8/17/2019 833-2375-1-PB

1/81

JKK, tahun 2012, volume 1 (1), halaman 1-7 ISSN 2303-1077

ADSORPSI TI!A" (II) O"#$ S#"%"OSA "I!A$ J#RAI PADI T#RAKTI&ASI ASA NITRAT'P#NAR%$ $ DAN *AKT% KONTAK

I+n Sa+ant+1., Nell/ *ah/un+

1, T+t+n An+ta ahaah

1

1Program Studi Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Tanjungpura

Jl. Pro. !r. ". "adari #a$a$iemail% ii n.sa r ia n t i& ' a ( o o .)om

A!STRAK

Timbal (Pb) merupakan salah satu jenis logam berat yang memiIiki tingkat toksisitas tinggi. Konsentrasi timbaI yang meIebihi ambang batas dapat mencemari Iingkungan. Salah satu cara untuk mengurangi kadar timbaI (Pb) yaitu dengan adsorpsi menggunakan selulosa dari limbah jerami padi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pH dan waktu kontak adsorpsi timbal (II) oleh selulosa limbah jerami padi teraktiasi asam nitrat! dengan ariasi konsentrasi yaitu "!#$ "!% dan & '. Proses adsorpsi dilakukan dengan ariasi pH ! ! *! % dan + dengan waktu kontak %" menit! dan ariasi waktu kontak "! %"! ," dan " menit dengan pH optimum. -nalisis kandungan timbaI (Pb) dalam larutan dilakukandengan Spektroskopi Serapan -tom (SS-). Hasil analisis menunjukkan bahwa adsorpsi optimum

adsorben jerami padi tanpa aktiasi (-) pada pH dengan waktu kontak ," menit! menghasilkankapasitas adsorpsi sebesar !& mgg. /erami padi teraktiasi asam nitrat "!# (0)$ "!% (1) dan & ' (2) pada pH optimum + dengan waktu kontak ," menit menghasilkan kapasitas adsorpsi berturut3turut sebesar !# mgg$ ! mgg dan !* mgg. Hasil analisis menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi terbesar pada adsorben yang diaktiasi dengan asam nitrat dengan konsentrasi & '.

Kata Kunci4 timbal! adsorpsi! jerami padi! aktiasi asam nitrat 

P#NDA$%"%AN

Tim*al +P* merupakan sala( satu jenislogam *erat 'ang memiliki tingkat toksisitastinggi. Sum*er utama tim*al 'ang masuk kelingkungan *erasal dari lim*a( industri sepertiindustri *aterai, industri *a(an *akar,penge)oran maupun pemurnian dan industrikimia lainn'a +Sudarmadji, dkk.! -/. Polutanlogam *erat terse*ut dapat menim*ulkan resiko'ang sangat *er*a(a'a *agi mak(luk (idupapa*ila di*uang langsung ke lingkungan.!isamping itu, pen'e*aran logam *erat terse*utdapat dipengaru(i ole( siklus alamia( di alamseperti rantai makanan dan daur alami+!ong(ee, et aI.! -0.

Upa'a mengurangi pen)emaran logam *erattim*al +P* 'ang semakin meningkat dilingkungan, diara(kan pada penggunaan *a(an'ang muda( didegradasi. Sala( satu metode'ang dapat digunakan adala( dengan metodeadsorpsi. Metode adsorpsi memiliki *e*erapakele*i(an diantaran'a adala( prosesn'a relati seder(ana, eektiitas dan eesiensin'a relati tinggi serta tidak mem*erikan eek samping*erupa at *era)un +2olesk', et aI.! -3.

Saat ini tela( dikem*angkan *e*erapa jenisadsor*en untuk mengadsorpsi logam *erat,sala( satun'a adala( dengan memanaatkan

selulosa. SeIuIosa memiIiki gugus ungsi 'ang

dapat meIakukan pengikatan dengan ion Iogam.4ugus ungsi terse*ut adaIa( gugus kar*oksiIdan (idroksiI +I**et, -/5 "er$anto, -/.Selulosa *an'ak terkandung di daIam kuIit

)okeIat dan kuIit kopi +Misran, -6. SeIain itu juga, terdapat pada jerami padi.Jerami padi merupakan sala( satu lim*a(

pertanian 'ang memiliki komponen utamakar*o(idrat +selulosa dan (emiselulosa, lignindan silika. Menurut Supra'ono +1660,kandungan selulosa pada jerami padi )ukup*esar 'aitu sekitar 768. 9erdasarkan peneIitian'ang diIakukan oIe( :anuar, dkk., +-6, jeramipadi 'ang tela( diola( dengan #a;" 78 dapatdigunakan untuk men'erap tim*al +II. "asilpenelitian :anuar menunjukkan *a($akapasitas adsorpsi maksimum ion tim*al +II

dengan jerami padi 'ang tela( diola( dengan#a;" adala( se*esar 01,

8/17/2019 833-2375-1-PB

2/82

Iogam 'ang ada daIam Iarutan +Bestari, et aI .,

-75 "orsaII and Spi, -0. Menurut Jin, et aI.! +166/ pada p" 0,6/ P* +II memiliki dua

*entuk, 'aitu % P*-C

+6@,8 dan P*+#;7C

+7,8. #amun di sekitar p" 3,/ terjadi

pengendapan P*+#;7C

+Duek, et aI.! 166

8/17/2019 833-2375-1-PB

3/83

!engan e % kapasitas adsorpsi +mg=g, ?i %konsentrasi a$al logam +mg=B, ?e % konsentrasiak(ir logam +mg=B, H % massa dari adsor*en +gdan 2 % volume larutan logam +B.

Penentuan *a4tu Konta4 Ot+mum Ao+P (II)

Penentuan $aktu kontak optimum dilakukan

$ASI" DAN P#!A$ASAN

SampeI jerami padi 'ang tela( *ersi( dandia'ak dengan ukuran partikel 1 mes(,dilakukan proses deligniikasi. Fungsi darideligniikasi dalam penelitian ini adala( untukmelarutkan sen'a$aEsen'a$a dalam jeramipadi seperti lignin 'ang dapat meng(am*atproses adsorpsi. Jerami padi mengandungkomponen utama kar*o(idrat +selulosa dan

(emiselulosa, lignin, dan silika. Ke*eradaanlignin akan menurunkan proses adsorpsi. "al inikarena ke*eradaan lignin akan meng(alangiproses transer ion, dalam (al ini tim*al ke sisiakti adsor*en. Barutan #a;" digunakanse*agai pelarut *ertujuan untuk memisa(kan

selulosa dan lignin. Ion ;"E

dari #a;" akanmemutuskan ikatanEikatan dari struktur dasar lignin se(ingga lignin akan muda( larut. eaksipemutusan ikatan Iignin dan seIuIosa dapatdiIi(at pada 4am*ar 1 +FengeI dan Hegener,1663 *erikut%

dengan menggunakan variasi $aktu 7, /, 6dan 1- menit. Se*an'ak ,3 gr adsor*en A, ?,

?"-;" ;?"

-;

?"-;"

?"- ;

;! dan G dengan ukuran partikel 1 mes(dimasukkan ke dalam *otol gelas *erukuran 1mB. Kemudian ke dalam masingEmasing *otolgelas terse*ut ditam*a(kan -3 mB larutantim*al +II dengan konsentrasi 1 mg=B, dimana

"? ; ? ";

;

;F1

;F

;"C #a ;"

"? ;#a";

C

F1

;F

";

; ;"

;

n

p" larutan diatur sesuai p" optimum.Selanjutn'a diaduk dengan s(aker ke)epatan

lignoselulosalignin

nselulosa

13 rpm. 2ariasi $aktu kontak 'ang digunakanadala( 7, /, 6 dan 1- menit. Selanjutn'a

didiamkan selama 13 menit. Barutan tim*al 'angtela( diinteraksikan dengan adsor*en kemudiandisaring dengan kertas saring H(atman 0-.Konsentrasi P* +II pada iltrat ditentukanmenggunakan SSA. Semua perlakuan dilakukanse)ara duplo.

!ata 'ang diperole( dari (asilSpektrootometer Serapan Atom 'aitukonsentrasi P* +II, 'ang teradsorpsi +selisi(konsentrasi P* +II a$al dan konsentrasi sisa

4am*ar 1. Mekanisme pemutusan ikatan antaralignin dan selulosa menggunakan #a;"

Indikasi terlarutn'a lignin dapat dili(at dari*erkurangn'a *erat sampel setela( dilakukanproses deligniikasi dan $arna sampel 'angterli(at le*i( )era( di*anding se*elum dilakukanproses deligniikasi. 9erat sampel se*elum dansesuda( deligniikasi daat dili(at dalam ta*el 1.*erikut%Ta*eI 1. 9erat SampeI Se*eIum dan Sesuda(!eIigniikasi

dalam larutan P* +II. Kandungan P* 'ang 9erat se*eIum 9erat sesuda(teradsorpsi di(itung dengan menggunakan

persamaan%

  +g ra m + gr a m

7 137,7/(C   − C )

q = i e

 xV eW 

!engan e % kapasitas adsorpsi +mg=g, ?i %konsentrasi a$al logam +mg=B, ?e % konsentrasiak(ir logam +mg=B, H % massa dari adsor*en +gdan 2 % volume larutan logam +B.

9erdasarkan Ta*el 1, dapat diketa(ui *a($atela( terjadi pengurangan *erat sampelsesuda( dilakukan proses deligniikasi. "al inimengindikasikan *a($a proses deligniikasitela( *erlangsung dengan *aik.

Selanjutn'a adsor*en diaktivasi denganmenggunakan asam nitrat +"#;7 denganvariasi konsentrasi 'aitu ,-5 ,/ dan 1 M. Aktivasi *ertujuan untuk mendekomposisikan

garamEgaram mineral 'ang terdapat pada

sampel seperti kalsium 'ang *erikatan denganadsor*en. 9erkurangn'a garamEgaram mineralterse*ut mengindikasikan ter*entukn'a gugusungsi ?;;" dan >;" pada adsor*ense(ingga nantin'a akan le*i( *an'ak ion logamP* 'ang akan diadsorpsi ole( adsor*en melalui

pertukaran ion maupun pem*entukan kompleks.

Selanjutn'a adsor*en dikeringkan dengan

8/17/2019 833-2375-1-PB

4/84

terse*ut. 9ilangan gelom*ang 131-,16

)mE1

pada adsor*en A menandakan adan'alignin. Pada *ilangan gelom*ang inimenunjukkan adan'a vi*rasi dari kerangkaaromatik +4S +Pan dan Sano, 1666.

T a * e I - " as iI I d e nt i ik a si 4 u g us F u n g si

!+lan8aneloman8

u8u ;un8+

menggunakan oven pada su(u 3? kemudian

su(u dinaikkan menjadi 13

? dengan lama

E1 2i*rasi regangan

pemanasan -0 jam. Pemanasan 13

?dengan lama pemanasan -0 jam

*ertujuan untuk

 A, 9, ?, !, G 7@06,/- )m

70-3,3

8/17/2019 833-2375-1-PB

5/85

 A, 9, ?, !, G106,-  8   )

8/17/2019 833-2375-1-PB

6/86

ungsi adsor*en *ermuatan negati, se(ingga

kompetisi ion "C

dengan ion logam P* +IImenjadi *erkurang dalam *erikatan dengangugus ungsi dari adsor*en. "al inimen'e*a*kan semakin *an'ak logam'ang dapat diadsorpsi +Fatoni, -6.

Penentuan *a4tu Konta4 Ot+mumAo+P(II)

Haktu kontak merupakan sala( satu aktor 'ang dapat mempengaru(i nilai kapasitasadsorpsi. Penentuan kondisi optimum $aktu

kontak adsorpsi ion P*-C

perlu dilakukanuntuk mendapatkan kapasitas adsorpsi 'angoptimum. Pengaru( $aktu kontak jeramipadi tanpa aktivasi +A dan teraktivasi asamnitrat ,- +?5

P* +II dapat dili(at pada 4am*ar 7.

4

,6

4,2

43,83,63,43,2

32,82,62,42,2

2

0 30 60 90120 150

*a4tu(men+t)

4am*ar 7. Pengaru( $aktu kontak ter(adap

kapasitas adsorpsi ole( adsor*en jerami padi

tanpa aktivasi +A + adsor*en jerami

paditeraktivasi "#;7 ,- M +? + adsor*en jerami padi teraktivasi "#;7 ,/ M +! +

adsor*en jerami padi teraktivasi "#;7 1 M+G + <

4am*ar 7 menunjukkan *a($a kapasitas

adsorpsi jerami padi tanpa aktivasi +A danteraktivasi asam nitrat ,- M +?5 ,/ M +!dan1 M +G, pada $aktu kontak 7 dan /menit le*i( renda( di*andingkan dengan$aktukontak 6 menit. "al ini dimungkinkan karena$aktu kontak 'ang *elum )ukup *agigugusungsi dari adsor*en *erinteraksi denganlogamdalam larutan, artin'a *elum *an'ak gugus

ungsi 'ang *erperan mengadsorpsi P* +II.Semakin $aktu kontak dinaikkan, makasemakin *esar pula ion logam P* +II 'angteradsorpsi ole( gugus ungsi. "al inidimungkinkan gugus ungsi (idroksil +E;" dari?"-;" adsor*en *elum *erinteraksi se)ara

maksimal dengan ion logam P* +II pada $aktuinteraksi 7 dan / menit, se(ingga ion logamP* +II 'ang teradsorpsi ole( gugus ungsipada $aktu kontak 7 dan / menit le*i( ke)ildari pada $aktu kontak 6 menit +"anda'ani,-1.

Pada $aktu kontak 6 menit, ion logamP* +II 'ang teradsorpsi ole( gugus akti men)apai kondisi 'ang optimum. "al inidimungkinkan gugus ungsi (idroksil +E;"dari ?"-;"

adsor*en selulosa 'ang *erinteraksi dengan ionlogam P* +II men)apai kesetim*angan pada$aktu interaksi 6 menit. Kemudian pada$aktu kontak 1- menit, kapasitas adsorpsi jerami padi tanpa aktivasi dan teraktivasi asamnitrat ,- M +?5 ,/ M +! dan 1 M +G

mengalami penurunan. "al ini diduga karenagugus ungsi dari adsor*en suda( men)apaikeadaan konstan untuk *erinteraksi dengan P*+II +"anda'ani, -1.

SIP%"AN

9erdasarkan (asil penelitian 'ang tela(dilakukan, maka dapat disimpulkan *a($aadsorpsi optimum adsor*en jerami padi tanpaaktivasi +A pada p" 0 dengan $aktu kontak 6menit, meng(asilkan kapasitas adsorpsi se*esar 

7,1 mg=g. Sedangkan jerami padi teraktivasiasam nitrat ,- +?5 ,/ +! dan 1 M +G pada p"optimum @ dengan $aktu kontak 6 menitmeng(asilkan kapasitas adsorpsi *erturutEturutse*esar 0,- mg=g5 0,7 mg=g dan 0,3 mg=g.

DA;TARP%STAKA

?aval)ante, J, A., o)(a, S, ?, S., and Buio,M., -3, ?(ange in Stru)ture o Marine

 Algae Sargassum sp. !uring !r'ing, 0t(

Mer)usor ?ongress on Pro)ess S'stemsGngineering, 9rail.!ong(ee, P.5 :eoung Sang :un.5 "$a :oung

?(o.5 Jong Moon Park, -0, ?(romium9iosorption *' T(ermall' Treated 9iomasso T(e 9ro$n Sea$eed 2cklonia sp. Ind.2ng. 0hem. 5esc.! +0-%

8/17/2019 833-2375-1-PB

7/87

!aun #anas Se*agai Adsor*en Bogam9erat ?d+II, Universitas Se*eIas Maret,FakuItas Matematika dan IImuPenngeta(uan AIam, Surakarta, +Skripsi.

"er$anto, 9. dan Santoso, G., -/, AdsorpsiIon Bogam P*+II pada Mem*ran SelulosaKitosan Terikat Silang,  -kta KimiaIndonesia, 2ol. - #o. 1, 6E-0.

"orsall, M. and Spi, A. I., -0, Studies on the266ect o6 pH on the Sorption o6 pb

#7and 

0d #7

ions 6rom -8ueous Solutions by 

0aladium bicolor +Hild ?o)o'am9iomass, G. J. o 9iote)(., @, #o.7

I**et, .#.5 Kaent(ong, S.5 P(ilips, !.A.S.5Hilding, M.A.5 -/, ?(araterisatim o Porosit' o egenerated ?ellulosil Fi*resUsing ?lassi)al !'e Adsor*tionTe)(niues, 9en:inger ;erichte, 2ol.

8/17/2019 833-2375-1-PB

8/8

:anuar, ".M.5 Santi, !.5 dan Manalu, J.2., -6,

 Adasorpsi ion P*-C

dalam Air denganJerami Padi, Percikan, 2ol. 1, /@E@0.