yang menyatakan bahwa pada saat ada sebuah peningkatan adsorben, maka ada penurunan kapasitas adsorpsi dan peningkatan efisensi adsorpsi.
4.5. Aplikasi dalam Limbah Simulasi
Limbah yang digunakan dibuat secara simulasi berdasarkan kondisi optimum yang didapatkan dari data penentuan kondisi optimum sebelumnya dari
masing-masing ion logam. Limbah ini dibuat dengan mencampurkan larutan ion logam Cd, Cu, Cr dan Pb dengan konsentrasi 100 mgL dan pH nya diatur sesuai
dengan kondisi optimum dari masing-masing ion logam Cd, Cr dan Pb pada pH 5, sedangkan ion logam Cu pada pH 6 masing-masing 10 mL.
Hasil analisa yang diperoleh dari pengukuran dengan SSA pada limbah simulasi dapat dilihat pada tabel 6.
Tabel 6
. Aplikasi Penyerapan Ion Logam dalam Limbah Simulasi
No. Ion
Logam Konsentrasi
Awal mgL
Konsentrasi Akhir
mgL Efisiensi
Penyerapan Kapasitas
Penyerapan mgg
1 2
3 4
Cd Cr
Cu Pb
34,14 15,58
20,4 20,54
13,66 5,819
6,545 0,836
59,98 62,65
67,91 95,92
0,4096 0,1952
0,2771 0,3941
Nilai kapasitas ion logam Cd lebih besar dibandingkan dengan ion logam Pb karena konsentrasi awal dari ion logam Cd adalah 34,14 mgL lebih besar di
bandingkan dengan ion logam Pb yaitu 20,54 mgL. Jumlah ion Cd lebih banyak dibandingkan dengan jumlah ion Pb. Hal ini sesuai dengan penelitian yang
dilakukan Sulistyawati 2008, semakin tinggi konsentrasi awal maka nilai kapasitasnya semakin besar pula.
48
Dari besarnya nilai efisiensi penyerapan terhadap logam Pb, menunjukkan bahwa arang ampas tebu dapat menyerap ion logam Pb dengan baik, tidak hanya
pada larutan tunggal tetapi baik juga pada campuran larutan ion logam limbah simulasi. Hal ini juga dapat disebabkan oleh beberapa faktor yang
mempengaruhi, diantaranya PbII memiliki jari-jari atau ukuran ion yang lebih besar dibandingkan dengan ion logam lainnya, yaitu sebesar 1,19 Å sedangkan
CdII dan CrIII masing-masing memiliki jari-jari ion 0,97 Å dan 0,64 Å. Polaritas ion logam Pb lebih besar di bandingkan dengan ion logam lain, sehingga
lebih mudah untuk melakukan ikatan dengan molekul pada adsorben yang bersifat polar. Begitupula dengan kemampuan Pb untuk menarik elektron dari molekul
adsorben lebih besar dibanding dengan logam lain Sunarya, 2006. Selain itu, menurut prinsip HSAB Hard and Soft Acid Base yang
dikemukakan oleh Pearson dalam Amri 2004, 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 logam Pb dan Cr merupakan kation yang bersifat asam keras dan ion
logam Cu bersifat asam madya Lampiran 5,
sehingga akan
berinteraksi secara kuat dengan anion-anion yang bersifat basa keras seperti dengan -OH. Ampas
tebu banyak mengandung selulosa yang mempunyai banyak gugus -OH, dengan demikian selulosa akan mengikat ion Pb, Cr dan Cu secara kuat. Ikatan antara ion
Pb, Cr dan Cu dengan -OH pada selulosa melalui pembentukan ikatan koordinasi, di mana pasangan elektron bebas dari O pada -OH akan menempati orbital kosong
49
yang dimiliki oleh ion logam tersebut,sehingga terbentuk kompleks terkoordinasi. Sedangkan ion logam Cd bersifat asam lemah, sehingga ikatan yang terbentuk
relatif lemah.
4.6. Aplikasi Limbah Laboratorium Kimia Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
Limbah yang digunakan dalam aplikasi penyerapan arang ampas tebu terhadap ion logam berasal dari limbah laboratorium kimia Pusat Laboratorium
Terpadu UIN Jakarta. Sebelum dilakukan pengukuran konsentrasi awal dari ion logam yang akan diukur denga SSA, air limbah yang telah diambil terlebih dahulu
disaring dengan kertas saring untuk memisahkan residu pengotor dan di atur pH nya sesuai dengan pH optimum dari masing-masing logam.
Hasil analisa yang diperoleh dari pengukuran dengan SSA pada limbah laboratorium dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel 7
. Aplikasi Penyerapan Ion Logam dalam Limbah Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
No. Ion
Logam Konsentrasi
Awal mgL Konsentrasi
Akhir mgL
Efisiensi Penyerapan
Kapasitas Penyerapan
mgg
1 2
3 4
Cd Cr
Cu Pb
3,0 8,5
1,4 ND
1,13 1,64
0,1 -
62,33 80,7
92,85 -
0,0374 0,1372
0.0260 -
Pada limbah laboratorium, arang ampas tebu dapat menyerap logam Cu dengan baik, dengan nilai efisiensi terbesar dibanding dengan logam Cd dan Cr.
Hal ini dapat terjadi karena ion logam yang telah diserap oleh adsorben saling berikatan dengan kuat sehingga terjadi pembentukan kompleks antara ion logam
dengan gugus-gugus fungsi pada dinding sel dari adsorben yang bertindak sebagai 50
ligan saat penyerapan berlangsung dan pembentukan kompleks tersebut relatif stabil. Pengikatan ini melibatkan interaksi elektrostatik antara gugus bermuatan
negatif pada dinding sel dan kation logam Baig et al., 1999. Ampas tebu mengandung gugus fungsi seperti selulosa, hemiselulosa dan
lignin yang mengandung gugus OH yang terikat dan dapat berinteraksi dengan komponen adsorbat. Adanya gugus OH pada selulosa [C
6
H
10
O
5
]
n
menyebabkan terjadinya sifat polar pada adsorben tersebut. Dengan demikian selulosa lebih kuat
mengadsorpsi zat yang bersifat polar daripada zat yang kurang polar. Mekanisme adsorpsi yang terjadi antara gugus OH yang terikat pada permukaan dengan ion
logam yang bermuatan positif kation adalah sebagai berikut : —Y—OH + M
+
—YO—M + H
+
—Y—OH +M
2+
—YO—M M + 2H
+
—YO—M M
+
dan M
2+
adalah ion logam Cd, Cr, Cu dan Pb, -OH adalah gugus hidroksil dan Y adalah matriks tempat gugus –OH terikat. Interaksi antara gugus –
OH dengan ion logam juga memungkinkan melalui mekanisme pembentukan kompleks koordinasi karena atom oksigen pada gugus –OH mempunyai pasangan
elektron bebas, sedangkan ion logam mempunyai orbital d kosong. Pasangan elektron bebas tersebut akan menempati orbital kosong yang dimiliki oleh ion
logam, sehingga terbentuk suatu senyawa atau ion kompleks. Pembentukan senyawa kompleks ini terjadi pada ion logam Cd, Cr, Cu
dan Pb. Keempat logam tersebut memiliki orbital d kosong yang akan diisi oleh elektron bebas dari atom oksigen pada gugus –OH. Selulosa berperan sebagai
51
O
ligan yang dapat menyumbangkan sepasang elektron bebas pada ion logam, sedangkan ion logam Cd, Cr, Cu dan Pb berperan sebagai atom pusat dalam
pembentukan senyawa kompleks. Pembentukan senyawa kompleks ion logam Pb dengan selulosa [C
6
H
10
O
5
]
n
dapat dilihat pada Gambar 13.
H O C H
2
H
O
O O H
H H O
C H
2
H
O
H O
O H H
H O
H O
P b P b
O C H
2
H
O
O C H
2
H
O
H H
O O
O H H
H O H
O H H
O H
O H
Gambar 13.
Pembentukan Senyawa Kompleks antara Ion Logam Pb dengan Selulosa Rajawane, 2008
4.4. Isoterm Adsorpsi
