ADSORPSI-DESORPSI MONOLOGAM DAN MULTILOGAM ION Ni(II),
Cd(II), DAN Cu(II) OLEH MATERIAL BIOMASSA ALGA Nitzschia sp
YANG DIMODIFIKASI DENGAN PELAPISAN SILIKA-MAGNETIT
(Fe3O4)
(Skripsi)
Oleh
INDAH WAHYU PURNAMASARI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2016
ABSTRAK
ADSORPTION-DESORPTION MONOLOGAM AND MULTI METALCd(II), Cu(II) AND Ni(II) IONS BY MATERIAL BIOMASS Nitzschia SPALGAE MODIFIED WITH COATING SILICA-MAGNETITE (Fe3O4)
By
Indah Wahyu Purnamasari
This study has been synthesized of hybrid algae silica (HAS) and the hybrid algaesilica magnetite from biomass Nitzschia sp algae (HASM). Material synthesisproduct is characterized by using infrared spectrometer (IR) to identify functionalgroups, X-Ray Diffraction (XRD) to determine the level of kekristalan of HASMand Scanning Electron Microscopy With Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX) toanalyze the surface morphology and the constituent element. Adsorption-desorption monologam and multi metals in HASM, chemical stability and abilityto reuse was conducted using bacth. The chemical stability determined in acidic,basic and neutral media. Results of metal adsorption by HASM analyzed byatomic absorption spectrophotometer (AAS). HASM material is very stable inacidic media and less stable in alkaline media and can be used repeatedly 4 timesrepetition with water, 0,1M HCl, and 0,1 M Na2EDTA eluent. Ability sequenceadsorbed metal on monologam as follows Cd(II)>Cu(II)>Ni(II) ions and for multimetals sequence adsorbed metal as follows Pb(II)> Cd(II)>Zn (II)>Cu(II)>Ni (II)ions.
Keywords: Adsorption, Desorption, Biomass, Nitzschia sp algae, HAS andHASM
ABSTRAK
ADSORPSI-DESORPSI MONOLOGAM DAN MULTILOGAM IONCd(II), Cu(II) DAN Ni(II) OLEH MATERIAL BIOMASSA ALGA NitzschiaSP YANG DIMODIFIKASI DENGAN PELAPISAN SILIKA-MAGNETIT
(Fe3O4)
Oleh
Indah Wahyu Purnamasari
Pada penelitian ini telah dilakukan sintesis Hibrida alga silika (HAS) dan Hibridaalga silika magnetit dari biomassa alga Nitzschia sp (HASM). Material hasilsintesis dikarakterisasi dengan menggunakan Spektrofotometer Inframerah (IR)untuk mengidentifikasi gugus fungsi, X-Ray Diffraction (XRD) untuk menentukantingkat kekristalan dari HASM dan Scanning Electron Microscopy With EnergiDispersive X-Ray (SEM-EDX) untuk menganalisis morfologi permukaan dankonstituen unsur. Adsorpsi-desorpsi monologam dan multilogam pada HASM,stabilitas kimia dan kemampuan penggunaan ulang dilakukan dengan metodebacth. Stabilitas kima ditentukan dalam media asam, basa dan netral. Hasiladsorpsi logam oleh HASM dianalisis dengan spektrofotometer serapan atom(SSA). Material HASM sangat stabil pada media asam dan kurang stabil padamedia basa serta dapat digunakan berulang sebanyak 4 kali pengulangan denganeluen air, 0,1M HCl, dan 0,1 M Na2EDTA. Kemampuan urutan logamteradsorpsi pada monologam sebagai berikut ion Cd(II)>Cu(II)>Ni(II) dan untukmultilogam urutan logam teradsorpsi sebagai berikut ionPb(II)>Cd(II)>Zn(II)>Cu(II)>Ni(II).
Kata kunci : Adsorpsi, Desorpsi, Biomassa, alga Nitzschia sp, HAS dan HASM
ADSORPSI-DESORPSI MONOLOGAN DAN MULTILOGAN ION Cd(II),Cu(II) DAN Ni(II) OLEH MATERIAL BIOMASSA ALGA Nitzschia SPYANG DIMODIFIKASI DENGAN PELAPISAN SILIKA-MAGNETIT
(Fe3O4)
Oleh
INDAH WAHYU PURNAMASARI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai GelarSARJANA SAINS
Pada
Jurusan KimiaFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS LAMPUNG
BANDARLAMPUNG2016
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Peniangan, pada tanggal 10 Oktober
1994, sebagai anak pertama dari dua bersaudara, putri dari
Bpk Sayuto dan Ibu Hartutik, jenjang pendidikan diawali
dari Taman Kanak-kanak (TK) di TK Pertiwi Batu badak
Lampung timur diselesaikan pada tahun 2000. Sekolah Dasar (SD) di SD Negeri 1
Peniangan Lapung Timur diselesaikan pada tahun 2007. Sekolah Menengah
Pertama (SMP) di SMP Negeri Sekampung Udik Lampung Timur diselesaikan
pada tahun 2009, dan Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMA minhajut thulab
Lampung Timur diselesaikan pada tahun 2012 Tahun 2012, penulis terdaftar
sebagai Mahasiswa Jurusan Kimia FMIPA Unila melalui jalur SNMPTN (Seleksi
Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negri).
Pada tahun 2015 Penulis melakukan Praktek Kerja Lapangan di Laboratorium
Kimia Anorganik Jurusan Kimia FMIPA Unila di Bandar Lampung. Selama
menjadi mahasiswa penulis pernah menjadi asisten praktikum Sain Dasar Jurusan
Biologi dan Matematika, Kimia Dasar II Jurusan S1 Teknologi Hasil Pertanian,
Kimia Anorganik I, dan Kimia Anorganik II. Penulis juga aktif di Himpunan
Mahasiswa Kimia (HIMAKI) FMIPA Unila sebagai anggota Biro Penerbitan
kepengurusan 2012/2013 dan Biro kestari kepengurusan 2014/2015.
MOTO
“Sesungguhnya sesudah kesulitan ada kemudahan”(Q.S Al. Insyirah;6)
“Kemenangan yang seindah-indahnya dan sesukar-sukarnyayang boleh direbut oleh manusia ialah menundukan diri
sendiri”(Ibu Kartini)
“Orang yang luar biasa tidak pernah memperhatikan hasil,tetapi mereka hanya memikirkan dan mengerjakan
prosesnya”(Asep Hilman)
“Hasil yang baik diperoleh dari niat yang kuat, kerja kerasdan doa”
(indah wahyu)
Kupersembahkan karya sederhana ini kepada :
ALLAH S.W.T
Kedua Orang tuaku,Ibu Hartutik dan Bapak Sayuto yang telah memberikan rasakasih sayang, cinta, pengorbanan, serta doa indah untukku.Terima Kasih kalianlah inspirasi dan motivatorku selama ini.
Adikku tercinta dan tersayang Dwi Prasetyo Adi
Keluarga besarku yang telah mendukungku dan mendoakanku
Guru-guru yang selalu membagi ilmunya untukku
Seluruh sahabat dan teman-teman yang selalu menyemangatiku
dan Almamater Tercinta
SANWACANA
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah Puji dan syukur Penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT, karena
atas segala rahmat dan karunia-Nya skripsi ini dapat diselesaikan.
Skripsi dengan judul " ADSORPSI-DESORPSI MONOLOGAN DAN
MULTILOGAN ION Cd(II), Cu(II) DAN Ni(II) OLEH MATERIAL
BIOMASSA ALGA nitzschia SP YANG DIMODIFIKASI DENGAN
PELAPISAN SILIKA-MAGNETIT (Fe3O4) " adalah salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Sains pada Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung.
Dalam pelaksanaan dan penulisan skripsi ini tidak lepas dari kesulitan dan
rintangan, namun itu semua dapat penulis lalui berkat rahmat dan ridha Allah
SWT serta bantuan dan dorongan semangat dari orang-orang yang hadir di
kehidupan penulis. Dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih
setulus-tulusnya kepada :
1. Ibu Prof. Dr. Buhani, M.Si., selaku pembimbing I penelitian yang telah
banyak memberikan ilmu, nasihat, saran, motivasi, perhatian, serta kesabaran
dalam membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini dan selama
menjadi mahasiswa.
2. Bapak Prof. Suharso, Ph.D., selaku pembimbing II penelitian dan selaku
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam yang telah
memberikan ilmu, kritik, saran dan arahan yang diberikan kepada penulis
sehingga skripsi ini terselesaikan dengan baik.
3. Ibu Dr. Mita Rilyanti M.Si., selaku penguji penelitian yang telah memberikan
ilmu, perhatian, motivasi, nasehat, kritik, serta saran kepada penulis sehingga
skripsi ini terselesaikan dengan baik.
4. Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T., selaku ketua Jurusan Kimia
FMIPA Unila.
5. Seluruh dosen FMIPA Unila yang telah mendidik dan memberikan ilmu
pengetahuan yang sangat berguna kepada penulis selama kuliah.
6. Mba Liza Apriliya S, S.Si selaku Laboran Laboratorium Kimia Anorganik
Fisik yang telah banyak membantu penulis untuk mendapatkan zat dan bahan
kimia, serta terima kasih juga kepada ibu Valen yang telah membantu
membudidayakan alga sebagai bahan penelitian.
7. Kedua orang tuaku yang sangat aku cintai. Bapakku Sayuto, terima kasih
ayah atas doamu yang tak putus dan segala bentuk pengorbananmu. Ibuku
Hartutik sekaligus menjadi sahabatku. Ibu yang selalu memberikan kasih
sayang, cinta yang begitu besar, sabar dalam menghadapi sikap burukku
senyum yang selalu menyemangatkanku, dan selalu mendoakanku setiap
waktu. Sekali lagi terima kasih ayah dan ibuku tercinta dengan tulus dan
ikhlas kuucapkan atas segala hal terbaik dan semua yang telah diberikan
kepadaku serta bentuk pengorbanan kalian.
8. Adiku tersayang dwi prasetyo adi terima kasih banyak yang selalu
mendoakan saya dan kasih sayangnya.
9. Teman seperjuangan penelitianku indry yani saney, siti nurhalimah, rifky
husnul khuluk (terima kasih atas segala bantuannya, motivasi, kritik, saran
dan doa).
10. Rekan-rekan se-angkatan Kimia 2012, yaitu Adi Setiawan (Adi Bushk),
Aditian Sulung S (Adit), Agus Ardiansyah (Adam), Ajeng Wulandari
(Ajeng), Ana Maria Kristiani (Ana), Apri Welda (Welda), Arif Nurhidayat
(Arep), Arya Rifansyah (Arya), Atma Istanami (Atma), Ayu Imani (Ayu-I),
Ayu Setianingrum (Ningrum), Deborah Jovita (Debi), Derry Vardella
(Derry), Dewi Aniatul Fatimah (Dedew), Diani Iska Miranti (Didi), Dwi
Anggraini (Dudung), Edi Suryadi (Edi), Eka Hurwaningsih (Eka), Elsa Zulha
(Elsa), Erlita Aisyah (Lita), Febita Glyssenda (Febita), Feby Rinaldo Pratama
Kusuma (Febi), Fenti Visiamah (Pentol), Ferdinand Haryanto Simangunsong
(Dinand), Fifi Adriyanthi (Fifi), Handri Sanjaya, Hiqi Alim, Indry Yani
Saney (Indry), Intan Mailani (Lele), Ismi Khomsiah (Simon), Jean Pitaloka
(Jeje), Jenny Jessica Sidabalok, Khoirul Anwar (Anwer), Maria Ulfa (Maul),
Meta Fosfi Berliyana (Memet), M. Rizal Robbani (Rizal), Murni Fitria
(Murni), Nila Amalin Nabilah (Nila), Putri Ramadhona (Dona), Radius Uly
Artha (Abi), Riandra Pratama Usman (Riandra), Rifki Husnul Khuluk
(Ripki), Rizal Rio Saputra (Rio), Rizki Putriyana (Putri), Ruliana Juni Anita
(Ruli), Ruwaidah Muliana (Uwai), Siti Aisah (Ais), Siti Nur Halimah (Imah),
Sofian Sumilat Rizki (Ncop), Sukamto (Soek), Susy Isnaini Hasanah (d’
Cuci), Suwarda Dua Imatu Dela (Dela), Syathira Assegaf (Tira), Tazkiya
Nurul (Taskia), Tiand Reno (Reno), Tiara Dewi Astuti (Tiara), Tiurma
Debora Simatupang (Abang Debo), Tri Marital (Tri’), Ulfatun Nurun (Upeh),
Wiwin Esty Sarwita (Wowon), Yepi Triapriani (Yepi), Yunsi`U Nasy`Ah
(Yunsi), dan Zubaidi (Ubai) sebagai keluarga ke dua. Semoga tali
silaturrahmi kita tetap erat dan tak akan pernah putus;
11. Kakak tingkat jurusan kimia 2010, 2011, dan adik tingkat 2013, 2014, 2015
dan 2016 yang selalu mendoakan, memotivasi, memberikan saran dan kritik
12. Tak terlupakan teruntuk sahabat yang sudah seperti saudara sendiri Febita
Glyssenda, Susy Isnaini hasanah, Selvy Wulan Khoirun Nisa, Elmina Indah
Oktafiani, dan Restu Sari Pilar Ningtias yang selalu mendoakan, memotivasi,
memberikan kritik dan saran. .
13. Semua pihak yang telah membantu dan mendukung penulis dalam
penyusunan skripsi ini.
Akhir kata, Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan.
Penulis berharap semoga skripsi yang sederhana ini dapat berguna dan bermanfaat
bagi kita semua. Amin.
Bandar Lampung, 1 November 2016Penulis
Indah Wahyu Purnamasari
i
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ............................................................................................ i
DAFTAR TABEL ..................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ iv
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah ............................................................. 1B. Tujuan Penelitian ........................................................................ 5C. Manfaat Penelitian ...................................................................... 5
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Biomassa alga ............................................................................... 6B. Proses sol-gel ................................................................................ 8C. Magnetit (Fe3O4) .......................................................................... 11D. Adsorpsi ....................................................................................... 12E. Desorpsi......................................................................................... 16F. Logam Berat .................................................................................. 19
1. Logam Tembaga(Cu) ......................................................... 202. Logam Nikel (Ni)............................................................... 213. Logam Kadmium (Cd)....................................................... 22
G. Interaksi Ion Logam dengan Adsorben......................................... 22H. Karakterisasi ................................................................................. 24
1. Spektrofotometer Inframerah (IR) ................................... 252. Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) ........................... 263. X-ray Diffraction (XRD) .................................................. 264. Scanning Electron Microscopy with Energy
Dispersive X-ray (SEM-EDX).......................................... 27
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian ...................................................... 29B. Alat dan Bahan Penelitian ............................................................. 29C. Prosedur Penelitian ....................................................................... 30
ii
1. Penyiapan Biomassa Alga Nitzschia sp ........................... 302. Sintesis HASM Alga Nitzschia sp ................................... 30
D. Karakterisasi ................................................................................ 31E. Uji Adsorpsi-Desorpsi Monologam .............................................. 31F. Uji Adsorpsi-Desorpsi Multilogam ............................................... 31G. Stabilitas Kimia............................................................................. 32H. Penggunaan Ulang ........................................................................ 32
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Sintesis Hibrida Alga Silika Magnet HASM................................. 33B. Karakterisasi .................................................................................. 34
1. Karakterisasi dengan Spektrofotometer Inframerah IR...... 342. Karakterisasi X-ray Diffraction (XRD)............................... 373. Karakterisasi SEM-EDX ..................................................... 39
C. Uji Adsorpsi-Desorpsi..................................................................... 411. Uji Adsorpsi-Desorpsi Monologam ................................... 422. Uji Adsorpsi-Desorpsi Multilogam..................................... 45
D. Stabilitas Kimia............................................................................. 48
E. Penggunaan Ulang .......................................................................... 51
V. SIMPULAN DAN SARANA. Simpulan ........................................................................................ 52B. Saran ............................................................................................... 53
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Sifat Kimia dari ion Ni(II), Cu(II), dan Cd(II) ................................ 20
2. Hasil analisis gugus fungsi pada adsorben ...................................... 37
3. Hasil analisis struktur kristal ........................................................... 39
4. Persentase ikatan ionik hasil interaksi logam-ligan ........................ 44
5. Data perhitungan jumlah ion Ni(II), Cu(II), danCd(II) yang teradsorpsi pada HASM .............................................. 60
6. Data perhitungan jumlah ion Ni(II), Cu(II), dan Cd(II)yang terdesorpsi pada HASM ......................................................... 60
7. Data perhitungan jumlah ion Ni(II), Cd(II) Cu(II), Pb(II),dan Zn(II) yang teradsorpsi ............................................................. 61
8. Data perhitungan jumlah ion Ni(II), Cu(II), Cd(II), Pb(II),dan Zn(II) yang terdesorpsi pada HASM........................................ 61
9. Data perhitungan jumlah Si yang tertinggal (%Si)dalam HASM................................................................................... 62
10. Data perhitungan jumlah ion Cd(II) yang teradsorpsipada HASM..................................................................................... 63
11. Data perhitungan jumlah ion Cd(II) yang teradsorpsipada HASM..................................................................................... 63
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Struktur TEOS (tetraetilortosilikat) ................................................ 11
2. Struktur EDTA................................................................................ 18
3. Reaksi Pembentukan Kompleks EDTA.......................................... 18
4. Sketsa hibrida alga yang dimodifikasi dengan pelapisansilika magnetit ................................................................................. 33
5. Spektra IR (a) Silika, (b) biomassa alga Nitzschia sp, (c)HAS, dan (d) HASM....................................................................... 35
6. Difraktogram (a) magnetit, (b) HAS, dan (c) HASM ..................... 38
7. Mikrograf SEM (a) magnetit, (b) HAS, dan (c) HASM.................. 39
8. Spektrum EDX (a) magnetit, (b) HAS, dan (c) HASM................... 41
9. Grafik jumlah ion Ni(II), Cd(II) dan Cu(II) yang teradsorpsi danterdesorpsi pada HASM .................................................................. 42
10. Ilustrasi interaksi antara HASM denganion logam dalam larutan.................................................................. 44
11. Grafik jumlah ion Ni(II), Cd(II), Cu(II), Pb(II) danZn(II) yang teradsorpsi dan terdesorpsi pada HASM ..................... 45
12. Mikrograf SEM pada adsorpsi multilogam oleh HASM ................ 47
13. Spektrum EDX pada adsorpsi multilogam oleh HASM.................. 47
14. Grafik gubungan antara interaksi waktu dan % Sidalam media larutan pada HASM................................................... 49
15. Spektra IR (a) HASM, (b) HASM dalam asam, (c) HASM
v
dalam aquades, dan (d) HASM dalam basa .................................... 50
16. Grafik jumlah Cd(II) teradsorpsi dan terdesorpsi padaHASM dengan 5 kali pengulangan ................................................. 51
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Salah satu faktor eksternal yang secara langsung maupun tidak langsung
mempengaruhi pertumbuhan mahluk hidup yang ada di dalamnya adalah
lingkungan. Apabila lingkungan tercemar maka akan mempengaruhi kehidupan
dan pertumbuhan makhluk hidup. Pencemaran lingkungan antara lain disebabkan
oleh semakin majunya perkembangan di bidang industri seperti industri pupuk,
tekstil, baterai, cat, dan pestisida yang merupakan sumber pencemaran berbagai
logam berat di lingkungan. Logam berat banyak digunakan karena sifatnya yang
dapat menghantarkan listrik dan panas serta dapat membentuk paduan logam
dengan logam lain (Raya, 1998). Sementara itu logam berat pada konsentrasi
yang tinggi dapat bersifat toksik dan cenderung terakumulasi pada organisme.
Proses terakumulasi tersebut dapat berdampak pada rantai makanan sehingga
mempengaruhi kesehatan pada manusia. Beberapa contoh logam berat tersebut
adalah kadmium (Cd), timbal (Pb), seng (Zn), merkuri (Hg), tembaga (Cu), dan
besi (Fe) (Buhani et al., 2012). Dengan demikian penanganan limbah logam berat
harus dilakukan dengan cara menurunkan konsentrasi ion logam berat pada
lingkungan yang telah tercemar untuk mencegah timbulnya masalah baru.
2
Beberapa metode yang sering digunakan untuk mengurangi konsentrasi ion logam
berat antara lain metode presipitasi, koagulasi, kompleksasi, ekstraksi pelarut,
pemisahan membran, pertukaran ion, dan adsorpsi. Dari beberapa metode yang
telah disebutkan, metode adsorpsi merupakan metode yang paling banyak
digunakan dalam menyerap ion logam dalam larutan (Buhani et al., 2010).
Metode adsorpsi ini memiliki kelebihan dari metode yang lain karena prosesnya
lebih sederhana, biayanya relatif murah, ramah lingkungan (Gupta and
Bhattacharyya, 2006) dan tidak adanya efek samping zat beracun (Blais et al.,
2000). Proses adsorpsi diharapkan dapat mengambil ion-ion logam berat dari
larutan. Metode adsorpsi pada umumnya berdasarkan interaksi logam dengan
gugus fungsional yang ada pada permukaan adsorben melalui interaksi
pembentukan kompleks dan biasanya terjadi pada permukaan padatan yang kaya
akan gugus fungsional seperti: -OH, -NH, -SH, dan –COOH (Stum and Morgan,
1996). Keberhasilan proses adsorpsi ion logam sangat ditentukan oleh jenis
adsorben yang digunakan (Quintanilla et al., 2008). Salah satu contoh adsorben
yang dapat digunakan dalam penanganan limbah logam berat adalah mikroalga
(Cervantes et al., 2001).
Pada penelitian ini digunakan biomassa Nitzschia sp sebagai penyerap ion logam
berat. Alga- alga ini merupakan salah satu mikroalga hijau yang banyak dijumpai
di perairan dan termasuk alga bersel tunggal. Alga hijau mampu mengadsorpsi
ion-ion logam dalam keadaan hidup atau dalam sel mati (biomassa), karena gugus
fungsional yang dapat bertindak sebagai ligan yaitu –COOH dan juga gugus
amina yang dapat berikatan dengan ion logam (Putra, 2006). Nitzschia sp
3
merupakan mikroalga yang termasuk alga bersel tunggal dan berwarna biru
kehijauan. Mikroalga ini mempunyai kecepatan pertumbuhan yang tinggi, mudah
dibudidayakan, dan memiliki kadar lipid yang cukup tinggi (Chisti, 2007). Namun
alga ini belum banyak digunakan sebagai adsorben logam berat, sehingga dalam
penelitian ini akan dipelajari kemampuan adsorpsinya.
Alga merupakan suatu mikroorganisme yang dapat dimanfaatkan dalam sistem
adsorpsi yang digunakan dalam proses pengambilan logam-logam berat dari
perairan (Buhani et al., 2012). Jenis-jenis alga tertentu telah ditemukan
mempunyai kemampuan yang cukup tinggi untuk mengadsorpsi ion-ion logam
dalam keadaan hidup atau dalam sel mati (biomassa). Gugus fungsi yang terdapat
dalam alga dapat berikatan dengan ion logam. Gugus fungsi tersebut antara lain:
gugus karboksil, hidroksil, dan amino yang terdapat di dalam dinding sel dalam
sitoplasma (Mahan et al., 1989). Akan tetapi, kemampuan alga dalam menyerap
ion-ion logam sangat dibatasi oleh beberapa kelemahan seperti ukurannya yang
sangat kecil, berat jenisnya yang rendah dan mudah rusak karena degradasi oleh
mikroorganisme lain. Upaya untuk mengatasi masalah tersebut salah satunya
dapat dilakukan dengan modifikasi biomassa dengan matrik pendukung seperti
silika dan teknik pelapisan dengan partikel magnetit
Modifikasi dengan teknik pelapisan partikel magnetit (Fe3O4) merupakan metode
yang cukup baik untuk mengatasi adanya gumpalan padatan tersuspensi
(flocculant) dalam limbah industri yang diolah (Jeon, 2011; Peng et al., 2010; Lin
et al., 2011). Dengan dilakukannya pelapisan magnetit pada biomassa alga
Nitzschia sp ini diharapkan dapat meningkatkan kualitas fisik dan laju
adsorpsinya, sehingga dapat digunakan sebagai adsorben yang lebih efektif
4
terhadap logam berat dari limbah cair yang dihasilkan industri (Jeon, 2011; Peng
et al., 2010; Lin et al., 2011).
Berbagai metode pemisahan logam berat dari air buangannya secara biologis di
atas pada dasarnya belum dapat menyelesaikan masalah lingkungan yang ada,
bahkan dapat menimbulkan masalah baru khususnya bagi lingkungan perairan
jika adsorben yang telah mengikat logam toksik tidak diolah lebih lanjut. Oleh
karena itu perlu dipikirkan cara-cara/metode yang efektif untuk mengolah kembali
mikroorganisme yang telah menyerap logam-logam berat tersebut agar benar-
benar aman bagi lingkungan. Salah satu caranya dengan melepaskan kembali
logam berat yang telah diserap mikroorganisme (desorpsi). Selain untuk
mengatasi permasalahan yang timbul akibat proses adsorpsi, desorpsi juga dapat
digunakan untuk meregenerasi adsorben sehingga dapat digunakan kembali serta
dapat mengekstrak logam yang telah terikat pada adsorben (Triani, 2006).
Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan hibrida alga Nitzschia sp silika
magnetit (HASM) sebagai adsorben yang digunakan untuk menentukan uji
adsorpsi pada ion logam Ni(II), Cu(II), dan Cd(II) dengan membandingkan
adsorpsi-desorpsi pada larutan monologam dan multilogam. Material yang
diperoleh dikarakterisasi dengan alat spektrofotometer inframerah (IR) untuk
identifikasi gugus fungsional. X-Ray Difraction (XRD) untuk menentukan tingkat
kekristalan dari magnetit (Fe3O4). Scanning ElectronMicroscopy With Energy
Dispersive X-ray (SEM-EDX) digunakan untuk menentukan struktur dan ukuran
pori. Kadar ion logam yang teradsorpsi dan terdesorpsi dianalisis menggunakan
Spektrofotometer Serapan Atom (SSA).
5
B. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mensintesis dan mengkarakterisasi material alga yang dilapisi silika-
magnetit.
2. Mempelajari adsorpsi-desorpsi ion Ni(II), Cu(II), dan Cd(II) dalam larutan
monologam, dan multilogam oleh biomassa alga Nitzschia sp yang
dimodifikasi dengan pelapisan silika-magnetit.
3. Mengetahui stabilitas kimia dan kemampuan penggunaan ulang material
biomasa alga Nitzschia sp yang dimodifikasi dengan pelapisan silika-
magnetit.
C. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah memberikan informasi tentang proses
modifikasi alga dengan pelapisan partikel magnetit sehingga dapat diaplikasikan
sebagai adsorben penyerap logam berat.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Biomassa Alga
Alga merupakan mikroorganisme yang hidup di daerah perairan. Mikroorganisme
ini memiliki bentuk dan ukuran yang beranekaragam, ada yang mikroskopis,
bersel satu, berbentuk benang/pita atau berbentuk lembaran. Berdasarkan pigmen
(zat warna) yang dikandung alga dikelompokkan atas empat kelas, yaitu:
Rhodophyceae (alga merah), Phaeophyceae (alga coklat), Chlorophyceae (alga
hijau), dan Cyanophyceae (alga biru).
Dari berbagai penelitian telah diketahui bahwa keempat alga golongan ini dalam
keadaan hidup maupun dalam keadaan mati (biomassa) dan biomassa
terimmobilisasi telah mendapat perhatian untuk mengadsorpsi ion logam berat.
Alga dalam keadaan hidup dimanfaatkan sebagai bioindikator tingkat pencemaran
logam berat di lingkungan perairan sedangkan alga dalam bentuk biomassa
terimmobilisasi dimanfaatkan sebagai biosorben (material biologi penyerap logam
berat) dalam pengolahan air limbah kronis (Harris and Rammelow, 1990).
Adapun alga yang digunakan pada penelitian ini adalah Nitzschia sp, dalam
ekosistem perairan Nitzschia sp memiliki peran yang penting yakni sebagai
produsen primer. Mikroalga ini banyak digunakan sebagai pakan alami bagi larva
organisme laut seperti krustacea, bivalvia, dan ikan (Isnansetyo and Kurniastuty,
7
1995). Selain sebagai pakan alami bagi organisme laut, mikroalga Nitzschia sp
juga merupakan salah satu jenis organisme penghasil lipid yang potensial untuk
dikembangkan sebagai bahan dasar pembuatan biodiesel (Campbell, 2008).
Mikroalga ini mempunyai kecepatan pertumbuhan yang tinggi, mudah
dibudidayakan, dan memiliki kadar lipid yang cukup tinggi (Chisti, 2007).
Klasifikasi Nitzschia sp menurut Newel, 1977 adalah sebagai berikut:
Filum : Chrysophyta
Kelas : Bacillariophyceae (Diatoms)
Ordo : Pennales
Sub ordo : Biraphidineaea
Genus : Nitzschia
Spesies : Nitzschia sp.
Nitzschia sp merupakan diatom yang termasuk alga bentik, mempunyai ciri-ciri
antara lain bentuk sel memanjang dengan satu setae yang panjang di setiap
ujungnya, mempunyai dinding sel yang tipis dan ukuran sel berkisar antara 10-40
μm (Valentina et al., 2007). Nitzschia sp memiliki kandungan protein 33%,
lemak 21%, dan karbohidrat (serat kasar) 28% (Isnansetyo and Kurniastuty, 1995)
Secara umum, keuntungan pemanfaatan alga sebagai bioindikator dan biosorben
adalah (1) alga mempunyai kemampuan yang cukup tinggi dalam mengadsorpsi
logam berat karena di dalam alga terdapat gugus fungsi yang dapat melakukan
pengikatan dengan ion logam. Gugus fungsi tersebut terutama gugus karboksil,
hidroksil, amina, sulfudril, imadazol, sulfat, dan sulfonat yang terdapat dalam
dinding sel dalam sitoplasma, (2) bahan bakunya mudah didapat dan tersedia
8
dalam jumlah banyak, (3) biaya operasional yang rendah, dan (4) tidak perlu
nutrisi tambahan.
Alga dapat dimanfaatkan sebagai bioindikator logam berat karena dalam proses
pertumbuhannya, alga membutuhkan beberapa jenis logam sebagai nutrien alami,
sedangkan ketersediaan logam di lingkungan sangat bervariasi. Suatu lingkungan
yang memiliki tingkat kandungan logam berat yang melebihi jumlah yang
diperlukan, dapat mengakibatkan pertumbuhan alga terhambat, sehingga dalam
keadaan ini eksistensi logam dalam lingkungan adalah polutan bagi alga. Adapun
syarat utama suatu alga sebagai bioindikator adalah harus memiliki daya tahan
tinggi terhadap toksisitas akut maupun toksisitas kronis (Harris and Rammelow,
1990).
B. Proses Sol-Gel
Sol-gel adalah suatu suspensi koloid dari partikel silika yang digelkan ke bentuk
padatan. Sol adalah suspensi dari partikel koloid pada suatu cairan atau molekul
polimer (Rahaman, 1995). Proses sol-gel merupakan proses yang dapat
digambarkan sebagai pembentukan suatu jaringan oksida melalui reaksi
polikondensasi yang progresif dari molekul prekursor dalam medium cair atau
merupakan proses untuk membentuk material melalui suatu sol, gelation dari sol
dan akhirnya penghilangan pelarut. Proses sol-gel telah banyak dikembangkan
terutama untuk pembuatan hibrida, kombinasi oksida anorganik (terutama silika)
dengan alkoksisilan. Proses ini didasarkan pada prekursor molekular yang dapat
9
mengalami hidrolisis, kebanyakan merupakan alkoksida logam atau semilogam
(Schubert and Husing, 2000).
Proses sol-gel berlangsung melalui langkah-langkah sebagai berikut:
1. Hidrolisis dan kondensasi
2. Gelation (transisi sol-gel)
3. Aging (pertumbuhan gel)
4. Drying (pengeringan)
Melalui polimerisasi kondensasi akan terbentuk dimer, trimer, dan seterusnya
sehingga membentuk bola-bola polimer. Sampai pada ukuran tertentu (diameter
sekitar 1,5 nm) dan disebut sebagai partikel silika primer. Gugus silanol
permukaan partikel bola polimer yang berdekatan akan mengalami kondensasi
disertai pelepasan air sampai terbentuk partikel sekunder dengan diameter sekitar
4,5 nm. Pada tahap ini larutan sudah mulai menjadi gel ditandai dengan
bertambahnya viskositas. Gel yang dihasilkan masih sangat lunak dan tidak kaku
yang disebut alkogel (Farook and Ravendran, 2000).
Tahap selanjutnya adalah proses pembentukan gel. Pada tahap ini, kondensasi
antara bola-bola polimer terus berlangsung membentuk ikatan siloksan
menyebabkan menurunnya jari-jari partikel sekunder dari 4,5 nm menjadi 4 nm
dan akan teramati penyusutan alkogel yang diikuti dengan berlangsungnya
eliminasi larutan garam (Jamarun, 2000).
10
Tahap akhir pembentukan silika gel adalah xerogel yang merupakan fasa silika
yang telah mengalami pencucian dan pemanasan. Pemanasan pada temperatur
110oC mengakibatkan dehidrasi pada hidrogel dan terbentuknya silika gel dengan
struktur SiO2.xH2O (Enymia et al., 1998). Produk akhir yang dihasilkan berupa
bahan amorf dan keras yang disebut silika gel kering (Kalapathy et al., 2000).
Prekursor yang biasa digunakan dalam proses sol-gel adalah senyawa silikon
alkoksida seperti tetrametilortosilikat (TMOS) atau TEOS (Jamarun, 2000).
TMOS dan TEOS akan terhidrolisis dengan penambahan sejumlah tertentu air
atau pelarut organik seperti metanol atau etanol, membentuk gugus silanol Si-OH
sebagai intermediet. Gugus silanol ini kemudian terkondensasi membentuk gugus
siloksan Si-O-Si. Reaksi hidrolisis dan kondensasi ini terus berlanjut hingga
viskositas larutan meningkat dan membentuk gel (Brinker and Scherer, 1990).
Reaksi pada proses sol-gel dapat dilihat pada persamaan berikut:
Hidrolisis
≡Si-OR + H-OH ≡Si-OH + ROH
Polikondensasi
≡Si-OH + HO-Si≡ ≡Si-O-Si≡ + H2O
≡Si-OH + RO-Si≡ ≡Si-O-Si≡ + ROH
11
Senyawa TEOS dapat ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Struktur TEOS (Brinker and Scherer, 1990).
Penggunaan proses sol-gel untuk sintesis beberapa bahan hibrida anorganik-
organik telah banyak dilakukan diantaranya yaitu dengan metode pembuatan
hibrida silika terutama proses sol-gel untuk tujuan adsorpsi (Terrada et al., 1983).
Untuk modifikasi silika gel, melalui proses sol-gel inilah lebih sederhana dan
cepat karena reaksi pengikatan berlangsung bersamaan dengan proses
pembentukan padatan, sehingga diharapkan ligan yang terimmobilisasi lebih
banyak (Sriyanti dkk., 2001). Proses yang sederhana dan cepat memungkinkan
dapat dilakukan di laboratorium dengan menggunakan alat-alat sederhana. Oleh
karena itu, dalam penelitian ini digunakan teknik sol-gel dalam pembuatan silika
gel maupun modifikasinya untuk mengkaji proses adsorpsi pada ion Ni(II), Cu(II),
dan Cd(II) untuk meningkatkan kapasitas adsorpsi dari larutan.
B. Magnetit (Fe3O4)
Magnetit mempunyai rumus kimia Fe3O4 dan mempunyai struktur spinel dengan
sel unit kubik yang terdiri dari 32 ion oksigen, celah-celahnya ditempati oleh ion
12
Fe2+ dan Fe3+. Nanopartikel magnetit sangat intensif dikembangkan karena
sifatnya yang menarik dalam aplikasinya di berbagai bidang, seperti fluida dan gel
magnetit, katalis, pigmen pewarna, dan diagnosa medik. Beberapa sifat
nanopartikel magnetit ini bergantung pada ukurannya. Magnetit ini akan bersifat
superparamagnetit ketika ukuran suatu partikel magnetisnya di bawah 10 nm pada
suhu ruang, artinya bahwa energi termal dapat menghalangi anisotropi energi
penghalang dari sebuah nanopartikel tunggal. Oleh karena itu, sintesis
nanopartikel yang seragam dengan mengatur ukurannya menjadi salah satu kunci
masalah dalam ruang lingkup sintesis ini (Hook and Hall, 1991).
Magnetit (Fe3O4) atau oksida besi hitam merupakan oksida besi yang paling kuat
sifat magnetisnya (Teja and Koh, 2008). Magnetit yang berukuran nano banyak
dimanfaatkan pada proses-proses industri (misalnya sebagai tinta cetak, pigmen
pada kosmetik) dan pada penanganan masalah-masalah lingkungan (misalnya
sebagai magnetic carrier precipitation process untuk menghilangkan anion atau
pun ion logam dari air dan air limbah). Nanopartikel magnetit juga dimanfaatkan
dalam bidang biomedis baik secara in vivo (di dalam tubuh) maupun in vitro (di
luar tubuh), misalnya sebagai agen magnetis pada aplikasi-aplikasi biomolecule
separation, drug delivery system, hyperthermia theraphy, maupun sebagai
contrast agent pada magnetic Resonance Imaging (Cabrera et al., 2008).
D. Adsorpsi
Adsorpsi (penyerapan) merupakan suatu proses pemisahan dimana komponen dari
suatu fase fluida berpindah ke permukaan zat padat yang menyerap (adsorben).
Biasanya partikel-partikel kecil zat penyerap dilepaskan pada adsorpsi kimia yang
13
merupakan ikatan kuat antara penyerap dan zat yang diserap sehingga tidak
mungkin terjadi proses yang bolak-balik. Adsorpsi menyangkut akumulasi atau
pemutusan substansi adsorbat pada adsorben dan pada hal ini dapat terjadi pada
antar muka dua fasa. Fasa yang menyerap disebut adsorben dan fasa yang terserap
disebut adsorbat (Oscik, 1982).
Adapun interaksi antara ion logam (adsorbat) dengan adsorben pada proses
adsorpsi dipengaruhi oleh beberapa faktor:
a. Sifat logam dan ligan
Sifat ion logam yakni: (1) ukuran ion logam, makin kecil ukuran ion logam maka
kompleks yang terbentuk semakin stabil, (2) polarisabilitas ion logam, makin
tinggi polarisabilitas ion logam maka kompleks yang terbentuk semakin stabil,
dan (3) energi ionisasi, makin tinggi energi ionisasi suatu logam maka kompleks
yang terbentuk semakin stabil.
Sifat ligan yakni: (1) kebasaan, makin kuat basa Lewis suatu ligan maka semakin
stabil kompleks yang terbentuk, (2) polarisabilitas dan momen dipol, makin tinggi
polaritas dan polarisabilitas suatu ligan makin stabil kompleks yang terbentuk,
dan (3) faktor sterik, tingginya rintangan sterik yang dimiliki oleh ligan akan
menurunkan stabilitas kompleks (Huheey et al., 1993).
b. Pengaruh pH sistem
Selain dari faktor interaksi ion logam dalam logam, pelarut, pH sistem juga
berpengaruh dalam proses adsorpsi. Pada kondisi pH tinggi maka silika gel akan
14
bermuatan netto negatif (kondisi larutan basa), sedangkan pada pH rendah
(kondisi larutan asam) akan bermuatan netto positif sampai netral (Spiakov,
2006). Pada pH rendah, permukaan ligan cenderung terprotonasi sehingga kation
logam juga berkompetisi dengan H+ untuk terikat pada ligan permukaan. Pada pH
tinggi, dimana jumlah ion OH- besar menyebabkan ligan permukaan cenderung
terdeprotonasi sehingga pada saat yang sama terjadi kompetisi antara ligan
permukaan dengan ion OH- untuk berikatan dengan kation logam (Stum and
Morgan, 1996). Ronaldo (2013) meneliti adsorpsi ion logam Cu(II) menggunakan
biomassa alga coklat Sargasum crassifolium yang terenkapsulasi aqua-gel silika
dengan penentuan pH optimum dalam proses adsorpsi ion Cu(II) yang dilakukan
pada pH 5, 6, dan 7 selama 30 menit. Pada penelitian ini menunjukan bahwa
spesi Cu pada pH 7 yaitu berbentuk ion tembaga Cu(II) dilihat dari prinsip HSBA
yang menjelaskan bahwa ion Cu(II) digolongkan ke dalam asam madya,
sementara itu adsorben dari strukturnya memiliki gugus fungsi OH- dan CO yang
tergolong dalam basa keras yang artinya ion Cu(II) akan berinteraksi dengan baik
terhadap adsorben sehingga dapat membentuk gugus Cu(OH)2 (Lin, at al,. 2002).
c. Pelarut
Proses adsorpsi dapat ditinjau melalui sifat kepolaran baik dari adsorben,
komponen terlarut maupun pelarutnya. Pada adsorpsi padat cair, mekanisme
adsorpsi bergantung pada gaya interaksi antara molekul dari komponen larutan
dengan lapisan permukaan adsorben dengan pori-porinya. Pelarut dapat ikut
teradsorpsi atau sebaliknya dapat mendorong proses adsorpsi. Di dalam pelarut
15
air umumnya zat-zat yang hidrofob dari larutan encer atau cenderung teradsorpsi
lebih banyak pada adsorben dibanding zat hidrofil (Oscik, 1982).
Untuk menentukan jumlah logam teradsorpsi dan rasio distribusi pada proses
adsorpsi ion logam terhadap adsorben hibrida amino silika dapat digunakan
persamaan berikut:
Q = (Co-Ce)V/W (1)
%A = (Co-Ce)/Co x 100 (2)
Dimana Q menyatakan jumlah ion logam yang teradsorpsi (mg g-1), Co dan Ce
menyatakan konsentrasi awal dan kesetimbangan dari ion logam (mmol L-1), W
adalah massa adsorben (g), V adalah volume larutan ion logam (L), A (%)
persentase teradsorpsi (Buhani et al., 2009).
Berdasarkan sifatnya, adsorpsi dapat digolongkan menjadi dua yaitu:
1. Adsorpsi fisika
Adsorpsi ini terjadi karena gaya Van der Walls dimana ketika gaya tarik molekul
antara larutan dan permukaan media lebih besar dari pada gaya tarik substansi
terlarut dan larutan, maka substansi terlarut akan diadsorpsi oleh permukaan
media. Adsorpsi fisika ini memiliki gaya tarik Van der Walls yang kekuatannya
relatif kecil. Molekul terikat sangat lemah dan energi yang dilepaskan pada
adsorpsi fisika relatif rendah sekitar 20 kJ/mol. Semakin besar luas permukaan,
maka semakin banyak substansi terlarut yang melekat pada permukaan media
adsorpsi.
16
2. Adsorpsi kimia
Adsorpsi ini terjadi ketika terbentuknya ikatan kimia antara substansi terlarut
dalam larutan dengan molekul dalam media. Adsorpsi kimia terjadi diawali
dengan adsorpsi fisik, yaitu partikel-partikel adsorbat mendekat ke permukaan
adsorben melalui gaya Van der Waals atau melalui ikatan hidrogen. Kemudian
diikuti oleh adsorpsi kimia yang terjadi setelah adsorpsi fisika. Dalam adsorpsi
kimia partikel melekat pada permukaan dengan membentuk ikatan kimia
(biasanya ikatan kovalen), dan cenderung mencari tempat yang memaksimumkan
bilangan koordinasi dengan substrat (Atkins, 1999).
E. Desorpsi
Desorpsi adalah proses penyingkiran atom, molekul, atau ion yang terjerat pada
permukaan (Oxford, 1994). Desorpsi dapat juga berarti suatu fenomena dimana
suatu zat lepas dari permukaan. Wankasi (2005) meneliti proses desorpsi ion
logam Pb(II) dan Cu(II) dengan biomassa Nypa Fruticans Wurmb dilakukan
dengan menggunakan asam, basa, dan larutan netral. Kemudian persentase ion
logam Cu(II) dan Pb(II) dihitung menggunakan rumpus:
Jumlah ion logam terdesorpsi% Desorpsi = X 100 .......................(3)
Jumlah ion logam teradsorpsi
Maka diperoleh % desorpsi dari ion logam Pb(II) dan Cu(II) masing-masing
adalah: dalam larutan asam 75,3 dan 63,7%, dalam larutan basa 18,9 dan 14,06%,
17
serta 3,35 dan 2,44% pada larutan netral, waktu interaksi dilakukan selama 140
menit.
Desorpsi terjadi bila proses adsorpsi yang terjadi sudah maksimal, permukaan
adsorben jenuh/tidak mampu lagi menyerap adsorbat dan terjadi kesetimbangan.
Desorpsi biomassa dapat dilakukan dengan menggunakan larutan tertentu untuk
memulihkan kemampuan biomassa agar tidak rusak dan dapat digunakan kembali.
Larutan yang biasa digunakan untuk desorpsi yaitu HCl, H2SO4, asam asetat,
HNO3 dengan konsentrasi yang bervariasi tergantung pada jenis alga dan logam
yang diserap (Volesky and Diniz, 2005).
Air dapat digunakan sebagai salah satu medium pelarut, karena air memiliki sifat-
sifat sebagai berikut:
Air memiliki daerah cair yang luas, yaitu titik beku 0oC dan titik didih
100oC.
Air merupakan senyawa polar sehingga memiliki kemampuan yang tinggi
untuk melarutkan bahan-bahan anorganik, umumnya bersifat ionik maupun
polar.
Air memiliki sifat netral, artinya air tidak bersifat asam dan tidak bersifat
basa dan dapat mengalami disosiasi
Syarat agar suatu senyawa dapat dilarutkan dalam air adalah:
Apabila ikatan antara zat terlarut dengan molekul air lebih kuat daripada
ikatan antara molekul air, terutama ikatan hidrogen.
Ikatan antara partikel dalam zat terlarut lebih lemah daripada ikatan antara
zat terlarut dengan molekul air. (Missler dan Tarr, 1991).
18
Ion EDTA (ethylenediaminetetraaceticacid) merupakan zat yang dapat
membentuk senyawa kompleks khelat dengan ion logam. Ion EDTA terdapat
sebagai kristal H4Y dan kristal garam dinatriumnya, Na2H2Y (Harjadi, 1993).
Adapun struktur senyawa EDTA ditampilkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Struktur EDTA
Ion EDTA memiliki enam pasang elektron yang belum berikatan (masing-masing
pada 2 atom N dan 4 gugus karboksil) mampu membentuk kompleks dengan ion
logam. Ion EDTA merupakan asam tetraprotik, biasa disingkat H4Y. Bentuk
terionisasinya, Y4- dan apabila bereaksi dengan ion logam (M), membentuk
kompleks MY2-. Adapun reaksinya dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Reaksi pembentukan kompleks EDTA
Ion EDTA merupakan ligan heksadentat, reaksinya dengan ion logam membentuk
kompleks EDTA oktahedral sebagaimana Gambar 3.
+ M
19
F. Logam Berat
Logam berat merupakan elemen yang berbahaya di permukaan bumi. Logam berat
merupakan salah satu sumber polusi lingkungan, dimana logam berat dapat
ditransfer dalam jangkauan yang sangat jauh di lingkungan, selanjutnya
berpotensi mengganggu kehidupan biota lingkungan dan akhirnya berpengaruh
terhadap kesehatan manusia walaupun dalam jangka waktu yang lama dan jauh
dari sumber polusi utamanya (Suhendrayatna, 2001). Beberapa faktor yang
mempengaruhi aktivitas keracunan setiap jenis logam antara lain: bentuk senyawa
dari logam tersebut, daya kelarutan dalam cairan, ukuran partikel, dan beberapa
sifat kimia dan sifat fisikanya (Palar, 1994).
Logam berat digolongkan menjadi dua jenis yaitu logam berat esensial dan non
esensial. Logam berat esensial adalah logam yang keberadaannya dalam jumlah
tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang
berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu,
Fe, Co, dan Mn, sedangkan logam berat non esensial yaitu logam yang
keberadaannya dalam tubuh belum diketahui manfaatnya atau bahkan dapat
bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, dan Cr. Logam ini dapat menimbulkan efek
kesehatan bagi manusia tergantung pada bagaimana logam berat tersebut terikat
dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai penghalang kerja
enzim, selain itu logam berat ini akan bertidak sebagai penyebab alergi, mutagen
atau karsinogen bagi manusia (Putra, 2006).
Pada penelitian ini digunakan logam nikel (Ni), tembaga (Cu), dan kadmium (Cd).
Adapun sifat kimia logam tersebut ditampilkan pada Tabel 1.
20
Tabel 1. Sifat kimia dari ion Ni(II), Cu(II),dan Cd(II)
Unsur Nomor
Atom
Konfigurasi
Elektron
Bilangan
Oksidasi
Jari-jari
Ion(pm)
Kompleks Aqua
Ni 28 [Ar]3d84s2 +1, +2, +3, +4 83 [Ni(H2O)6]2+
Cu 29 [Ar]3d94s2 +1, +2, +3, +4 87 [Cu(H2O)6]2+
Cd 48 [Kr]4d105s2 +1, +2 109 [Cd(H2O)6]2+
Sumber: (Martell and Hancock, 1996)
1. Logam Tembaga (Cu)
Unsur logam Cu(II) berbentuk kristal dengan warna kemerahan dan mempunyai
titik didih 26.000°C serta titik leleh 10.800 °C. Dalam tabel periodik, tembaga
menempati posisi dengan nomor atom 29 dan mempunyai massa atom relatif (Ar)
63,546. Cu terdapat dalam keadaan oksidasi +1 (kupro) dan +2(kupri).
Konfigurasi dari logam Cu(II) adalah1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d10 4s1. Adsorpsi logam
Cu oleh tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain. Konsentrasi logam
berat di lingkungan, tipe tumbuhan, pH tanah, curah hujan, dan lain-lain.
Kemampuan untuk mengakumulasi logam berat juga berbeda-beda pada tiap
tanaman. Pada manusia efek keracunan utama yang ditimbulkan oleh Cu adalah
terjadinya gangguan pada jalur pernafasan. Selain itu, keracunan Cu secara kronis
dapat dilihat dengan timbulnya penyakit Wilson dan Kinsky. Gejala dari penyakit
wilson adalah terjadi kerusakan otak serta terjadinya penurunan kerja ginjal dan
pengendapan Cu dalam kornea mata dan untuk penyakit kinsky dapat diketahui
dengan terbentuknya rambut yang kaku dan berwarna kemerahan pada penderita
(Palar, 2004).
21
Dalam penelitian ini digunakan senyawa CuSO4·5H2O yang berwarna biru
merupakan senyawa yang tidak berbau, memiliki titik lebur 150°C, memiliki
kelarutan dalam air sebesar 22,37% pada temperatur 0°C dan 117,95% pada
temperatur 100°C, larut dalam metanol, gliserol, dan sedikit larut dalam etanol.
Senyawa CuSO4.5H2O dengan segiempat planar [Cu(H2O)4]2+dengan dua sulfat
atom O melengkapi tempat yang tersisa dalam perpanjangan koordinasi
oktahedral. Dalam keadaan kristal, struktur ini mengandung satu kumpulan ikatan
hidrogen yang bergabung dengan molekul H2O yang tak terkoordinasi.
Pentahidrat kehilangan air saat dipanaskan dan membentuk kristal putih,
higroskopis anhidrat, CuSO4 (Housecroft and Sharpe, 2005). Tembaga(II) sulfat
merupakan senyawa logam yang dapat digunakan sebagai pewarna pada rambut
dalam konsentrasi rendah sehingga tidak berbahaya dalam proses penyerapannya
melalui kulit yang luka, tetapi jika senyawa ini masuk ke dalam tubuh melalui oral
dapat mengakibatkan keracunan (Dirjen POM, 1985).
2. Nikel (Ni)
Nikel merupakan unsur kimia dengan lambang Ni, dengan nomor atom 28 dan
massa relatif 58,71. Nikel merupakan logam putih perak yang keras. Logam ini
melebur pada 1455°C, dan bersifat sedikit magnetis. Memiliki sifat tidak berubah
bila terkena udara, tahan terhadap oksidasi dan kemampuan mempertahankan sifat
aslinya di bawah suhu yang ekstrim (Cotton dan Wilkinson, 1989).
22
3. Kadmium (Cd)
Kadmium ( latin cadmia) adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang
memiliki lambang Cd dan nomor atom 48. Kadmium merupakan bahan alami
yang terdapat dalam kerak bumi. Umumnya cadmium terdapat dalam kombinasi
dengan elemen lain seperti Oksigen (Cadmium Oxide), Clorine (Cadmium
Chloride) atau belerang (Cadmium Sulfide) (Cotton dan Wilkinson, 1998).
Kadmium dalam tanah terkandung dalam bebatuan beku, metamorfik, sedimen dll
(Lahuddin, 2007). Kadmium di alam tidak dijumpai dalam bentuk bebas. Hampir
semua kadmium yang diproduksi dari hasil samping peleburan dan pemurnian biji
seng (Zn) yang biasanya mengandung 0,2-0,4% kadmium (Darmono, 1995).
Kadmium sulfat oktahidrat (CdSO4·8H2O) merupakan senyawa yang putih atau
tak berwarna, tidak berbau, berbentuk kristal, kelarutan dalam air sebesar 1130
g/L pada temperatur 20°C, tituk leleh 41,5°C, dan sering digunakan sebagai
semikonduktor dalam industri karena sifat fisik dan kimianya yang baik
(Housecroft and Sharpe, 2005). Dalam tubuh logam ini bersifat toksik, karena
bereaksi dengan ligan-ligan yang penting untuk fungsi normal tubuh (Alfian,
2005).
G. Interaksi Ion Logam dengan Adsorben
Kekuatan interaksi adsorbat dengan adsorben dipengaruhi oleh sifat dari adsorbat
maupun adsorbennya. Gejala yang umum untuk meramalkan komponen mana
yang diadsorpsi lebih kuat adalah kepolaran adsorben dengan adsorbatnya.
Apabila adsorbennya bersifat polar, maka komponen yang bersifat polar akan
23
terikat lebih kuat dibandingkan dengan komponen yang kurang polar. Kekuatan
interaksi juga dipengaruhi oleh sifat keras-lemahnya dari adsorbat maupun
adsorben. Sifat keras untuk kation dihubungkan dengan istilah polarizing power
cation, yaitu kemampuan suatu kation untuk mempolarisasi anion dalam suatu
ikatan. Kation yang mempunyai polarizing power cation yang besar dimiliki oleh
ion-ion logam dengan ukuran jari-jari kecil dan muatan yang besar. Sebaliknya
sifat polarizing power cation yang rendah dimiliki oleh ion-ion logam dengan
ukuran besar namun muatannya kecil, sehingga diklasifikasikan ion lemah.
Sedangkan pengertian keras untuk anion dihubungkan dengan istilah
polarisabilitas anion, yaitu kemampuan suatu anion untuk mengalami polarisasi
akibat medan listrik dari kation. Anion yang bersifat keras adalah anion
berukuran kecil, muatannya kecil, dan elektronegativitas yang rendah. Ion-ion
logam keras berikatan kuat dengan anion keras dan ion logam lemah berikatan
kuat dengan anion lemah (Atkins, 1990).
Bila ditinjau dari definisi asam-basa menurut teori Lewis, maka interaksi antara
ion logam dengan adsorben dapat dipandang sebagai reaksi asam Lewis dengan
basa Lewis, ion logam berperan sebagai asam Lewis yang menjadi akseptor
pasangan elektron dan adsorben sebagai basa Lewis yang menjadi donor pasangan
elektron. Dengan demikian, prinsip-prinsip yang berlaku dalam interaksi asam-
basa Lewis dapat digunakan dalam adsorpsi ion logam (Keenan and Kleinfelter,
1984).
Prinsip yang digunakan secara luas dalam reaksi asam-basa Lewis adalah prinsip
HSAB yang dikembangkan Pearson. Prinsip ini didasarkan pada polaribilitas
24
unsur yang dikaitkan dengan kecenderungan unsur (asam atau basa) untuk
berinteraksi dengan unsur lainnya. Ion-ion logam yang berukuran kecil,
bermuatan positif besar, elektron terluarnya tidak mudah terdistorsi dan
memberikan polarisabilitas kecil dikelompokkan dalam asam keras. Ion-ion
logam yang berukuran besar, bermuatan kecil atau nol, elektron terluarnya mudah
terdistorsi dan memberikan polarisabilitas yang besar dikelompokkan dalam asam
lunak (Huheey et al., 1993).
Menurut prinsip HSAB (Hard Soft Acid and Bases), asam keras akan berinteraksi
dengan basa keras untuk membentuk kompleks, begitu juga asam lemah dengan
basa lemah. Interaksi asam keras dengan basa keras merupakan interaksi ionik,
sedangkan interaksi asam lemah dengan basa lemah, interaksinya lebih bersifat
kovalen. Ion Ni (II) menurrut prinsip HSAB merupakan asam madya (sedang),
ion Cu (II) merupakan asam madya (sedang), dan ion Cd (II) merupakan asam
lemah (Pearson, 1968).
H. Karakterisasi Material
1. Spektrofotometer inframerah (IR)
Penentuan gugus fungsi suatu sampel dapat dilakukan analisis menggunakan
spektrofotometri inframerah. Dengan spektrofotometri inframerah dapat diketahui
gugus-gugus fungsi dari material alga Nitzschia sp, HAS dan HASM.
Spektrofotometeri IR adalah spektrofotometer yang memanfaatkan sinar IR dekat,
yakni sinar yang berada pada jangkauan panjang gelombang 2,5-25 μm atau
jangkauan frekuensi 400-4000 cm-1. Sinar ini muncul akibat vibrasi atom-atom
25
pada posisi kesetimbangan dalam molekul dan kombinasi vibrasi dengan rotasi
menghasilkan spektrum vibrasi-rotasi (Khopkar, 2001).
Spektrum inframerah suatu molekul adalah hasil transisi antara tingkat energi
getaran (vibrasi) atau osilasi (oscillation). Bila molekul menyerap radiasi
inframerah, energi yang diserap menyebabkan kenaikan dalam amplitudo getaran
atom-atom yang terikat itu. Jadi molekul ini berada pada keadaan vibrasi
tereksitasi (excited vibrational state); energi yang diserap ini akan dibuang dalam
bentuk panas bila molekul itu kembali ke keadaan dasar. Panjang gelombang
eksak dari absorpsi oleh suatu tipe ikatan, bergantung pada macam getaran dari
ikatan tersebut. Oleh karena itu, tipe ikatan yang berlainan menyerap radiasi
inframerah pada panjang gelombang yang berlainan. Dengan demikian
spektrometri inframerah dapat digunakan untuk mengidentifikasi adanya gugus
fungsi dalam suatu molekul (Supratman, 2010).
2. Spektrofotometer Serapan Atom (SSA)
Dalam proses adsorpsi, keberhasilan pembuatan adsorben tercetak ion dapat
dilihat menggunakan SSA. Adsorben yang telah tercetak ion diharapkan
mengandung konsentrasi ion logam yang kecil. SSA juga dapat digunakan untuk
mengetahui kadar ion logam yang teradsorpsi maupun yang terdapat dalam
adsorben. Ion logam yang teradsorpsi dihitung secara kuantitatif berdasarkan
selisih konsentrasi ion logam sebelum dan sesudah adsorpsi (Yuliasari, 2003).
26
Metode analisis dengan SSA didasarkan pada penyerapan energi cahaya oleh
atom-atom netral suatu unsur yang berada dalam keadaan gas. Penyerapan cahaya
oleh atom bersifat karakteristik karena tiap atom hanya menyerap cahaya pada
panjang gelombang tertentu yang energinya sesuai dengan energi yang diperlukan
untuk transisi elektron-elektron dari atom yang bersangkutan ditingkat yang lebih
tinggi, sedangkan energi transisi untuk masing-masing unsur adalah sangat khas.
Metode ini sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah. Teknik ini
mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan metode spektroskopi emisi
konvensional. Pada metode konvensional emisi tergantung pada sumber eksitasi,
bila eksitasi dilakukan secara termal maka akan tergantung pada temperatur
sumber (Khopkar, 2001)
3. X-ray Diffraction (XRD)
X-ray Diffraction merupakan alat yang dapat digunakan untuk penentuan kristal
dan analisis fasa pada senyawa atau paduan di dalam suatu bahan, tegangan sisa,
tekstur dan sebagai small angle X-ray (sax). Analisis didasarkan pada pola
difraksi dari paduan atau senyawa yang dihasilkan oleh proses difraksi, ukuran
panjang gelombang sinar-X harus tidak berbeda jauh dengan jarak antar atom di
dalam kristal sehingga pola berulang dari kisi kristal akan berfungsi seolah-olah
seperti kisi difraksi untuk panjang gelombang sinar-X.
Hasil yang didapatkan dari difraksi sinar-X adalah berupa puncak-puncak intesitas
dan bentuk difraksi, versus sudut hamburan (2θ). Sistem kerja peralatan difraksi
sinar-X didasarkan pada teori yang dikemukakan oleh fisikawan Inggris Bragg.
27
yang dikenal sebagai hukum Bragg (Bragg Condition) dan secara matematis
dirumuskan: n.α = 2 dhkl . Sin 2 θ (4)
Keterangan :
n : Orde difraksi (1, 2, 3, …..)
α : Panjang gelombang
dhkl : Jarak antar atom
Sin 2 θ: Sudut difraksi
Hukum Bragg dapat dikatakan sebagai representasi non-vektorial dua dimensi
sebagai syarat terjadinya difraksi (Bragg et al., 1975).
4. Scanning ElectronMicroscopy With Energy Dispersive X-ray (SEM-EDX)
Untuk melakukan karakterisasi material yang heterogen pada permukaan bahan
pada skala mikrometer atau bahkan submikrometer serta menentukan komposisi
unsur sampel secara kualitatif maupun kuantitatif dapat dilakukan dengan
menggunakan satu perangkat alat SEM yang dirangkaikan dengan EDX. Pada
SEM dapat diamati karakteristik bentuk, struktur, serta distribusi pori pada
permukaan bahan, sedangkan komposisi serta kadar unsur yang terkandung dalam
sampel dapat dianalisis dengan menggunakan EDX. Karakterisasi menggunakan
SEM-EDX dilakukan melalui adsorpsi isotermis gas oleh padatan sampel. Jumlah
molekul gas yang diadsorpsi pada permukaan luar padatan sampel sangat sedikit
dibandingkan dengan yang diadsoprsi oleh porinya (Goldstein et al., 1981).
28
Prinsip kerja SEM, dengan cara mengalirkan arus pada kawat filamen tersebut dan
perlakuan pemanasan, sehingga dihasilkan elektron. Elektron tersebut
dikumpulkan dengan tegangan tinggi dan berkas elektron difokuskan dengan
sederetan lensa elektromagnetik. Ketika berkas elektron mengenai target,
informasi dikumpulkan melalui tabung sinar katoda yang mengatur intensitasnya.
Setiap jumlah sinar yang dihasilkan dari tabung sinar katoda dihubungkan dengan
jumlah target, jika terkena berkas elektron berenergi tinggi dan menembus
permukaaan target, elektron kehilangan energi, karena terjadi ionisasi atom dari
cuplikan padatan. Elektron bebas ini tersebar keluar dari aliran sinar utama,
sehingga tercipta lebih banyak elektron bebas, dengan demikian energinya habis
lalu melepaskan diri dari target. Elektron ini kemudian dialirkan ke unit
demagnifikasi dan dideteksi oleh detektor dan selanjutnya dicatat sebagai suatu
foto (Wagiyo dan Handayani, 1997).
Pada EDX analisis kualitatif dilakukan dengan cara menentukan energi dari
puncak yang ada dalam spektrum dan membandingkan dengan tabel energi emisi
sinar-X dari unsur-unsur yang sudah diketahui. Analisa kuantitatif tidak hanya
menjawab unsur apa yang ada dalam sampel tetapi juga konsentrasi unsur
tersebut. Untuk melakukan analisa kuantitatif maka perlu dilakukan beberapa
proses antara lain meniadakan background, dekonvolusi peak yang bertumpang
tindih dan menghitung konsentrasi unsur (Larry, 2001).
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada Maret 2016 sampai Juli 2016 di Laboratorium
Kimia Anorganik-Fisik, Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Universitas Lampung. Pengambilan alga Nitzschia sp di Balai
Besar Pengembangan Budidaya Laut Lampung (BBPBL). Identifikasi gugus
fungsional menggunakan alat spektrofotometer IR dilakukan di Laboratorium
Kimia Organik FMIPA Universitas Gajah Mada, penentuan tingkat kekristalan
dari material, menggunakan alat XRD dilakukan di Laboratorium Kimia Dasar
FMIPA Universitas Gajah Mada, identifikasi monfologi permukaan dan
konstituen unsur menggunakan alat SEM-EDX dilakukan di UPT Laboratorium
Terpadu dan Sentra Inovasi Teknologi Universitas Lampung dan kadar ion logam
di tentukan dengan SSA dilakukan di Laboratorium Analitik FMIPA Universitas
Gajah Mada.
B. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat-alat gelas dalam
laboratorium, neraca analitik, pengaduk magnet, oven, pH indikator universal,
kertas saring whatman No. 42, spektrofotometer IR, X-RD, SEM-EDX dan SSA.
30
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah alga Nitzschia sp,
TEOS, HCl, magnetit (Fe3O4), CdSO4•7H2O, CuSO4•5H2O, NiSO4•6H2O, etanol
teknis, akuades, NaOH, Na2EDTA dan HNO3
C. Prosedur Percobaan
1. Penyiapan Biomasa Alga Nitzschia sp
Biomasa alga diperoleh dari isolasi alga Nitzschia sp yang dihasilkan dari
pembudidaya dalam skala laboraturium di Balai Budidaya Laut (BBL) Lampung.
Biomasa Alga yang dihasilkan dalam bentuk nata, dinetralkan dengan
menggunakan akuades hingga pH = 7, dan dikeringkan pada suhu ruangan selama
3-4 hari. Setelah kering alga digerus hingga berukuran 200 mesh.
2. Sintesis HASM Alga Nitzschia sp
Larutan A; 5 ml TEOS dan 2,5 ml akuades ditambahkan magnetit 0,1 g
dimasukan dalam wadah plastik, lalu diaduk selama 30 menit. Saat pengadukan,
ditambahkan HCl tetes demi tetes hingga pH larutan mencapai pH 2. Larutan B;
0,8 gr biomasa Nitzschia sp dengan konsentrasi optimum dicampur dengan 5 mL
etanol diaduk dengan pengaduk magnet sampai larutan tersebut homogen.
Kemudian larutan A dan larutan B dicampur hingga terbentuk gel. Gel yang
terbentuk didiamkan selama 24 jam lalu dicuci dengan etanol dan akuades hingga
pH filtrat mendekati pH 7. Gel dikeringkan didalam oven pada suhu 40˚C selama
2-3 jam selanjutnya digerus dengan ukuran 100-200 mesh (Tamara, 2015).
31
D. Karakterisasi Material
Biomassa alga Nitzschia sp, HAS, dan HASM dikarakterisasi dengan IR untuk
mengetahui gugus-gugus fungsional utama yang terkandung dalam alga tersebut,
SEM-EDX untuk menentukan struktur dan ukuran pori dan XRD yang digunakan
untuk mengidentifikasi tingkat kekristalan material Fe3O4.
E. Uji Adsorpsi-desorpsi monologam
Sebanyak 0,1 g adsorben ditambahkan 20 mL larutan Ni(II) dengan konsentrasi
300 ppm. Kemudian larutan diaduk pada pH 5-6 selama 1 jam, lalu filtrat dan
endapannya dipisahkan menggunakan sentrifius. Filtrat yang diperoleh dianalisis
menggunakan SSA. Kemudian endapan yang mengandung ion logam didesorpsi,
dengan menggunakan 20 ml aquadas, HCl 0,1M, dan Na2EDTA 0,1M sebagai
eluen. Filtrat hasil desorpsi dianalisis kadarnya menggunakan SSA. Perlakuan
yang sama diberikan pada larutan ion Cd(II) dan Cu(II) ( Buhani et al., 2011).
F. Uji adsorpsi-desorpsi larutan multilogam
Sebanyak 1 gram adsorben di tambahkan 100 ml larutan multilogam Ni(II),
Cd(II), Pb(II), Zn(II), dan Cu(II) dengan konsentrasi 300 mg/L. Kemudian
larutan diaduk pada pH 5-6 selama 1 jam, lalu filtrat dan endapannya dipisahkan
menggunakan sentrifius. Filtrat yang diperoleh dianalisis menggunakan SSA.
Kemudian endapan didesorpsi, dengan menggunakan 20 ml aquadas, HCl 0,1M,
32
dan Na2EDTA 0,1M sebagai eluen. Filtrat hasil desorpsi dianalisis kadarnya
menggunakan SSA.
G. Stabilitas Kimia
Adsorben sebanyak 0,1 gram dimasukan kedalam 100 mL, masing-masing
pelarut, yaitu larutan HNO3 0,1 M, CH3COONa 0,1 M, dan air dengan variasi
waktu 1 sampai 4 hari. Kadar Si yang terlarut dalam fitrat dianalisis
menggunakan SSA. Persentasi Si yang tersisa dalam adsorben di hitung
berdasarkan persamaan; % Si tersisa = [Si]t/[Si]ox 100, dimana [Si]o adalah
konsentrasi Si awal dalam material dan [Si]t adalah konsentrasi Si terlarut masing-
masing pada waktu t dalam mg L -1( Buhani et al., 2011)
H. Penggunaan Ulang
Ion logam Cd (II) yang teradsorpsi pada bahan HASM Alga Nitzschia sp
dilepaskan menggunakan HCl 0,1 M dan Na2EDTA 0,1 M. Setelah dicuci dengan
air hingga netral dan ditimbang hingga berat konstan, kemudian bahan tersebut
digunakan kembali untuk menyerap ion Cd(II) menggunakan metode batch
sampai 5 kali pengulangan ( Buhani et al., 2011).
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan maka dapat
disimpulkan bahwa :
1. Sintesis HASM telah berhasil dilakukan dari biomassa alga Nitzschia sp,
magnetit, dan HAS.
2. Hasil dari uji adsorpsi monologam menunjukan bahwa urutan ion logam
teradsorpsi adalah ion Cd(II)>Cu(II)>Ni(II) dan urutan ion logam terdesorpsi
adalah ion Cd(II)>Cu(II)>Ni(II)
3. Hasil dari multilogam menunjukan urutan ion logam teradsorpsi adalah ion
Pb(II)>Cd(II)>Cu(II)>Zn(II)>Ni(II) dan untuk urutan ion logam terdesorpsi
adalah ion Pb(II)>Cd(II)>Cu(II) >Ni(II)>Zn(II).
4. HASM lebih stabil pada media asam dan netral serta tidak stabil pada media
basa selama waktu interaksi 4 hari.
5. HASM dapat digunakan secara berulang sebanyak 4 kali penggunaan ulangan
dalam proses adsorpsi-desorpsi ion logam Cd(II).
53
B. Saran
Pada penelitian lebih lanjut disarankan untuk melakukan sistem adsorpsi dengan
metode kontinu pada kompetisi ion-ion logam agar lebih mudah diaplikasikan
sebagai adsorben untuk pemisahan ion logam dari larutan di lingkungan.
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, Mikrajuddin dan Khairurrijal. 2008. Review: KarakterisasiNanomaterial. Jurnal Nano Science dan Teknologi. 2(1): 8-10.
Alfian, Z. 2005. Analisis kadar logam kadmium (Cd2+) dari kerang yang diperolehdari daerah Belawan secara spektrofotometer serapan atom. Jurnal SainsKimia. 9(2): 73-76.
Atkins. 1999. Kimia Fisik III. Jakarta: Erlangga.
Blais, J.F., B. Dufresne., and G. Mercier. 2000. State of The Art of Technologiesfor Metal Removal From Industrial Effluents. Rev. Sci. Eau. 12(4): 687-711.
Bragg, L., Phillips, D., and Lipson, H. S. 1975. The development of x-ray analysis,Bell, London.
Brinker, C.J., and G.W. Scherer. 1990. Applications in: Sol Gel Science, thePhysics and Chemistry of Sol-Gel Processing. Academic Press, Inc. SanDiego, California. pp 839-880.
Buhani and Suharso. 2009. Immobilization of Nannochloropsis sp biomass by sol-gel technique as adsorbat of metal ion Cu(II) from aqueous solution.Asian Journal of Chemistry. 21(5) : 3799-3808.
Buhani, Suharso, and Sumadi. 2010. Adsorption Kinetics and Isotherm of Cd (II)Ion on Nannochloropsis sp Biomass Imprinted Ionic Polymer.Desalination. 259: 140-146.
Buhani, Suharso, and L. Aprilia. 2012. Chemical Stability and AdsorptionSelectivity on Cd 2+ Nannochloropsis sp Material with Silica Matrik fromTetraethyl Orthosilicate. Indonesian Journal of Chemistry. 12(1):94-99.
Buhani, Suharso, and Sumadi. 2012. Production of Ionic Imprinted Polymer fromNannochloropsis sp Biomass Its Adsorption Characteristic toward Cu(II)Ion in Solutions. Asian Journal of Chemistry. 24(1): 133-140.
55
Cabrera, L., Gutierrez., N. Menendez., M.P. Morales., and P. Herrasti, P. 2008.Magnetite Nanoparticles: Electrochemical Synthesis andCharacterization. Electro chimica Acta. 53: 3436-3441.
Campbell, M, N. 2008. Biodiesel: Algae as renewable source for liquid fuel.Guelph Engineering Journal, 1: 2-7
Cervantes, C., Compos-Garcia., D. Silvia, F.G., Corona., H. L. Tavera., J.Gusman., and R.M. Sanchez. 2001, Interaction of Chromium withMicroorganisms and Plant. FEMS Microbiology Reviews. 25 : 335-347.
Chisti, Y. 2007. Biodiesel from Microalgae. Biotechnology Advances. 25: 294-306.
Cotton, F.A. dan Wilkinson, G. 1989. Kimia Anorganik Dasar.TerjemahanSahatiSuharto. Universitas Indonesia Press. Jakarta.
Darmono, 1995. Logam dalam Sistem Biologi Mahkluk Hidup. UI Press. Jakarta.
Dirjen POM Departemen KesehatanRepublik Indonesia. 1995. FarmakopeIndonesia. Departemen Kesehatan Republik Indonesia. Jakarta.
Drbohlavova, J., R. Hrdy, V. Adam, R. Kizek, O. Schneesweiss, J. Hubalek. 2009.Preparation and Properties of Various Magnetic Nanoparticles. Sensors.9: 2352 – 2362.
Elizabeth, I.R. 2011. Biosintesis dan Karakterisasi Nanopartikel Silika (SiO2) dariSekam Oleh Fusarium Oxyporum. (Skripsi). Fakultas MIPA. ITB. Bogor.
Farook, A., and S. Ravendran. 2000. Saturated Fatty Acids Adsorption byAcidified Rice Hull Ash. Journal Chemistry Society.77: 437-440.
Goldstein, J.I., D.E. Nwberry, P. Echlin, D.C. Joy, C. Fiori., and E. Lifshin.1981. Scanning Elctron Microscopy and X-Rays Microanalysis. [ATextbook for Biologist]. Materials Scientists and Biologists. New York.
Gupta, S.S., and K.G. Bhattacharyya. 2006. Adsorption of Ni(II) on Clay. JournalChemist Science. 295: 21-32.
Harjadi. 1993. Ilmu Kimia AnalitikDasar. Gramedia. Jakarta.
Harris, O.P., and J. G. Ramelow. 1990. Binding of Metal Ions by ParticulateQuadricauda. Environt Scient and Technology. 24: 220-227
Hook, J. R., and H. E. Hall. 1991. Solid state physics. 2nd edition, John Willeyand Sons: England/Chichester, hal: 241.
Housecroft, C. E. and A. G. Sharpe. 2005. Inorganic Chemistry. Prentice-Hall,Inc. New Jersey.
56
Huheey, J.E., Keiter E.A. and Keiter R.L. 1993. Inorganic Chemistry :Principlesof Structure and Reactivity. 4th edition. Harpelcolling College Publisher.New York.
Isnansetyo, A dan Kurniastuty. 1995. Teknik Kultur Phytoplankton danZooplankton; Pakan Alami untuk Pembenihan Organisme Laut.Kanisius.Yogyakarta.
Jamarun, N. 2000. Proses Sol Gel (Tesis). FMIPA Kimia Universitas Andalas.Padang.
Jeon, C., 2011, Adsorption Characteristic of Cooper Ions Using MagneticallyModified Medicinal Stones, Journal of Industrial and EngineeringChemistry.17: 1487-1493.
Kalapathy, U., A. Proctor, and J. Schultz. 2000. A Simple Method For Productionof Pure Silica From Rice Hull Ash. Bioes. Tech. 73: 257-262.
Keenan, C.W. dan W. Kleinfelter. 1984. Ilmu Kimia untuk Universitas Edisikeenam. Terjemahan Aloysius Hadyana Pudjaatmaka. Erlangga. Jakarta.Hal. 512-543.
Khopkar, S.M. 2001. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI Press. Jakarta.
Lahuddin, M. 2007. Aspek Unsur Mikro Dalam Kesuburan Tanah. USU Press.Medan.
Larry, D.H. 2001. Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy in Handbook ofAnalytical Methods for Materials. Materials Evaluation andEngineering, Inc. pp 13-14.
Lin, Y.E., Vidic, R.D., Stout, J.E., and Yu, V.L. 2002. Negative Effect of HightpH on Biocidal Efficacy of Copper and Silver Ions in ControlingLegionellapneumophila. Journal Environmental Scient. 68 (6): 2711-2715
Lin, Y., H. Chen., K. Lin., B. Chen., and C. Chiou. 2011. Application ofMagnetic Particles Modified with Amino Groups to Adsorb Cooper Ionsin Aqueous Solution, Journal Environmental Scient. 23:44-50.
Mahan, C. A., and Helcombe. J. A. 1989. The Journal of Evaluation of The MetalUptake of Several Algae Strain in Multicomponent MatrixultizungInductively Coupled Plasma Emission Spektrofotometry. AnalyticaChimica Acta. 61: 624-627.
Martell, A. E., and R.D. Hancock. 1996. Metal Complexes in Aqueose Solution.Plenum Press. New York.
57
Miessler, G.L., and Tarr, D.A. 1991. Inorganic Chemistry. Prentice Hall. NewJersey. 51.
Oscik, J. 1982. Adsorption. Ellis Horwood Limited. England.
Oxford. 1994. Kamus Lengkap Kimia. Erlangga. Jakarta.
Palar, H. 1994. Pencernaan dan Toksikologi Logam Berat. PT Rineka Cipta
Jakarta.
Peng, Q., Liu, Y., Zeng, G.,Xu, W., Yang, C., and Zhang, J. 2010, Biosorption ofCopper (II) Immobilizing Saccharomyces cerevisae on the surface ofchitosan coated magnetc nanoparticle from aqueous solution, Journal ofHazard Materials. 177: 676-682.
Pearson, R. G. 1963. Hard and Soft Acids and Bases. J. Am. Soc. 85: 3533-3539.
Putra, S.E. 2006. Tinjauan Kinetika dan Termodinamika Proses Adsorpsi IonLogam Pb, Cd, dan Cu oleh Biomassa Alga Nannochloropsis sp yangDiimmobilisasi Polietilamina-Glutaraldehid. Laporan Penelitian.Universitas Lampung. Bandar Lampung.
Rahaman, M.N. 1995. Ceramics Pressing and Sintering. Departement ofCeramics Engineering University of Missoury-Rolla Rolla Missouri. Hal214-219
Raya, I. 1998. Studi Kinetik Adsorpsi Ion Logam Al (III) Dan Cr (III) PadaAdsorben Chaetoceros Calcitrans Yang Terimobilsasin Pada Silica Gel.(Thesis). FMIPA UGM. Yogyakarta.
Ronaldo, imelda, H.S dan Nelly W. 2013. Adsorpsi Ion Logam Cu(II)Menggunakan Biomassa Alga Coklat Sargasum Crassifolium YangTerenkapsulasi Aqua-Gel Silika. Universitas Tanjungpura. Pontianak2(3): 148-152
Quintanilla, D.P., Sanchez, A.S., Del Heirro,I., Fajardum, and sierra, I. 2008.Amino and Mercapto Silica Hybrid for Cd(II) Adsorption in AqueousSolution. Indonesian Journal of Chemistry.
Schubert, U., and Husing, N. 2000. Synthesis of Inorganic Material. Willey-VCHVerlag Gmbh. D-69469 Wernbeim. Federal Republik of Germany.
Spiakov, B.Y. 2006. Solid Phase Extraction on Alkyl Bonded Silica Gels inInorganics Analysis. Analytica Chimica Acta. 22: 45-60.
58
Sriyanti, Narsito dan Nuryono. 2001. Selektivitas 2-MerkaptobenzotiazolTerimpregnasi pada Zeolit Alam untuk Adsorpsi Kadmium(II) dalamCampuran Cd(II)-Fe(II). Prosiding Seminar Nasional KimiaIX.Yogyakarta.
Stum, Z., and Morgan. J.J. 1996. Aquatic Chemistry : Chemical Equilibria inNatural Water. 3rd edition. John Willey and Sons.Inc. New York.
Suhendrayatna. 2001. Bioremoval Logam Berat Dengan MenggunakanMikroorganisme: Suatu Kajian Kepustakaan. Seminar On-AirBioteknologi untuk Indonesia Abad 21, 1-14 Februari 2001.
Supratman, U. 2010. Equilibrium Penentuan Senyawa Organik. Padjajaran.Bandung.
Suryani, D.P. 2013. ImmobilisasiBiomassa Alga Tetraselmissp Dengan PelapisanSilika-Magnetit Sebagai Adsorben Ion Ni(II) dan Zn(II).(Skripsi).Universitas Lampung. Bandar Lampung.
Tamara, Dia. 2015. Modifikasi Biomassa Nitzschoasp dengan Silika-Agnetitsebagai Adsorben Ion Cd(II), Cu(II) dan Pb(II) Dalam Larutan (Skripsi).FMIPA Universitas Lampung. Lampung.
Teja, Amyn S., and P.Y. Koh. 2008. Synthesis, properties, and applications ofmagnetic iron oxide nanoparticles. Progrees in Crystal Growth andCharacterization of Materials. 20: 1-24.
Terrada, K., K. Matsumoto and H. Kimora. 1983. Sorption of Copper (II) bySome Complexing Agents Loaded on Various Support. AnalyticaChimica Acta. 153: 237-247.
Triani, Lies. 2006. Desorpsi Ion Logam Tembaga (II) Dari Biomassa Chlorella SpYang Terimobilisasi Dalam Silika Gel (Skripsi). FMIPA UniversitasNegeri Semarang. Semarang.
Valentina, M. Thariq, Suci A. dan Lydia E. 2007. Biologi Fitoplankton dalam danZooplankton. Balai Budidaya Laut Lampung Dirjen Perikanan BudidayaDepartemen Kelautan dan Perikanan. Bandar Lampung
Volensky, Bohumil, and V. Diniz. 2005. Desorption Of Lanthanum, Europiumand Ytterbium From Sargasum. McGill University. Canada.
Wagiyo dan A. Handayani. 1997. Petunjuk Praktikum Scanning ElectronMicroscope, SEM dan Energy Dispersive Spectrometer, EDS.Badan Tenaga Atom Nasonal. Tangerang.
Wankasi. 2005. Desorption of Pb2+ and Cu2+ from Nipa palm (Nypa FruticansWurmb) Biomass. Diakses tanggal 21 Maret 2013 Pukul 10.30 WIB.(http://www.google.com./desorption).
59
Yuliasari, L. 2003. Studi Penentuan Logam BeratTimbal (Pb) danKadmium (Cd)Dalam Organ Tubuh Ayam Broiler Secara Spektrofotometri SerapanAtom. (Skripsi). FMIPA Unila. Bandar Lampung.
Top Related