bagiku dan mengisi keperluan hidupku sesuai dengan kehendak Allah.”

Allah berpesan kepada Adam:”Tinggallah engkau bersama isterimu di syurga,rasakanlah kenikmatan yang berlimpah-limpah didalamnya,rasailah dan makanlah buah-buahan yang lazat yang terdapat di dalamnya sepuas hatimu dan sekehendak nasfumu.Kamu tidak akan mengalami atau merasa lapar,dahaga ataupun letih selama kamu berada di dalamnya.Akan tetapi Aku ingatkan janganlah makan buah dari pohon ini yang akan menyebabkan kamu celaka dan termasuk orang-orang yang zalim.Ketahuilah bahawa Iblis itu adalah musuhmu dan musuh isterimu,ia akan berusaha membujuk kamu dan menyeret kamu keluar dari syurga sehingga hilanglah kebahagiaan yang kamu sedang nikmat ini.”

Iblis Mulai Beraksi.

Sesuai dengan ancaman yang diucapkan ketika diusir oleh allah dari Syurga akibat pembangkangannya dan terdorong pula oleh rasa iri hati dan dengki terhadap Adam yang menjadi sebab sampai ia terkutuk dan terlaknat selama-lamanya tersingkir dari singgahsana kebesarannya.Iblis mulai menunjukkan rancangan penyesatannya kepada Adam dan Hawa yang sedang hidup berdua di syurga yang tenteram, damai dan bahagia.

Ia menyatakan kepada mereka bahawa ia adalah kawan mereka dan ingin memberi nasihat dan petunjuk untuk kebaikan dan mengekalkan kebahagiaan mereka.Segala cara dan kata-kata halus digunakan oleh Iblis untuk mendapatkan kepercayaan Adam dan Hawa bahawa ia betul-betul jujur dalam nasihat dan petunjuknya kepada mereka.Ia membisikan kepada mereka bahwa.larangan Tuhan kepada mereka memakan buah-buah yang ditunjuk itu adalah karena dengan memakan buah itu mereka akan menjelma menjadi malaikat dan akan hidup kekal.Diulang-ulangilah bujukannya dengan menunjukkan akan harumnya bau pohon yang dilarang indah bentuk buahnya dan lazat rasanya.Sehingga pada akhirnya termakanlah bujukan yang halus itu oleh Adam dan Hawa dan dilanggarlah larangan Tuhan.

Allah mencela perbuatan mereka itu dan berfirman yang bermaksud: “Tidakkah Aku mencegah kamu mendekati pohon itu dan memakan dari buahnya dan tidakkah Aku telah ingatkan kamu bahawa syaitan itu adalah musuhmu yang nyata.”
Adam dan Hawa mendengar firman Allah itu sedarlah ia bahawa mereka telah terlanggar perintah Allah dan bahawa mereka telah melakukan suatu kesalahan dan dosa besar.Seraya menyesal berkatalah mereka:”Wahai Tuhan kami! Kami telah menganiaya diri kami sendiri dan telah melanggar perintah-Mu karena terkena bujukan Iblis.Ampunilah dosa kami karena nescaya kami akan tergolong orang-orang yang rugi bila Engkau tidak mengampuni dan mengasihi kami.”

Adam dan Hawa Diturunkan Ke Bumi.

Allah telah menerima taubat Adam dan Hawa serta mengampuni perbuatan pelanggaran yang mereka telah lakukan hal mana telah melegakan dada mereka dan menghilangkan rasa sedih akibat kelalaian peringatan Tuhan tentang Iblis sehingga terjerumus menjadi mangsa bujukan dan rayuannya yang manis namun berancun itu.

Adam dan Hawa merasa tenteram kembali setelah menerima pengampunan Allah dan selanjutnya akan menjaga jangan sampai tertipu lagi oleh Iblis dan akan berusaha agar pelanggaran yang telah dilakukan dan menimbulkan murka dan teguran Tuhan itu menjadi pengajaran bagi mereka berdua untuk lebih berhati-hati menghadapi tipu daya dan bujukan Iblis yang terlaknat itu.Harapan untuk tinggal terus di syurga yang  telah pudar karena perbuatan pelanggaran perintah Allah,hidup kembali dalam hati dan fikiran Adam dan Hawa yang merasa kenikmatan dan kebahagiaan hidup mereka di syurga tidak akan terganggu oleh sesuatu dan bahawa redha Allah serta rahmatnya akan tetap melimpah di atas mereka untuk selama-lamanya.Akan tetapi Allah telah menentukan dalam  takdir-Nya apa yang tidak terlintas dalam hati dan tidak terfikirkan oleh mereka. Allah s.w.t.yang telah menentukan dalam takdir-nya bahawa bumi yang penuh dengan kekayaan untuk dikelolanya,akan dikuasai kepada manusia keturunan Adam memerintahkan Adam dan Hawa turun ke bumi sebagai benih pertama dari hamba-hambanya yang bernama manusia itu.Berfirmanlah Allah kepada mereka:”Turunlah kamu ke bumi sebagian daripada kamu menjadi musuh bagi sebagian yang lain kamu dapat tinggal tetap dan hidup disan sampai waktu yang telah ditentukan.”

Turunlah Adam dan Hawa ke bumi menghadapi cara hidup baru yang jauh berlainan dengan hidup di syurga yang pernah dialami dan yang tidak akan berulang kembali.Mereka harus menempuh hidup di dunia yang fana ini dengan suka dan dukanya dan akan menurunkan umat manusia yang beraneka ragam sifat dan tabiatnya berbeda-beda warna kulit dan kecerdasan otaknya.Umat manusia yang akan berkelompok-kelompok menjadi suku-suku dan bangsa-bangsa di mana yang satu menjadi musuh yang lain saling bunuh-membunuh aniaya-menganianya dan tindas-menindas sehingga dari waktu ke waktu Allah mengutus nabi-nabi-Nya dan rasul-rasul-Nya memimpin hamba-hamba-Nya ke jalan yang lurus penuh damai kasih sayang di antara sesama manusia jalan yang menuju kepada redha-Nya dan kebahagiaan manusia di dunia dan akhirat.

Kisah Adam dalam Al-Quran.

Al_Quran menceritakan kisah Adam dalam beberapa surah di antaranya surah Al_Baqarah ayat 30 sehingga ayat 38 dan surah Al_A’raaf ayat 11 sehingga 25

Pengajaran Yang Terdapat Dari Kisah Adam.

Bahawasanya hikmah yang terkandung dalam perintah-perintah dan larangan-larangan Allah dan dalam apa yang diciptakannya kadangkala tidak atau belum dapat dicapai oelh otak manusia bahkan oleh makhluk-Nya yang terdekat sebagaimana telah dialami oleh para malaikat tatkala diberitahu bahawa Allah akan menciptakan manusia – keturunan Adam untuk menjadi khalifah-Nya di bumi sehingga mereka seakan-akan berkeberatan dan bertanya-tanya mengapa dan untuk apa Allah menciptakan jenis makhluk lain daripada mereka yang sudah patuh rajin beribadat, bertasbih, bertahmid dan mengagungkan nama-Nya.

Bahawasanya manusia walaupun ia telah dikurniakan kecergasan berfikir dan kekuatan fizikal dan mental ia tetap mempunyai beberapa kelemahan pada dirinya seperti sifat lalai, lupa dan khilaf.Hal mana telah terjadi pada diri Nabi Adam yang walaupun ia telah menjadi manusia yang sempurna dan dikurniakan kedudukan yang istimewa di syurga ia tetap tidak terhindar dari sifat-sifat manusia yang lemah itu.Ia telah lupa dan melalaikan peringatan Allah kepadanya tentang pohon terlarang dan tentang Iblis yang menjadi musuhnya dan musuh seluruh keturunannya, sehingga terperangkap ke dalam tipu daya dan terjadilah pelanggaran pertama yang dilakukan oleh manusia terhadap larangan Allah.

Bahawasanya seseorang yang telah terlanjur melakukan maksiat dan berbuat dosa tidaklah ia sepatutnya berputus asa dari rahmat dan ampunan Tuhan asalkan ia sedar akan kesalahannya dan bertaubat tidak akan melakukannya kembali.Rahmat allah dan maghfirah-Nya dpt mencakup segala dosa yang diperbuat oleh hamba-Nya kecuali syirik bagaimana pun besar dosa itu asalkan diikuti dengan kesedaran bertaubat dan pengakuan kesalahan.
Sifat sombong dan congkak selalu membawa akibat kerugian dan kebinasaan.Lihatlah Iblis yang turun dari singgahsananya dilucutkan kedudukannya sebagai seorang malaikat dan diusir oleh Allah dari syurga dengan disertai kutukan dan laknat yang akan melekat kepada dirinya hingga hari Kiamat karena kesombongannya dan kebanggaaannya dengan asal-usulnya sehingga ia menganggap dan memandang rendah kepada Nabi Adam dan menolak untuk sujud menghormatinya walaupun diperintahkan oleh Allah s.w.t.

BOILER

Boiler adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi steam, volumenya akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik.

Sistem boiler terdiri dari: sistem air umpan, sistem steam dan sistem bahan bakar. Sistem airumpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam.

Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan. Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem. Air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam disebut air umpan.

Dua sumber air umpan adalah:

(1) Kondensat atau steam yang mengembun yang kembali dari proses dan

(2) Air makeup (air baku yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar ruang boiler dan plant proses.

Untuk mendapatkan efisiensi boiler yang lebih tinggi, digunakan economizer untuk memanaskan awal air umpan menggunakan limbah panas pada gas buang.

Jenis – Jenis Boiler

Bagian ini menerangkan tentang berbagi jenis boiler: Fire tube boiler, Water tube boiler, Paket boiler, Fluidized bed combustion boiler, Atmospheric fluidized bed combustion boiler, Pressurized fluidized bed combustion boiler, Circulating fluidized bed combustion boiler, Stoker fired boiler, Pulverized fuel boiler, Boiler pemanas limbah (Waste heat boiler) dan and Pemanas fluida termis.

1 Fire Tube Boiler

Pada fire tube boiler, gas panas melewati pipa-pipa dan air umpan boiler ada didalam shell untuk dirubah menjadi steam. Fire tube boilers biasanya digunakan untuk kapasitas steam yang relative kecil dengan tekanan steam rendah sampai sedang. Sebagai pedoman, fire tube boilers kompetitif untuk kecepatan steam sampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm2. Fire tube boilers dapat menggunakan bahan bakar minyak bakar, gas atau bahan bakar padat dalam operasinya. Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube boilers dikonstruksi sebagai “paket” boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.

2 Water Tube Boiler

Pada water tube boiler, air umpan boiler mengalir melalui pipa-pipa masuk kedalam drum. Air yang tersirkulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuk steam pada daerah uap dalam drum. Boiler ini dipilih jika kebutuhan steam dan tekanan steam sangat tinggi seperti pada kasus boiler untuk pembangkit tenaga. Water tube boiler yang sangat modern dirancang dengan kapasitas steam antara 4.500 – 12.000 kg/jam, dengan tekanan sangat tinggi. Banyak water tube boilers yang dikonstruksi secara paket jika digunakan bahan bakar minyak bakar dan gas. Untuk water tube yang menggunakan bahan bakar padat, tidak umum dirancang secara paket.

Karakteristik water tube boilers sebagai berikut:

§ Forced, induced dan balanced draft membantu untuk meningkatkan efisiensi pembakaran

§ Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan air.

§ Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih tinggi

3 Paket Boiler

Disebut boiler paket sebab sudah tersedia sebagai paket yang lengkap. Pada saat dikirim ke pabrik, hanya memerlukan pipa steam, pipa air, suplai bahan bakar dan sambungan listrik untuk dapat beroperasi. Paket boiler biasanya merupakan tipe shell and tube dengan rancangan fire tube dengan transfer panas baik radiasi maupun konveksi yang tinggi.

Ciri-ciri dari packaged boilers adalah:

§ Kecilnya ruang pembakaran dan tingginya panas yang dilepas menghasilkan penguapan yang lebih cepat.

§ Banyaknya jumlah pipa yang berdiameter kecil membuatnya memiliki perpindahan panas konvektif yang baik.

§ Sistim forced atau induced draft menghasilkan efisiensi pembakaran yang baik.

§ Sejumlah lintasan/pass menghasilkan perpindahan panas keseluruhan yang lebih baik.

§ Tingkat efisiensi thermisnya yang lebih tinggi dibandingkan dengan boiler lainnya.

Boiler tersebut dikelompokkan berdasarkan jumlah pass nya – yaitu berapa kali gas pembakaran melintasi boiler. Ruang pembakaran ditempatkan sebagai lintasan pertama setelah itu kemudian satu, dua, atau tiga set pipa api. Boiler yang paling umum dalam kelas ini adalah unit tiga pass/ lintasan dengan dua set fire-tube/ pipa api dan gas buangnya keluar dari belakang boiler.

4 Boiler Pembakaran dengan Fluidized Bed (FBC)

Pembakaran dengan fluidized bed (FBC) muncul sebagai alternatif yang memungkinkan dan memiliki kelebihan yang cukup berarti dibanding sistim pembakaran yang konvensional dan memberikan banyak keuntungan – rancangan boiler yang kompak, fleksibel terhadap bahan bakar, efisiensi pembakaran yang tinggi dan berkurangnya emisi polutan yang merugikan seperti SOx dan NOx. Bahan bakar yang dapat dibakar dalam boiler ini adalah batubara, barang tolakan dari tempat pencucian pakaian, sekam padi, bagas & limbah pertanian lainnya. Boiler fluidized bed memiliki kisaran kapasitas ya ng luas yaitu antara 0.5 T/jam sampai lebih dari 100 T/jam.

Bila udara atau gas yang terdistribusi secara merata dilewatkan keatas melalui bed partikel padat seperti pasir yang disangga oleh saringan halus, partikel tidak akan terganggu pada kecepatan yang rendah. Begitu kecepatan udaranya berangsur-angsur naik, terbentuklah suatu keadaan dimana partikel tersuspensi dalam aliran udara – bed tersebut disebut “terfluidisasikan”. Dengan kenaikan kecepatan udara selanjutnya, terjadi pembentukan gelembung, turbulensi yang kuat, pencampuran cepat dan pembentukan permukaan bed yang rapat. Bed partikel padat menampilkan sifat cairan mendidih dan terlihat seperti fluida – “bed gelembung fluida/ bubbling fluidized bed”. Jika partikel pasir dalam keadaan terfluidisasikan dipanaskan hingga ke suhu nyala batubara, dan batubara diinjeksikan secara terus menerus ke bed, batubara akan terbakar dengan cepat dan bed mencapai suhu yang seragam. Pembakaran dengan fluidized bed (FBC) berlangsung pada suhu sekitar 840OC hingga 950OC. Karena suhu ini jauh berada dibawah suhu fusi abu, maka pelelehan abu dan permasalahan yang terkait didalamnya dapat dihindari.

Suhu pembakaran yang lebih rendah tercapai disebabkan tingginya koefisien perpindahan panas sebagai akibat pencampuran cepat dalam fluidized bed dan ekstraksi panas yang efektif dari bed melalui perpindahan panas pada pipa dan dinding bed. Kecepatan gas dicapai diantara kecepatan fluidisasi minimum dan kecepatan masuk partikel. Hal ini menjamin operasi bed yang stabil dan menghindari terbawanya partikel dalam jalur gas.

5 Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) Boiler

Kebanyakan boiler yang beroperasi untuk jenis ini adalah Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) Boiler. Alat ini hanya berupa shell boiler konvensional biasa yang ditambah dengan sebuah fluidized bed combustor. Sistim seperti telah dipasang digabungkan dengan water tube boiler/ boiler pipa air konvensional.

Batubara dihancurkan menjadi ukuran 1 – 10 mm tergantung pada tingkatan batubara dan jenis pengumpan udara ke ruang pembakaran. Udara atmosfir, yang bertindak sebagai udara fluidisasi dan pembakaran, dimasukkan dengan tekanan, setelah diberi pemanasan awal oleh gas buang bahan bakar. Pipa dalam bed yang membawa air pada umumnya bertindak sebagai evaporator. Produk gas hasil pembakaran melewati bagian super heater dari boiler lalu mengalir ke economizer, ke pengumpul debu dan pemanas awal udara sebelum dibuang ke atmosfir.

6 Pressurized Fluidized Bed Combustion (PFBC) Boiler

Pada tipe Pressurized Fluidized bed Combustion (PFBC), sebuah kompresor memasok udara Forced Draft (FD), dan pembakarnya merupakan tangki bertekanan. Laju panas yang dilepas dalam bed sebanding dengan tekanan bed sehingga bed yang dalam digunakan untuk mengekstraksi sejumlah besar panas. Hal ini akan meningkatkan efisiensi pembakaran dan peyerapan sulfur dioksida dalam bed. Steam dihasilkan didalam dua ikatan pipa, satu di bed dan satunya lagi berada diatasnya. Gas panas dari cerobong menggerakan turbin gas pembangkit tenaga. Sistim PFBC dapat digunakan untuk pembangkitan kogenerasi (steam dan listrik) atau pembangkit tenaga dengan siklus gabungan/ combined cycle. Operasi combined cycle (turbin gas & turbin uap) meningkatkan efisiensi konversi keseluruhan sebesar 5 hingga 8 persen.

7 Atmospheric Circulating Fluidized Bed Combustion Boilers (CFBC)

Dalam sistim sirkulasi, parameter bed dijaga untuk membentuk padatan melayang dari bed. Padatan diangkat pada fase yang relatif terlarut dalam pengangkat padatan, dan sebuah down-comer dengan sebuah siklon merupakan aliran sirkulasi padatan. Tidak terdapat pipa pembangkit steam yang terletak dalam bed. Pembangkitan dan pemanasan berlebih steam berlangsung di bagian konveksi, dinding air, pada keluaran pengangkat/ riser. Boiler CFBC pada umumnya lebih ekonomis daripada boiler AFBC, untuk penerapannya di industri memerlukan lebih dari 75 – 100 T/jam steam. Untuk unit yang besar, semakin tinggi karakteristik tungku boiler CFBC akan memberikan penggunaan ruang yang semakin baik, partikel bahan bakar lebih besar, waktu tinggal bahan penyerap untuk pembakaran yang efisien dan penangkapan SO2 yang semakin besar pula, dan semakin mudah penerapan teknik pembakaran untuk pengendalian NOx daripada pembangkit steam AFBC.

2.8 Stoker Fired Boilers

Stokers diklasifikasikan menurut metode pengumpanan bahan bakar ke tungku dan oleh jenis grate nya. Klasifikasi utama nya adalah spreader stoker dan chain-gate atau raveling-gate stoker.

8.1 Spreader stokers

Spreader stokers memanfaatkan kombinasi pembakaran suspensi dan pembakaran grate. Batubara diumpankan secara kontinyu ke tungku diatas bed pembakaran batubara. Batubara yang halus dibakar dalam suspensi; partikel yang lebih besar akan jatuh ke grate, dimana batubara ini akan dibakar dalam bed batubara yang tipis dan pembakaran cepat. Metode pembakaran ini memberikan fleksibilitas yang baik terhadap fluktuasi beban, dikarenakan penyalaan hampir terjadi secara cepat bila laju pembakaran meningkat. Karena hal ini, spreader stoker lebih disukai dibanding jenis stoker lainnya dalam berbagai penerapan di industri.

8.2 Chain-grate atau traveling-grate stoker

Batubara diumpankan ke ujung grate baja yang bergerak. Ketika grate bergerak sepanjang tungku, batubara terbakar sebelum jatuh pada ujung sebagai abu. Diperlukan tingkat keterampilan tertentu, terutama bila menyetel grate, damper udara dan baffles, untuk menjamin pembakaran yang bersih serta menghasilkan seminimal mungkin jumlah karbon yang tidak terbakar dalam abu. Hopper umpan batubara memanjang di sepanjang seluruh ujung umpan batubara pada tungku. Sebuah grate batubara digunakan untuk mengendalikan kecepatan batubara yang diumpankan ke tungku dengan mengendalikan ketebalan bed bahan bakar. Ukuran batubara harus seragam sebab bongkahan yang besar tidak akan terbakar sempurna pada waktu mencapai ujung grate.

9 Pulverized Fuel Boiler

Kebanyakan boiler stasiun pembangkit tenaga yang berbahan bakar batubara menggunakan batubara halus, dan banyak boiler pipa air di industri yang lebih besar juga menggunakan batubara yang halus. Teknologi ini berkembang dengan baik dan diseluruh dunia terdapat ribuan unit dan lebih dari 90 persen kapasitas pembakaran batubara merupakan jenis ini. Untuk batubara jenis bituminous, batubara digiling sampai menjadi bubuk halus, yang berukuran +300 micrometer (μm) kurang dari 2 persen dan yang berukuran dibawah 75 microns sebesar 70-75 persen. Harus diperhatikan bahwa bubuk yang terlalu halus akan memboroskan energi penggilingan. Sebaliknya, bubuk yang terlalu kasar tidak akan terbakar sempurna pada ruang pembakaran dan menyebabkan kerugian yang lebih besar karena bahan yang tidak terbakar. Batubara bubuk dihembuskan dengan sebagian udara pembakaran masuk menuju plant boiler melalui serangkaian nosel burner. Udara sekunder dan tersier dapat juga ditambahkan. Pembakaran berlangsung pada suhu dari 1300 – 1700 °C, tergantung pada kualitas batubara. Waktu tinggal partikel dalam boiler biasanya 2 hingga 5 detik, dan partikel harus cukup kecil untuk pembakaran yang sempurna. Sistim ini memiliki banyak keuntungan seperti kemampuan membakar berbagai kualitas batubara, respon yang cepat

terhadap perubahan beban muatan, penggunaan suhu udara pemanas awal yang tinggi dll.

Salah satu sistim yang paling populer untuk pembakaran batubara halus adalah pembakaran tangensial dengan menggunakan empat buah burner dari keempat sudut untuk menciptakan bola api pada pusat tungku.

kebutuhan steam lebih dari steam yang dihasilkan menggunakan gas buang panas, dapat digunakan burner tambahan yang menggunakan bahan bakar. Jika steam tidak langsung dapat digunakan, steam dapat dipakai untuk memproduksi daya listrik menggunakan generator turbin uap. Hal ini banyak digunakan dalam pemanfaatan kembali panas dari gas buang dari turbin gas dan mesin diesel.

11 Pemanas Fluida Termis

Saat ini, pemanas fluida termis telah digunakan secara luas dalam berbagai penerapan untuk pemanasan proses tidak langsung. Dengan menggunakan fluida petroleum sebagai media perpindahan panas, pemanas tersebut memberikan suhu yang konstan. Sistim pembakaran terdiri dari sebuah fixed grate dengan susunan draft mekanis. Pemanas fluida thermis modern berbahan bakar minyak terdiri dari sebuah kumparan ganda, konstruksi tiga pass dan dipasang dengan sistim jet tekanan. Fluida termis, yang bertindak sebagai pembawa panas, dipanaskan dalam pemanas dan disirkulasikan melalui peralatan pengguna. Disini fluida memindahkn panas untuk proses melalui penukar panas, kemudian fluidanya dikembalikan ke pemanas. Aliran fluida termis pada ujung pemakai dikendalikan oleh katup pengendali yang dioperasikan secara pneumatis, berdasarkan suhu operasi. Pemanas beroperasi pada api yang tinggi atau rendah tergantung pada suhu minyak yang kembali yang bervariasi tergantung beban sistim.

Keuntungan pemanas tersebut adalah:

§ Operasi sistim tertutup dengan kehilangan minimum dibanding dengan boiler steam.

§ Operasi sistim tidak bertekanan bahkan untuk suhu sekitar 250 0C dibandingkan kebutuhan tekanan steam 40 kg/cm2 dalam sistim steam yang sejenis.

§ Penyetelan kendali otomatis, yang memberikan fleksibilitas operasi.

§ Efisiensi termis yang baik karena tidak adanya kehilangan panas yang diakibatkan oleh blowdown, pembuangan kondensat dan flash steam.

Faktor ekonomi keseluruhan dari pemanas fluida termis tergantung pada penerapan spesifik dan dasar acuannya. Pemanas fluida thermis berbahan bakar batubara dengan kisaran efisiensi panas 55-65 persen merupakan yang paling nyaman digunakan dibandingkan dengan hampir kebanyakan boiler. Penggabungan peralatan pemanfaatan kembali panas dalam gas buang akan mempertinggi tingkat efisiensi termis selanjutnya

 

3. PENGKAJIAN BOILER

Bagian ini menjelaskan evaluasi Kinerja boiler (melalui metode langsung dan tidak langsung termasuk contoh perhitungan efisiensi), blowdown boiler, dan pengolahan air boiler.

3.1 Evaluasi Kinerja Boiler

Parameter kinerja boiler, seperti efisiensi dan rasio penguapan, berkurang terhadap waktu

disebabkan buruknya pembakaran, kotornya permukaan penukar panas dan buruknya operasi dan pemeliharaan. Bahkan untuk boiler yang baru sekalipun, alasan seperti buruknya kualitas bahan bakar dan kualitas air dapat mengakibatkan buruknya kinerja boiler. Neraca panas dapat membantu dalam mengidentifikasi kehilangan panas yang dapat atau tidak dapat dihindari. Uji efisiensi boiler dapat membantu dalam menemukan penyimpangan efisiensi boiler dari efisiensi terbaik dan target area permasalahan untuk tindakan perbaikan.

3.1.1 Neraca Panas

Proses pembakaran dalam boiler dapat digambarkan dalam bentuk diagram alir energi. Diagram ini menggambarkan secara grafis tentang bagaimana energi masuk dari bahan bakar diubah menjadi aliran energi dengan berbagai kegunaan dan menjadi aliran kehilangan panas dan energi. Panah tebal menunjukan jumlah energi yang dikandung dalam aliran masingmasing.

 

Gambar 11. Diagram neraca energi boiler

Neraca panas merupakan keseimbangan energi total yang masuk boiler terhadap yang meninggalkan boiler dalam bentuk yang berbeda. Gambar berikut memberikan gambaran berbagai kehilangan yang terjadi untuk pembangkitan steam.

Gambar 12. Kehilangan pada Boiler yang Berbahan Bakar Batubara

Kehilangan energi dapat dibagi kedalam kehilangan yang tidak atau dapat dihindarkan. Tujuan dari Produksi Bersih dan/atau pengkajian energi harus mengurangi kehilangan yang dapat dihindari, dengan meningkatkan efisiensi energi. Kehilangan berikut dapat dihindari atau dikurangi:

 

§ Kehilangan gas cerobong:

- Udara berlebih (diturunkan hingga ke nilai minimum yang tergantung dari teknologi burner, operasi (kontrol), dan pemeliharaan).

- Suhu gas cerobong (diturunkan dengan mengoptimalkan perawatan (pembersihan),

beban; burner yang lebih baik dan teknologi boiler).

§ Kehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam cerobong dan abu (mengoptimalkan operasi dan pemeliharaan; teknologi burner yang lebih baik).

§ Kehilangan dari blowdown (pengolahan air umpan segar, daur ulang kondensat)

§ Kehilangan kondensat (manfaatkan sebanyak mungkin kondensat)

§ Kehilangan konveksi dan radiasi (dikurangi dengan isolasi boiler yang lebih baik)

3.1.2 Efisiensi Boiler

Efisiensi termis boiler didefinisikan sebagai “persen energi (panas) masuk yang digunakan secara efektif pada steam yang dihasilkan.” Terdapat dua metode pengkajian efisiensi boiler:

§ Metode Langsung: energi yang didapat dari fluida kerja (air dan steam) dibandingkan

dengan energi yang terkandung dalam bahan bakar boiler.

§ Metode Tidak Langsung: efisiensi merupakan perbedaan antara kehilangan dan energi

yang masuk.

 

3.1.3 Metode langsung dalam menentukan efisiensi boiler Metodologi

Dikenal juga sebagai ‘metode input-output’ karena kenyataan bahwa metode ini hanya memerlukan keluaran/output (steam) dan panas masuk/input (bahan bakar) untuk evaluasi efisiensi. Efisiensi ini dapat dievaluasi dengan menggunakan rumus:

 

Parameter yang dipantau untuk perhitungan efisiensi boiler dengan metode langsung adalah:

§ Jumlah steam yang dihasilkan per jam (Q) dalam kg/jam

§ Jumlah bahan bakar yang digunakan per jam (q) dalam kg/jam

§ Tekanan kerja (dalam kg/cm2(g)) dan suhu lewat panas (oC), jika ada

§ Suhu air umpan (oC)

§ Jenis bahan bakar dan nilai panas kotor bahan bakar (GCV) dalam kkal/kg bahan

bakar

Dimana

§ hg – Entalpi steam jenuh dalam kkal/kg steam

§ hf – Entalpi air umpan dalam kkal/kg air

Contoh

Cari efisiensi boiler dengan metode langsung dengan data yang diberikan dibawah ini:

§ Jenis boiler                                                              Berbahan bakar batubara

§ Jumlah steam (kering) yang dihasilkan:                                 10 TPJ

§ Tekanan steam (gauge) / suhu:                                            10 kg/cm2 (g)/ 1800 C

§ Jumlah pemakaian batubara:                                                2,25 TPJ

§ Suhu air umpan :                                                                 850 C

§ GCV batubara:                                                                   3200 kkal/kg

§ Entalpi steam pada tekanan 10 kg/cm2 :                               665 kkal/kg (jenuh)

§ Entalp of air umpan:                                                            85 kkal/kg

 

Keuntungan metode langsung

§ Pekerja pabrik dapat dengan cepat mengevaluasi efisiensi boiler

§ Memerlukan sedikit parameter untuk perhitungan

§ Memerlukan sedikit instrumen untuk pemantauan

§ Mudah membandingkan rasio penguapan dengan data benchmark

 

Kerugian metode langsung

§ Tidak memberikan petunjuk kepada operator tentang penyebab dari efisiensi sistim yang lebih rendah

§ Tidak menghitung berbagai kehilangan yang berpengaruh pada berbagai tingkat efisiensi

3.1.4 Metode tidak langsung dalam menentukan efisiensi boiler

Metodologi

Standar acuan untuk Uji Boiler di Tempat dengan menggunakan metode tidak langsung adalah British Standard, BS 845:1987 dan USA Standard ASME PTC-4-1 Power Test Code Steam Generating Units. Metode tidak langsung juga dikenal dengan metode kehilangan panas. Efisiensi dapat dihitung dengan mengurangkan bagian kehilangan panas dari 100 sebagai berikut:

 

Efisiensi boiler (n) = 100 – (i + ii + iii + iv + v + vi + vii)

Dimana kehilangan yang terjadi dalam boiler adalah kehilangan panas yang diakibatkan oleh:

i. Gas cerobong yang kering

ii. Penguapan air yang terbentuk karena H2 dalam bahan bakar

iii. Penguapan kadar air dalam bahan bakar

iv. Adanya kadar air dalam udara pembakaran

v. Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu terbang/ fly ash

vi. Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu bawah/ bottom ash

vii. Radiasi dan kehilangan lain yang tidak terhitung

 

Kehilangan yang diakibatkan oleh kadar air dalam bahan bakar dan yang disebabkan oleh pembakaran hidrogen tergantung pada bahan bakar, dan tidak dapat dikendalikan oleh perancangan. Data yang diperlukan untuk perhitungan efisiensi boiler dengan menggunakan metode tidak langsung adalah:

§ Analisis ultimate bahan bakar (H2, O2, S, C, kadar air, kadar abu)

§ Persentase oksigen atau CO2 dalam gas buang

§ Suhu gas buang dalam oC (Tf)

§ Suhu ambien dalam oC (Ta) dan kelembaban udara dalam kg/kg udara kering

§ GCV bahan bakar dalam kkal/kg

§ Persentase bahan yang dapat terbakar dalam abu (untuk bahan bakar padat)

§ GCV abu dalam kkal/kg (untuk bahan bakar padat)

 

 

 

 

 

Fotokatalis

Pengertian Fotokatalis

Istilah fotokatalis merupakan gabungan dua kata yaitu foto dan katalisis, sehingga dapat diartikan sebagai suatu proses kombinasi reaksi fotokimia yang memerluakan unsure cahaya dan katalis untuk mempercepat terjadinya transformasi kimia. Transformasi tersebut terjadi pada permukaan katalis yang katalisnya disebut sebagai fotokatalis. Fotokatalis merupakan salah satu metode AOPs (Advanced Oxidation Processes). Karakteristik AOPs adalah pembentukan radikal bebas yang sangat aktif, terutama radikal hidroksil (OH˙) [Litter, 1999; Malato,2003]. Bahan yang dapat dijadikan fotokatalis merupakan semikonduktor yang mampu mengadsorp foton.

Proses fotokatalis banyak diaplikasikan untuk penghilangan atau pendegradasian polutan cair menjadi senyawa yang lebih ramah lingkungan, misalanya untuk pengolahan fenol. Suatu teknologi yang didasarkan pada iradiasi fotokatalis semikonduktor seperti titanium dioksida (TiO2), seng oksida (ZnO) atau cadmium sulfide (CdS) yang tergolong sebaagai fotokatalis heterogen [Hermann, 1999].

Fotokatalis heterogen didefinisiakan sebagai proses katalisis dimana satu atau lebih tahapan reaksi berlangsung dengan kehadiran pasangan electron-hole yang dihasilakn pada permukaan bahan semiokonduktor yang diiluminasi oleh cahaya pada tingkat energi yang sesuai. Adapun prosesenya dapat dilakukan dalam berbagai media, yaitu organik murni fase cair dan larutan encer.

Proses keseluruhan yang terjadi padea reaksi katalisis heterogen, baik yang diaktifasi secara termal (katalisis konvensional) maupun yang diaktivasi dengan cahaya (fotokatalis) adalah sebagai berikut [Fogler, 1999] :

1.   Transfer massa reaktan dalam fase fluida (cair atau gas) ke permukaan katalis.

2.   Adsorpsi reaktan ke permukaan katalis.

3.   reaksi dalam fase teradsorpsi.

4.   Desorpsi produk dari permukaan.

5.   Pemindahan produk (transfer massa) dari daerah antar permukaan (interfasa).

Reaksi fotokatalisis terjadi pada fase teradsorpsi (lamhkah 3). Perbedaanya dengan katalisis konvensional hanyalah model aktivasi katalis dimana aktivasi termal pada proses katalisis digantikan oleh aktivasi foton. Model aktivasi ini tidak pada tahap 1, 2, 4 dan 5, walaupun fotoadsorpsi dan fotodesorpsi reaktan terutama oksigen ada.

Reaksi fotokatalisis memp[unyai sifat yang khusus bola dibandingkan dengan reaksi lainnya. Sifat khusus tersebut meliputi [Sofyan, 1998] :

1.   Reaksi fotokatalisis menggunkan daya oksidasi yang sangat tinggi.

2.   Reaksi fotokatalisi merupakan reaksi permukaan.

3.   Reaksi fotokatalisis terjadi melalui radiasi sinar UV.

Mekanisme Fotokatalisis

Fenomena fotokatalisis diawali dengan fotoeksitasi, sebagai akibat adanya cahaya ultraviolet yang mengenai dahan semikonduktor memiliki energi yanga lebih besar dari celah pita semikonduktornya, sehingga akan mentransfer electron dari pita valensi ke pita konduksi sekaligus menghasilkan hole (h+) pada pita valensi. Jadi, proses fotoeksitasi akan menghasilakn electron pada pita konduksi dan hole pada pita valensi. Reaksi yang terjadi untuk fenomena ini adalah [Hermann, 1999; Sopyan, 1998] :

 

Semikonduktor  +  hv                                    (ecb- +  hvb+)                            (2.1)

 

Selanjutnya pasangan elektron-hole yang tyerbentuk akan berekombinasi di dalam partikel (jalur B), dan berekombinasi di permukaan partikel (jalur A), tetapi ada pula yang tidak berekombinasi dsan langsung ke permukaan partikel. Reaksi rekombinasi pasangan h+/e- dituliskan sebagai berikut [Hermann. 1999; Sopyan, 1998] :

 

Semikonduktor(ecb- +  hvb+)                          Semikonduktor + heat           (

Elektron yang sampai pada permukaan partikel (jalur C) akan mendonasikan dirinya kepada molekul yang teradsorpsi dipermukaan dimana molekul tersebut akan mengalami reduksi sehingga dihasilakan radikal anion, A- (oksidator), sedangkan hole yang sampai permukaan (jalur D) akan menarik elektron dari molekul yang ada dipermukaan sehinga molekul akan mengalami oksidasi. Molekul yang teradssorpsi bersifat donor elektron sehingga hasil penangkapan hole akan menghasilakan radikal kation, D+ (reduktor). Reaksi tersebut dapat ditunjukkan sebagai berikut [Litter, 1999; Fogler, 1999] :

 

D(ads) +   h+ D+(ads) (2.3)

A(ads) +   e- A-(ads) (2.4)

 

Donor elektron yang teradsorpsi (reduktor) dapat dioksidasi melalui transfer elektron ke hole diatas permukaan dan penangkapan hole akan menghasilkan adikal kation, D+ (persamaan 2.3). adapaun akseptor elektron yang teradsorpsi (oksidator) dapat tereduksi dengan menerima sebuah elektron dari permukaan sehingga penangkapan elektron akan menghasilkan radikal anion, A- (persamaan 2.4).

Reaksi rekombinasi antara elektron dan hole dapat ditunjukaan dengan persamaan berikut :

e-      +      h+                          N   +    E (2.5)

dimana N adalah bahan semikonduktor yang netral dan E adalah energi yang dilepaskan dibawah sinar UV atau panas semikonduktor [Litter, 1999].

Katalis Semikonduktor

Semikonduktor adalah bahan yang memiliki daerah energi kosong (void energy region) yang disebut celah pita (band gap) yang berada diantara konduktor dan isolator. Banyak jenis bahan semikonduktor yang tersedia secara komersial tetapi hanya sedikit yang cocok dipakai sebagai fotokatalis dalam menguraikan ber4bagai polutan organik. Kriteria yang diperlukan bahan semikonduktor sebagai katalis adalah [Litter, 1999] :

1.   Bersifat fotoaktif

2.   Mampu memanfaatkan cahaya tampak atau ultraviolet dekat

3.   Bersifat inert secara biologis dan kimiawi

4.   Bersifat fotostabil (stabil terhadap cahaya)

5.   Murah dan mudah didapatkan

6.   Tidak larut dalam reaksi

Katalis semikonduktor untuk proses fotokatalisis terdiri dari jenis oksida dan sulfida. Katalis semikonduktor termasuk jenis oksida contohnya TiO2, Fe2O3, ZnO, SnO2, dan WO3, sedangkan yang termasuk jenis sulfida contohnya CdS, CuS, dan ZnS [Hermann, 1999; Toyoda, 2000].

Bahan semikonduktor ini memiliki energi celah pita, yaitu daerah kosong yang memanjang dari puncak pita valensi terisi (Filled Valency Band) hingga dasar pita valensi yang kosong (Vacant Conduction Band), yang cukup untuk dieksitasi oleh sinar ultraviolet (sinar UV) atau sinar tampak, dan potensial reduksi anatar valance band (vb) dan conduction band (cb), dapat menghasilkan rangkaian reaksi oksidasi dan reduksi. Besarnya celah energi antara pita valensi dan pita konduksi tersebut akan menentukan tingkat populasi termal dari pita konduksi atau dengan kata lain tingkat konduktivitas listrik dari semikonduktor tersebut. Celah piata tersebut mendefinisikan sensivitas panjang gelombang dari semikonduktor yang bersangkutan terhadap radiasi [Hermann, 1999].

 

Fotokatalis TiO2

Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa umumnya TiO2 paling setring digunakan sebagai fotokatalis dalam aplikasi reaksi fotokatalisis khususnya pengolahan limbah. Ada beberapa keunggulan TiO2 dibandingkan fotokatalisis semikonduktor lainnya [Linsebigler, 1995; Sopyan, 1998] :

1.   Mempunyai celah pita (band gap) yang besar (3,2 eV anatase dan 3,0 eV untuk rutile), sehingga  memungkinkan banyak terjadinya eksitasi elektron ke pita konduksi dan pembentukan hole pada pita valensi saat diinduksi cahaya ultraviolet.

2.   TiO2 mempunyai sifat stabil terhadap cahaya (fotostabil)

3.   Mampu menyerap cahaya ultraviolet dengan baik

4.   Bersifat inert dalam reaksi

5.   Tidak baracun dan tidak larut dalam kondisi eksperimen

6.   Secara umum memiliki aktivitas fotokatalisis yang lebih tinggi dari pada fotokatalisis lain seperti ZnO, CdS, WO2, dan SnO2.

7.   Memiliki kemampuan oksidasi yang tertinggi, termasuk zat organik yang sulit terurai sekalipun haloaromatik, polimer, herbisida dan pestisida

TiO2 terdiri dari dua bentuk kristalogafik utama, anatse dan rutile. Energi band gap untuk anatase (3.23 eV , 3.84 nm) dan ritile eV , 411 nm) [Litter, 1999]. Specific grafity anatse 3,84 dan rutile 4,26. Indeks refraktif anatase 2,25 dan rutile 2,75 dan daya adsorpsi rutile terhadap sinar ultraviolet lebih kuat (360 nm – 400 nm) [Byrne, 1998]. Anatase merupakan bentuk alotrofik paling aktif dibangdingkan bentuk lainnya yang ada, bentuk alami (rutile dan brookite) atau bentuk artificial (TiO2-B, TiO2-H). TiO2 dalam bentuk anatase secara termodinamika lebih stabil daripada rutile tetapi pembentukannya secara kinetik lebih baik pada suhu rendah (<600oC). Temperatur rendah ini dapat menjelaskan luas permukaan yang lebih tinggi. TiO2 bentuk komersila yang apaling p[opuler dan sangat aktif adalah Degussa P-25 yang memiliki komposisi 80% anatase dan 20% rutile [Sopyan, 1998], luas permukaan BET 55 m2/g, dan diameter partikel 30 nm [Linsebigler, 1995].

Fotokatalisis TiO2 memiliki celah pita (band gap) sebesar 3,2 volt yang bila disinari UV pada panjang gelombangsekitar 340-390 nmdalam larutan (air), maka akan menghasilakan pasangan elektron (e-) dan hole (h+) yang bermuatan positif, seperti pada persamaan 2.1.

Besarnya energy band gap akan mempengaruhi daerah panjang gelombang penyinaran yang optimal untuk mengeksitasi elektron pada pita valensi semikonduktor. Hal ini dinyataka lewat persamaan :

E = hv= hc/λ                                                                                                    (2.6)

Dimana h adalah konstanta planck, c adalah cepat rambat cahaya, dan λ adalah panjang gelombang cahaya yang digunakan. Bagi TiO2 anatase, dengan band energy sebesar 3,2 eV, dapat menyerap secara optimal sinar pada panjang gelombang 388 nm [Amemiya, 2004].

Secara umum, TiO2 dalam fasa anatase mempunyai aktivitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan fasa rutile, karena pada fasa anatase TiO2 memiliki luas p[ermukaan yang lebih besar dan ukuran yang lebih kecil dibanding rutile. Fotokatalis dapat digunakan dalam bentuk serbuk dan lapisa tipis atau film dalam aplikasi fotokatalisis fasa cair. Keuntungan katalis serbuk adalah effisiensi pengolahan yang tinggi karena memilki luas permukaan yang besar untuk adsorpsi ataupun reaksi, transfer massa yang baik antara kontaminan dalam larutan dengan fotoikatalisnya dan pressure dropnya rendah [Djikstra, 2001; Hermann, 1999; Malato, 2002; Matthews, 1992; Sopyan, 1996].

Namun, permasalahan yang timbul akibat pemakaian TiO2 dalambentuk serbuk yaitu [Chan, 2003; Hermann, 1999; Malato, 1992; Matthews, 1992] :

1.   Sulitnya pemisahan katalis dari suspensi setelah reaksi

2.   Partikel yang tersuspensi cenderung menggumpal

3.   Suspensi partikel tidak mudah diaplikasikan ke sistem aliran kontinyu

4.   Kedalam penetrasi sinar UV ke dalam suspensi TiO2 terbatas

Parameter Yang Mempengaruhi Proses Fotokatalis

Beberapa parameter yang mempengaruhi proses fotokatalisis diantaranya pH, loading katalis, panjang gelombang cahaya, konsentrasi awal reaktan, temperatur, serta pengaruh keberadaan dan tekanan oksigen [Hermann, 1999].

a.   pH

Ukuran partikel katalis TiO2 sangat dipengaruhi oleh pH. Semakin asam atau basa suatu limbah maka ukuran katalis TiO2 akan semakin kecil, sehingga luas permukannnya senakin besar. Dalam keadaan asam maka permukaan katalis akan bermuaran positif, sehingga daya tolak antar partikel katalis akan semakin besar yang menyebabkan katalis akan terdistribusi merata diseluruh spesi cairan. Begitu pula sebaiknya dalam keadaan basa [Hermann, 1999].

Pada keadaan pH netral katalis memiliki ukuran partikel yang sangat besar. Dalam pH netral dimana cairan tidak bermuatan menyebabkan permukaan katalis juga menjaditidak bermuatan (zero Charge Point) sehingga daya tarik antar partikel katalis menjadi lebih besar dan menyebabkan katalis membentuk gumpalan-gumpalan.

Pada proses yang menggunakan sistem katalis slurry, pada tahap pengendapan katalis dilakukan pada pH netral. Dengan ukuiranya yang besar pada pH netral, maka separasi antar katalis dan limbah yang telah diolah lebih mudah dilakukan sehingga dapat di recovery dan produk akhir yang telah murni dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang lain. Sistem ini telah diaplikasikan di PSA, Spanyol dengan adanya satu unit khusus yang memisahkan katalis dari produk akhir dengan sistem penetralan.

b.   Berat katalis

baik adalam keadaan statis, slurry ataupun dalam aliran dianamis pada fotoreaktor, laju reaksi awal dipengaruhi oleh jumlah katalis. Pada Gambar 2.5 terlihat laju reaksi awal tergantung pada berat katalis. Semakin tinggi berat katalis yang digunakan maka laju reaksi awalnya menjadi lebih besar sampai pada berat tertentu laju reaksi awalnya menjadi konstan.

Untuk TiO2 yang memiliki EG = 3,02 eV (rutile) sebagai contoh, membutuhkan λ < 400 nm yaitu pada rentang sinar UV-A (near-UV). Sebagai tambahan, sifat reaktan juga harus diperhatikan apakah dapat menyerap cahaya atau tidak.

d.   Konsentrasi awal reaktan

secara umum, kinetika laju reaksi mengikuti mekanisme Langmuir-Hinshelwood yang berlaku untuk katalisis keterogen dimana laju reaksi berbanding lurus dengan θ sesuai persamaan berikut :

r = k θ                                                                                      (2.7)

Adapun hubungan antara konsentrasi awal reaktan dengan laju reaksi ditunjukkan pada Gambar 2.7

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.7 Pengaruh konsentrasi awal reaktan terhadap laju reaksi [Hermann, 1999]

e.   Temperatur

Energi aktifasi pada proses fotokatalisis dalah energi foton, maka pada reaksi fotokatalisis tidak membutuhkan pemenasan dan dapat beroprasi pada temperatur ruang. Pengaruh temperatur terhadaplaju reaksi dapat dilihat pada Gambar 2.8. pada rentang tewmperatur medium (20oC ≤ θ ≤ 80 oC) energi aktifasi sebenarnya (true activation energy) sangat kecil (beberapa kJ/mol).

Tetapi pada temperatur yang sangat rendah (-40 oC ≤ θ ≤ 0 oC), aktivasinya berkurang sedangkan Ea meningkat seperti yang terlihat pada gambar 2.7 diatas. Desorpsi produk menjadi tahap penentulaju reaksi dan Ea dipengaruhi oleh panas adsorpsi produk. Sedangkan pada suhu diatas 80 oC, proses eksotermis dari adsorpsi reaktan A menjadi tahapa penetu laju reaksi, akibatnya aktifitas menurun.

f.    Pengaruh keberadaan dan tekanan oksigen

Untuk beberapa reaksi, keberadaan oksigen sangat penting yaitu sebagai reduktor diaman elektron yang dihasilkan oleh proses fotokatalisi akan digunakan mereduksi molekul oksigen yang terlartut menjadi anion oksigen. Fenomena ini terutama dibutuhkan pada proses oksidasi limbah organik.

Sc

Polutan organik + O2 CO2 + H2O + asam mineral                                    (2.8)

EG

Pada reaksi fasa cair, umunya diasumsikan oksigen diadsorpsi oleh katalis dari fasa cairnya. Jika oksigen terus menerus disupplai dapat diasumsikan bahwa keberadaannya pada permukaan katalis konstan.

Ozon

Ozon adalah molekul yang tersusun dari 3 (tiga) buah atom oksigen, senyawa ini merupakan oksidator kuat (oksidasi potensial 2,07 eV), sehingga dapat digunakan sebagai oksidator dalam penguraian zat/pencemar organik dan penyisihan logam-logam terlarut dalam proses pengolhan limbah dan dalam pengolahan air [http://www.sinarharapan.com].

Ozon pertama kali ditemukan oleh CF Schonbein pada tahun 1840. penemaan ozon diambil dari bahasa yunani ozein yang berarti smell atau bau dan dikenal sebagai gas yang tidak memiliki warna [Sugiarto, 203]. Ozon dapat larut dalam air yang menghasilkan hidroksil radikal (OH-), diaman memiliki potensial oksidasi sangat tiggi (2,8 V) [Beltran, 1997].

 

1  Kegunaaan Ozon

Proses ozonasi pertama kali dikenalkan oleh Nies dari negara Perancis sebagai metode intuk mensterilkan air minum pada tahun 1996. penggunaan proses ozonasi ini kemudian berkembang dengan pesat yaitu untuk pengolahan air minum yang menggunakan sistem ozonasi di Amerika Serikat [Sugiarto, 2003].

Di Asia, pemanfaatan ozon untuk mengolah air minum pertama kali dilakukan dikota Amagasaki, Jepang pada tahun 1973. Menurut Kuprianoff (1953) berbagai pemanfaatan ozon antara lain untuk pengolahan air minum adan air limbah, ozon untuk sterilisasi bahan makanan mentah seperti daginmg dan ikan dengan menghambat perkembangan jamur, sayur mayur dan buah-buahan, ozon sterilisasi peralatan seperti aplikasi dalam bidang kedokteran, dan memperlancar aliran darah [Sugiarto, 2003].

Ozon dengan kemampuan oksidasinya dapat menguraikan berbagai macam senyawa organik beracun yang terkandung dalam air limbah, seperti benzene, atrazine, dioxine, dan berbagai ztat pewarna organik [Sugiarto, 2003]. Menurut violle (1929) melalui proses oksidasinya pula ozon mampu membunuh berbagai macam mikroorganisme seperti bakteri Escherichia coli, Salmonella enteriditis, serta bakteri pathogen lainnya.

 

2 Sifat Kimia Ozon

Ozon berbentuk gas apada suhu dan tekanan normal. Ozon merupakan senyawa yang tidak stabil yang mudah terdekomposisi kembali menjadi oksigen, oksidator yang sangat kuat dan reaktif, tidak menghasilkan produk yang berbahaya (rmah lingkungan), menghilangkan bau sulfur, dan dapat mendegradasi senyawa Fe dan Mn yang terlarut dalam air, terutama didasarkan pada fenomene terurainya ozon dalam air seperti dapat digambarkan dalam persamaan berikut [www.ozonapplication.com] :

O3  +  H2O                             HO3+  +  OH-                         (2.9)

HO3+  +  OH-                         2 H2O                                     (2.10)

O2  +  H2O                             HO  +  2 O2                            (2.11)
HO  +  2 O2                            H2O  +  O2                             (2.12)

 

3 Sifat Fisik Ozon

Ozon (O3) adalah bentuk alotropik dari oksigen (O2) yang tidak berwarna (pada suhu kamar) yang dapat mengembun membentuk suatu cairan biru pada suhu -112oC dan akan membeku pada suhu -251oC. Pada shu diatas 100oC akan dengan cepat mengalami dekomposisi. Dalam larutan cair, ozon relatif tidak stabil dan memiliki waktu apruh sekitar 20-30 menit dalam air destilasi pada suhu 20oC. Tetapi pada udara kering, ozon lebih stabil dan memiliki waktu paruh sekitar 12 jam [B. Lnglais., dkk, 1991].

4 Pembuatan ozon

Secara ilmiah ozon dapat terbentuk melalui radiasi sinar ultraviolet pancaran sinar matahari. Chaperman menjelaskan pembentukan ozon secara ilmiah (1930) bahwa sinar ultraviolet dari pancaran sinar matahari mampu menguraikan gas oksigen di udara bebas [Sugiarto, 2003].

Molekul oksigen tersebut terurai menjadi dua buah atom oksigen, proses ini kemudian dikenal dengan nama photolysis. Lalu ayom oksigen secara ilmiah bertumbukan dengan molekul gas oksigen yang ada disekitarnya, lalu terbentuklah ozon. Ozon yang terdapat pada lapisan stratosphere dikenal dengan nama ozone layer (lapisan ozon) dalah ozon yang terjadi dari hasil proses alamiah photolysis ini [Sugiarto, 2003].

Selain proses alamiah, ozon juga dapat terbentuk dengan menggunakan peralatan antara lain dengan metode electrical discharge dan sinar radioaktif. Pembuatan ozon dengan electrical discharge pertama kali dilakukan oleh Siemens pada tahun 1857 dengan mempergunakan metode dielectric barrier discharge.

Pembentukan ozon dengan electrical discharge ini secara prinsip sangat mudah. Prinsip ini dijelaskan oleh Devins pada. tahun 1956, yang menjelaskan bahwa tumbukan dari elektron yang dihasilkan oleh electrical discharge dengan molekul oksigen menghasilkan dua buah atom oksigen. Selanjutnya atom oksigen ini secara alamiah akan bertumbukan kembali dengan molekul oksigen disekitarnya, lalu terbentuklah ozon. Akhir-akhir ini metode electrical discharge merupakan metode yang paling banyak dipergunakan dalam pembuatan ozon diberbagai kegiatan industri [Sugiarto, 2003].

O2 +   2e- O2- (2.13)

2O- +   2O2 2O3 +  2e- (2.14)

 

5  Ozon dan Ultraviolet

Teknologi oksidasi (ozon dan ultraviolet) dapat mengolah limbah cair sehingga air yang dihasilkan dari proses tersebut dapat digunakan kembali sebagai air baku dalam proses. Kombinasi antara ozon dan ultraviolet sangat potensial untuk mengoksidasi berbagai jenis senyawa organik beracun, bakteri patogen, dan minyak yang terkandung di dalam limbah cair. Kombinasi antara ozon dan ultraviolet menghasilkan sistem oksidasi pengolahan limbah cair yang sangat kompak untuk penyediaan bahan baku air bersih [www.mediaindonesia.com].

Ozon yang merupakan spesies aktif dari oksigen memiliki oksidasi potensial 2,07 V, lebih tinggi dari klorin yang hanya memiliki oksidasi potensial 1,36 V. Perpaduan antara ozon dan ultraviolet menghasilkan spesies aktif hidroksil radikal yang memiliki kemampuan oksidasi lebih tinggi dari ozon yaitu 2,8 V pada pH asam, sehingga mampu mengoksidasi hampir seluruh bahan organic yang umumnya terkandung dalam limbah cair [www.mediaindonesia.com].

Reaksi pembentukan radikal OH- akibat penyinaran UV adalah sebagai berikut :

hv

O3 +    H2O                                    2OH- +   O2 (2.15)

Adapun manfaat hidroksil radikal meliputi mengoksidasi berbagai senyawa organik seperti clorofenol, pestisida, dioxin, nitrat, dan sianida, mengoksidasi besi dan mangan, menghancurkan dan menguraikan algae, dan dapat menghilangkan senyawa-senyawa turunan yang mungkin terbentuk selama proses oksidasi berlangsung. Keunggulan yang didapat dari kombinasi ozon dan ultraviolet tidak membutuhkan areal instalasi pengolahan limbah yang luas, waktu pengolahan yang cepat, penggunaan bahan kimia yang sedikit, penguraian senyawa organik yang efektif, keluaran limbah lumpur sedikit, dan air hasil pengolahannya dapat digunakan kembali [www.mediaindonesia.com].

 

Katalis

Katalis adalah substansi yang mempercepat reaksi tetapi tidak terkonsumsi apada reaksi tersebut [http//www.uic.com]. Senyawa antara yang dihasilkan bersifat sangat aktif sehingga secara cepat dapat mengalami perubahan mengikuti tahap reaksi yang berlangsung sampai akhirnya menjadi produk dan meninggalkan katalis kembali ke bentuk semula. Hal ini disebabkan karena katalis dapat menurunkan energi aktivasi suatu reaksi.

Umumnya katalis bersifat spesifik, artinya katalis tertentu dapat mempercepat reaksi tertentu. Katalis yang dibentuk dari komponen – komponen yang menunjang sifat katalis yang diharapkan. Pada dasarnya sifat katalis yang diharapkan adalah aktif, selektif, stabil dan ekonomis [Fogler, 1999].

Berdasarkan fasanya, katalis dibagi menjadi dua jenis yaitu katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis homogen adalah katalis yang berada pada fasa yang sama dengan fasa reaktan, biasanya fasa cair. Sedangkan katalis heterogen adalah katalis yang berbeda fasa dengan reaktannya.

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.