Hasil dan Pembahasan Pengukuran spektrum serapan Toluidine

III. Hasil dan Pembahasan Pengukuran spektrum serapan Toluidine

blue

Pengukuran spektrum serapan Toluidine blue dengan spektrofotometer UV-Vis terhadap variasi konsentrasi menujukkan serapan maksimum Toluidine blue pada panjang gelombang 612 nm. Hasil spektrum serapan

pengaruh suhu sonolisis Toluidine

Gambar 3. Kurva

12 mg/L selama 40 konsentrasi dapat diamati pada Gambar 2.

blue pada

beberapa

variasi

Toluidine blue

menit terhadap persentase degradasi. Dari spektrum dapat dilihat bahwa kenaikan

Penurunan persentase degradasi Toluidine konsentrasi

pada suhu yang lebih tinggi terjadi kenaikan absorban serapan dari senyawa

blue

karena semakin cepatnya penggabungan Toluidine blue. Hal ini juga menunjukkan

radikal OH menjadi H 2 O 2 . Senyawa H 2 O 2 bahwa terdapat kelinearan dari serapan

mengurangi

radikal hidroksil yang senyawa Toluidine blue. mendegradasi Toluidine blue dengan reaksi

pembentukan peroksida. Di samping itu, pada suhu yang tinggi efek kavitasi dari ultrasonik menjadi lemah karena gelembung yang dihasilkan sangat kecil dan telah menguap dari larutan sebelum mengalami pertumbuhan dan akhirnya pecah karena iradiasi ultrasonik.

Reaksi pembentukan peroksida : 15

 H● + ●OH

H● + O 2  HO 2 ●  ●OH + ½ O 2

2●OH  H 2 O 2

Gambar 2. Spektrum serapan Toluidine blue pada

2HO 2 H 2 O 2 +O 2

variasi konsentrasi (a) = 8 mg/L, (b) =

10 mg/L, (c) = 12 mg/L, (d) = 14

Pengaruh Waktu Degradasi Toluidine Blue

mg/L, dan (e) = 16 mg/L.

secara Sonolisis, Fotolisis, dan Ozonolisis tanpa Penambahan Katalis

Pengaruh Suhu Pada Proses Sonolisis

Degradasi Toluidine blue dengan konsentrasi Pengaruh

12 mg/L sebanyak 20 mL secara sonolisis degradasi Toluidine blue 12 mg/L sebanyak

suhu terhadap

persentase

dilakukan pada suhu 30°C dan secara

20 mL dilakukan pada suhu 20°C, 25°C, 30°C, fotolisis selama 100 menit dengan interval 35°C, dan 40°C selama waktu iradiasi 40

waktu 20 menit, dan secara ozonolisis selama menit. Dari Gambar 3 terlihat bahwa suhu

60 menit dengan interval waktu 10 menit optimum degradasi Toluidine blue adalah tanpa penambahan katalis. Gambar 4

30°C, dimana setelah 40 menit sonolisis

Jurnal Kimia Unand (ISSN No. 2303-3401), Volume 4 Nomor 2, Mei 2015

degradasi Toluidine

menit, fotolisis selama 80 menit, dan bertambahnya waktu degradasi, karena

blue dengan

ozonolisis selama 40 menit. semakin banyak ·OH yang terbentuk untuk

Pengaruh berat katalis terhadap degradasi mendegradasi Toluidine blue.

Toluidine blue secara sonolisis, fotolisis, dan ozonolisis menunjukkan bahwa persentase

degradasi Toluidine blue meningkat dengan bertambahnya berat katalis ZnO/Zeolit. Kenaikan persentase degradasi ini dapat dikaitkan dengan luas permukaan dari katalis yang membantu memperbanyak

radikal OH 13 . Namun setelah batas tertentu (4,0 mg) terjadi penurunan persentase degradasi. Hal ini disebabkan karena terjadinya

kejenuhan larutan oleh ZnO/Zeolit yang mengakibatkan kenaikan Gambar 4. Kurva pengaruh waktu terhadap

pembacaan absorban dan mengakibatkan persentase degradasi Toluidine blue 12

penurunan persentase degradasi. Selain itu mg/L secara sonolisis pada suhu

30°C, secara fotolisis, dan ozonolisis dapat disebabkan karena pada konsentrasi

tanpa penambahan katalis yang lebih besar aktifitas fotokatalitik tidak maksimal. Dari Gambar 5 terlihat bahwa

Sonolisis Toluidine blue 12 mg/L pada suhu berat katalis optimum degradasi Toluidine 30C selama 100 menit tanpa penambahan

12 mg/L secara sonolisis, fotolisis, dan katalis

blue

ozonolisis adalah pada 4,0 mg dengan 15,09%. Secara fotolisis diperoleh persentase

diperoleh persentase

degradasi

persentase degradasi sebesar 49,56% secara degradasi sebesar 64,38% dengan waktu

sonolisis, 86,52% secara fotolisis dan 87,32% yang sama. Sedangkan secara ozonolisis

secara ozonolisis.

persentase degradasi

mencapai

selama 60 menit tanpa penambahan katalis.

Pengaruh

terhadap Degradasi Toluidine Blue secara Sonolisis, Fotolisis,

waktu

Pengaruh Berat Katalis ZnO/Zeolit terhadap

dengan penambahan Degradasi Toluidine Blue secara Sonolisis,

dan

Ozonolisis

ZnO/Zeolit

Fotolisis, dan Ozonolisis

Degradasi Toluidine blue dengan konsentrasi Pengaruh variasi berat katalis ZnO/Zeolit

12 mg/L sebanyak 20 mL secara sonolisis terhadap persentase degradasi Toluidine blue

dilakukan pada suhu 30°C dan secara

12 mg/L sebanyak 20 mL secara sonolisis fotolisis selama 100 menit dengan interval pada suhu 30°C, secara fotolisis, dan

waktu 20 menit, dan secara ozonolisis selama ozonolisis dapat dilihat pada Gambar 5.

60 menit dengan interval waktu 10 menit Pengaruh variasi berat katalis ZnO/Zeolit ini

dengan penambahan 4,0 mg ZnO/Zeolit. dilakukan dengan variasi berat 1,0; 2,0; 3,0;

Gambar 6 menunjukkan bahwa persentase 4,0; 5,0 dan 6,0 mg.

degradasi Toluidine blue meningkat dengan bertambahnya waktu degradasi. Peningkatan

persentase degradasi Toluidine blue dengan penambahan 4,0 mg ZnO/Zeolit terjadi karena adanya pembentukan radikal OH pada permukaan ZnO dan ditambah dengan adanya support dari zeolit sehingga radikal OH yang dihasilkan semakin banyak. Jumlah radikal OH yang semakin banyak akan mengakibatkan persentase degradasi Toluidine blue semakin meningkat. Dimana radikal OH tersebut menyerang ikatan pada senyawa-senyawa organik dalam media air,

Gambar 5. Kurva pengaruh berat ZnO/Zeolit sehingga senyawa organik tersebut yang terhadap

pada awalnya bersifat toxic menjadi ramah sonolisis pada suhu 30°C selama 40

persentase

degradasi

Toluidine blue

12 mg/L secara

lingkungan (menghasilkan CO 2 dan H 2 O).

Jurnal Kimia Unand (ISSN No. 2303-3401), Volume 4 Nomor 2, Mei 2015

Gambar 6. Kurva pengaruh waktu terhadap Gambar 7. Kurva pengaruh waktu terhadap persentase degradasi Toluidine blue 12

persentase degradasi Toluidine blue 12 mg/L secara sonolisis pada suhu

mg/L secara sonolisis, fotolisis, dan 30°C, secara fotolisis, dan ozonolisis

dengan penambahan dengan

katalis Zeolit

ZnO/Zeolit Tujuan penambahan katalis Zeolit ini yaitu

Sonolisis Toluidine blue 12 mg/L pada suhu

membandingkan pengaruh 30C selama 100 menit dengan penambahan

untuk

ZnO/Zeolit dengan Zeolit dalam membantu 4,0 mg ZnO/Zeolit diperoleh persentase

proses degradasi senyawa Toluidine blue. degradasi 91,15%. Secara fotolisis diperoleh

Zeolit persentase persentase degradasi sebesar 96,38% dengan

Pada

penambahan

degradasi yang didapatkan lebih besar waktu

dibandingkan ZnO karena zeolit merupakan ozonolisis persentase degradasi mencapai

yang sama.

Sedangkan

secara

katalis termal dan bersifat sebagai absorben. 96,78% selama 60 menit dengan penambahan

Pada proses degradasi Toluidine blue ini zeolit katalis ZnO/Zeolit. Perbedaan persentase

menyerap molekul-molekul zat warna dan degradasi antara tanpa penambahan katalis

kemungkinan tidak terjadi proses degradasi dan

karena hanya warna molekul dari Toluidine memperlihatkan

dengan penambahan

ZnO/Zeolit

keefektifan

ZnO/Zeolit

blue yang terserap.

sebagai katalis yang

berfungsi untuk

mempercepat proses degradasi Toluidine blue.

terhadap Degradasi Toluidine Blue secara Sonolisis, Fotolisis,

Pengaruh

waktu

Pengaruh waktu

dan Ozonolisis dengan penambahan ZnO Toluidine Blue secara Sonolisis, Fotolisis,

terhadap

Degradasi

Degradasi Toluidine blue 12 mg/L secara

dan Ozonolisis dengan penambahan Zeolit

sonolisis dilakukan pada suhu 30°C dan Degradasi Toluidine blue 12 mg/L secara

secara fotolisis selama 100 menit dengan sonolisis dilakukan pada suhu 30°C dan

interval waktu 20 menit, dan secara secara fotolisis selama 100 menit dengan

ozonolisis selama 60 menit dengan interval interval waktu 20 menit, dan secara

waktu 10 menit dengan penambahan 4,0 mg ozonolisis selama 60 menit dengan interval

ZnO. Pengaruh waktu degradasi dengan waktu 10 menit dengan penambahan 4,0 mg

penambahan ZnO dapat dilihat pada Zeolit. Pengaruh waktu degradasi dengan

Gambar 8.

penambahan Zeolit dapat dilihat pada

Gambar 7. Pada Gambar 8 memperlihatkan bahwa terjadi kenaikan persentase degradasi dengan

Pada Gambar 7 memperlihatkan bahwa bertambahnya waktu dengan adanya katalis terjadi kenaikan persentase degradasi dengan

ZnO. Secara sonolisis pada suhu 30°C bertambahnya waktu dengan adanya katalis

diperoleh persentase degradasi sebesar Zeolit. Secara sonolisis pada suhu 30°C

40,44% selama 100 menit. Secara fotolisis diperoleh persentase degradasi sebesar

yang sama diperoleh 81,69% selama 100 menit. Secara fotolisis

dengan

waktu

degradasi sebesar 85,91%. dengan

persentase

Sedangkan secara ozonolisis persentase persentase

waktu yang

sama

diperoleh

degradasi mencapai 80,68% selama 60 menit. Sedangkan secara ozonolisis persentase

degradasi mencapai 86,72% selama 60 menit.

Jurnal Kimia Unand (ISSN No. 2303-3401), Volume 4 Nomor 2, Mei 2015

Hal ini juga sesuai dengan persentase degradasi yang didapatkan, dimana setelah sonolisis didapatkan persentase degradasi sebesar 91,15%, setelah fotolisis sebesar 96,38% selama 100 menit, dan setelah ozonolisis mencapai 96,78% selama 60 menit. Penurunan absorban ini disebabkan karena terjadi proses mineralisasi terhadap senyawa Toluidine blue selama proses degradasi

Gambar 8. Kurva pengaruh waktu terhadap menjadi senyawa yang lebih sederhana dan persentase degradasi Toluidine blue 12

terjadi penurunan konsentrasi Toluidine blue mg/L secara sonolisis, fotolisis, dan

setelah didegradasi.

katalis ZnO Tujuan penambahan katalis ZnO ini untuk

membandingkan pengaruh

ZnO/Zeolit

dengan ZnO dalam membantu proses degradasi senyawa Toluidine blue. Dengan penambahan ZnO didapatkan persentase degradasi yang lebih kecil dibandingkan dengan penambahan Zeolit dan ZnO/Zeolit, tetapi masih lebih besar dari persentase degradasi tanpa penambahan katalis. Hal ini

disebabkan karena pada penambahan ZnO Gambar 9. Spektrum serapan Toluidine blue 12

terjadi penumpukan selama proses degradasi mg/L (a) sebelum degradasi, (b) tetapi terjadi proses mineralisasi.

setelah sonolisis pada suhu 30°C, (c) setelah fotolisis selama 100 menit, dan (d) setelah ozonolisis selama 60 menit

Analisis larutan sisa degradasi Toluidine

dengan

penambahan 4,0 mg

Blue secara Sonolisis,

Fotolisis

dan

ZnO/Zeolit

Ozonolisis menggunakan Spektrofotometer UV-Vis dan HPLC

Analisis larutan sisa degradasi dengan Analisis larutan sisa degradasi zat warna

menggunakan HPLC juga dilakukan pada Toluidine blue secara sonolisis, fotolisis, dan

kondisi optimum pendegradasian. Gambar ozonolisis dilakukan dengan menggunakan

10 memperlihatkan kromatogram hasil Spektrofotometer

degradasi Toluidine blue sebelum dan setelah Pengukuran spektrum serapan Toluidine blue

dideteksi dengan

12 mg/L dilakukan pada kondisi optimum

menggunakan HPLC.

pendegradasian. Pengukuran

dilakukan

dengan menggunakan Spektrofotometer UV- Dari Gambar 10 dapat dilihat bahwa puncak Vis pada panjang gelombang 300-700 nm.

kromatogram senyawa Toluidine blue muncul Gambar 9 memperlihatkan bahwa terjadi

pada waktu retensi 2,045 menit pada gambar penurunan puncak spektrum serapan setelah

(a). Selanjutnya setelah didegradasi dengan dilakukannya degradasi. Penurunan yang

metode sonolisis pada suhu 30°C selama 100 sangat nyata terjadi pada spektrum serapan

menit menggunakan katalis ZnO/Zeolit setelah degradasi secara ozonolisis. Hal ini

sebanyak 4,0 mg menunjukkan penurunan disebabkan karena energi yang dihasilkan

senyawa Toluidine blue dan membentuk dari metode ini lebih besar. Pada metode

puncak-puncak baru yang diasumsikan sonolisis menggunakan getaran ultrasonik

sebagai intermediet dari Toluidine blue yang dari alat ultrasonik dengan frekuensi 50 kHz,

gambar (b). Degradasi secara fotolisis menggunakan cahaya dari

terlihat

pada

menggunakan metode fotolisis selama 100 lampu UV dengan panjang gelombang 365

menit dengan penambahan 4,0 mg katalis nm, sedangkan secara ozonolisis digunakan

ZnO/Zeolit juga menunjukkan terjadinya

reaktor ozon untuk menghasilkan ozon (O 3 ).

penurunan puncak senyawa Toluidine blue

Jurnal Kimia Unand (ISSN No. 2303-3401), Volume 4 Nomor 2, Mei 2015

dan terbentuk puncak baru yang lebih Pada kromatogram setelah didegradasi banyak dibandingkan dengan setelah di

secara ozonolisis terlihat bahwa terjadi degradasi secara sonolisis yang terlihat pada

penurunan puncak senyawa Toluidine blue gambar

dan muncul puncak-puncak baru dengan menggunakan metode ozonolisis selama 60

(c). Begitu

juga

dengan

konsentrasi yang lebih tinggi dibandingkan menit

dengan setelah didegradasi secara fotolisis ZnO/Zeolit sebanyak 4,0 mg.

dengan menggunakan

katalis

yang terlihat pada gambar (d). Hal ini sesuai dengan

persentase

degradasi yang

didapatkan,

dimana

setelah ozonolisis

(a)

didapatkan persentase degradasi yang lebih besar dibandingkan setelah fotolisis dan sonolisis.