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 30C 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 30C 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.