Studi Perbandingan Penggunaan Kitosan Dan Amberjet 1200 Terhadap Penurunan Kadar Logam Tembaga Cu (II) Dengan Metode Spektrofotometri Serapan Atom
Jurnal Sains Kimia
Vol 7, No.2, 2003: 36-39
STUDI PERBANDINGAN PENGGUNAAN KITOSAN DAN
AMBERJET 1200 TERHADAP PENURUNAN KADAR
LOGAM TEMBAGA Cu (II) DENGAN METODE
SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM
Harry Agusnar
Jurusan Kimia FMIPA
Universitas Sumatera Utara
Jl. Bioteknologi No. 1 Kampus USU Medan
Abstrak
Penggunaan kitosan selaku biopolimer alam dan resin komersial penukar kation Amberjet 1200 selaku polimer
sintesis dapat dibandingkan dalan menurunkan kadar logam tembaga (Cu) dari larutan sampel standar
CuSO4.5H2O dalam ukuran 100 mesh partikel yang sama.
Proses penurunan kadar logam Cu ini dilakukan dengan memvariasikan waktu perendaman dan berat kotosan
dan Amberjet 1200 yang digunakan dalam kolom kaca. Setelah pengukuran dianalisis dengan Spektrofotomer
Serapan Atom. Kemampuan penyerapan kitosan lebih besar untuk menurunkan kadar logam Cu dibandingkan
Amberjet 1200 dan kondisi optimum diperoleh 98,84% untuk kitosan dan 96,05% untuk Amberjet 1200.
Kata Kunci: Kitosan, Amberjet 1200, Resin.
PENDAHULUAN
Kitosan merupakan biopolimer alam
yang dihasilkan dari kitin yang terdapat
pada penyusun cangkang kulit keras
udang, kepiting, serangga atau jamur.
Kitosan mempunyai sifat yang khas seperti
biokatalistik, biodegradasi dan tidak
beracun. (Muzzarelli, 1997)
Kitosan bersifat polielektrolit kationik
kuat yang berpotensi tinggi untuk
menyerap logam-logam yang berfungsi
sebagai agen pengkelat dan selanjutnya
membentuk komplek kitosan dengan
logam. (Robert G.A., 1992)
Menurut Tokura (1987), penggunaan
larutan kitosan untuk menyerap logam
berat harus terlebih dahulu disesuaikan pH
larutannya. Metode yang akan digunakan
dalam menanggulangi modul pencemaran
air limbah pada logam berat dengan
pengaturan pH larutan agar logam tersebut
mengendap, penambahan suatu zat
pengkomplek, penambahan zat penukar ion
yang bersifat kationik, adsorbsi, koagulasi
dan flukolasi. (Peter G., 1993)
Salah satu resin penukar ion komersial
seperti Amberjet 1200 sangat efektif dalan
pengumpulan sisa-sisa logam, karena
merupakan penukar ion asam kuat yang
bersifat kationik dengan suatu anion
polimerik berupa stirena-divinilbenzen
sulfonat dan kitosan aktif berupa Natrium
(Na+) yang dapat bertukar secara reversibel
dengan kation-kation lain dalam larutan
yang mengelilinginnya tanpa disertai
terjadinya perubahan fisika dan bersifat
komplek. (Flick, E. W., 1992)
36
Studi perbandingan penggunaan kitosan
(Harry Agusnar)
dianalisis dengan
Serapan Atom.
BAHAN DAN METODA
Spektrofotometr
Bahan
Kitosan, Amberjet 1200, CuSO4.5H2O,
Asam Asetat, NaOH.
Metoda
1. Penggunaan Kitosan pada Sampel
Standar
Kitosan dengan ukuran 100 mesh
ditimbang dengan variasi berat dan
dimasukkan ke dalam kolom kaca lalu
ditambahkan larutan sampel standar
Cu2+ dengan konsentrasi 10 ppm
volume 50 ml. Kemudian direndam
dengan variasi waktu lalu disaring.
Filtratnya diambil dan dibuat pH 3 lalu
2. Penggunaan Amberjet 1200 pada
Sampel Standar
Amberjet 1200 dengan ukuran 100
mesh ditimbang dengan variasi berat
dan dimasukkan ke dalam kolom kaca
lalu ditambahkan larutan sampel
standar Cu2+ dengan konsentrasi 10
ppm dalam volume 50 ml. Kemudian
direndam dengan variasi waktu lalu
disaring. Filtratnya diambil dan dibuat
pH 3 lalu dianalisis dengan
Spektrofotometer Serapan Atom.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Tabel 1. Data perbandingan persentase (%) penurunan kadar logam Cu2+ 10 ppm dengan penggunaan kitosan
dan amberjet 1200 1g dengan variasi waktu dalam kolom kaca
Waktu
(Menit)
5
[ ] awal Cu
(ppm)
10
[ ] akhir Cu
(ppm)
0,8378
Penggunaan Amberjet 1200
2+
Kadar Penurunan (%)
91,62
[ ] awal Cu
(ppm)
10
2+
[ ] akhir Cu2+
(ppm)
1,5097
Kadar Penurunan
(%)
84,90
10
10
0,6906
93,09
10
0,9473
90,53
15
10
0,1158
98,84
10
0,4263
95,84
20
10
0,2271
95,53
10
0,6906
93,09
30
10
0,5973
94,02
10
0,9793
90,02
Tabel 2.
Berat
(gram)
0,5
37
Penggunaan Kitosan
2+
Data perbandingan persentase (%) penurunan kadar logam Cu2+ 10 ppm dengan variasi berat
penggunaan kitosan dan amberjet 1200 selama 15 menit dalam kolom kaca
Penggunaan Kitosan
[ ] awal Cu
(ppm)
10
2+
[ ] akhir Cu
(ppm)
0,3281
Penggunaan Amberjet 1200
2+
Kadar Penurunan (%)
96,72
[ ] awal Cu
(ppm)
10
2+
[ ] akhir Cu2+
(ppm)
0,8766
Kadar Penurunan (%)
91,23
0,75
10
0,2184
97,81
10
0,5021
94,98
1
10
0,1158
98,84
10
0,4163
95,84
3
10
0,3112
96,88
10
0,2947
97,05
5
10
0,4364
95,64
10
0,4851
95,15
Jurnal Sains Kimia
Vol 7, No.2, 2003: 36-39
PEMBAHASAN
Penggunaan kitosan dan resin komersil
penukar kation Amberjet 1200 sebagai
padatan penurunan kadar logam tembaga (Cu)
telah dilakukan dari larutan standar
CuSO4.5H2O. Pengamatan penurunan kadar
logam Cu oleh kitosan yang diperoleh dengan
metode Alimuniar dan Zainuddin, R., dan
resin komersil Amberjet 1200 ini didasarkan
pada variasi selang waktu perendaman dalam
kolom kaca dan variasi berat kitosan dan
Amberjet 1200 yang digunakan dalan kolom
tersebut.
Kondisi optimum Amberjet 1200 dalam
menurunkan kadar logam Cu pada penelitian
ini adalan penggunaan Amberjet 1200 3g
dalan waktu perendaman 15 menit dimana
pada kondisi tersebut persentase (%)
penurunan kadar logam Cu mencapai 97,05%
seperti ditunjukkan pada Tabel 1 dan 2. Hasil
penurunan kadar logam Cu yang diperoleh
pada
kondisi
tersebut
dikarenakan
sejumlah/kapasitas logam Cu telah secara
tepat dan lengkap difiksasi (dilekatkan tetap)
pada badan/struktur resin Amberjet 1200,
dimana kation-kation bebas yang terdapat
pada Amberjet 1200, yakni kation-kation
Natrium (Na+) telah saling bertukar secara
sempurna dengan kation-kation lain dalam
larutan yang berkontak dengannya, yakni
kation logam tembaga (Cu2+) hingga telah
tercapai kondisi kejenuhan pertukar yang
maksimal.
Pada penelitian ini didapat hasil
penurunan kadar logam Cu kitosan lebih
besar dibanding resin komersil Amberjet
1200, hal ini disebabkan penurunan kadar
logam
Cu
dengan
cara
pengkelatan/pengikatan logam oleh kitosan
yang didukung oleh sifat hidrofilitas yang
tinggi dari sejumlah besar gugusan hidroksil.
Sejumlah besar gugusan amino primer
beraktifitas tinggi, dan struktur yang fleksibel
dari rantai polimer kitosan, terbukti lebih baik
dan lebih besar kapasitasnya dibanding
dengan penurunan kadar logam Cu oleh resin
penukar kationik Amberjet 1200 yang sekedar
mempertukarkan
kation-kation
aktifnya
dengan kation-kation dalam larutan yang
berkontak dengannya.
Penggunaan kitosan yang merupakan
biopolimer alam adalah sangat ramah
lingkungan
dibanding
resin
komersil
Amberjet 1200 yang merupakan polimer
sintetis. Sehingga, untuk masa yang akan
datang diharapkan bahwa kemampuan kitosan
efektif ini dapat dimanfaatkan untuk
menurunkan kadar logam-logam berat pada
air limbah industri.
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian diperoleh kondisi
waktu penyerapan optimum kitosan dan
Amberjet 1200 dalam kolom 15 menit,
sedangkan berat optimum penggunaan kitosan
1g dan Amberjet 3g. Pada kondisi optimum
tersebut, kitosan menurunkan kadar logam Cu
sebesar 98,84% sedangkan Amberjet 1200
sebesar 97,04%.
DAFTAR PUSTAKA
Muzzarelli, R. A. A., 2001, “The Chitin Handbook”.
Pergamon Press. Oxford.
Robert, G. A. F., 1992, “Chitin Chemstry”. Mc
Millan. Houndmills.
Hutahean, S. Ida, 2001, “Penggunaan Kitosan
Sebagai Penyerap Terhadap Logam Zinkum
(Zn2+) dan Logam Kromium (Cr2+) dengan
Metode Spektrofotometri Serapan Atom”.
Skripsi Jurusan Kimia FMIPA – USU Medan.
Peter, G. Martin, 1993, “Application and
Evironmental Aspects of Chitin and
Chitosan”, Universität Postdam. Germany.
Palar, H. 1999, “Pencemaran dan Toksikologin
Logam Berat”. PT. Rhineka Cipta. Jakarta.
Flick, W. Ernest. 1992, “Industrial Synthetic Resins
Handbooks”. 2nd ed. Interscience Publisher A
Division of Jhon Willey and Sons Inc., New
York.
Simatupang Lisnawati, 1999, “Studi Perbandingan
Penggunaan Kitosan Dan Kitin Sebagai
Bahan Penyerap Dalam Analisis Logam
Tembaga (Cu2+) Dengan Metode Pelarutan”.
Skripsi Jurusan Kimia FMIPA – USU Medan.
38
Studi perbandingan penggunaan kitosan
(Harry Agusnar)
Helfferich, G. Friedrich, 1995, “Ion Exchange”. Dover
Science Book. Hardcover. London.
Slater, M. J. 1991, “Principles of Ion Exchange
Technology”. Pergamon Press. Oxford.
Owen, L. Deans, 1995, “Practical Principles of Ion
Exchange Water Treatment”. Elsevier.
Amsterdam.
Hermawan, Dhanny, 2001, “Studi Perbandingan
Analisis Logam Tembaga dan Logam Besi
Dengan Menggunakan Arang Aktif Sekam
Kayu dan Arang Aktif Komersial Dengan
Metode Spektrofotometer Serapan Atom”.
Skripsi Jurusan Kimia. FMIPA USU. Medan.
Kirk, and Othmer (Eds), 1991, “Adsorption
Theoritical Encyclopedia of Chemical
Technology”, 2nd ed. Vol. I. Interscience
Publisher A Division of Jhon Willey and Sons
Inc. New York.
Khopkar, S. M., 1993, “Konsep Dasar Kimia
Analitik”. UI-Press. Jakarta.
Mulja Muhammad, 1995, “Analisis Instrument”.
Airlangga Press. Surabaya.
Haswel, S. J., 1991, “Atomic Absorbtion
Spectrometry,
Theory,
Design,
and
Applications”. Elsevier. New York.
39
Vol 7, No.2, 2003: 36-39
STUDI PERBANDINGAN PENGGUNAAN KITOSAN DAN
AMBERJET 1200 TERHADAP PENURUNAN KADAR
LOGAM TEMBAGA Cu (II) DENGAN METODE
SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM
Harry Agusnar
Jurusan Kimia FMIPA
Universitas Sumatera Utara
Jl. Bioteknologi No. 1 Kampus USU Medan
Abstrak
Penggunaan kitosan selaku biopolimer alam dan resin komersial penukar kation Amberjet 1200 selaku polimer
sintesis dapat dibandingkan dalan menurunkan kadar logam tembaga (Cu) dari larutan sampel standar
CuSO4.5H2O dalam ukuran 100 mesh partikel yang sama.
Proses penurunan kadar logam Cu ini dilakukan dengan memvariasikan waktu perendaman dan berat kotosan
dan Amberjet 1200 yang digunakan dalam kolom kaca. Setelah pengukuran dianalisis dengan Spektrofotomer
Serapan Atom. Kemampuan penyerapan kitosan lebih besar untuk menurunkan kadar logam Cu dibandingkan
Amberjet 1200 dan kondisi optimum diperoleh 98,84% untuk kitosan dan 96,05% untuk Amberjet 1200.
Kata Kunci: Kitosan, Amberjet 1200, Resin.
PENDAHULUAN
Kitosan merupakan biopolimer alam
yang dihasilkan dari kitin yang terdapat
pada penyusun cangkang kulit keras
udang, kepiting, serangga atau jamur.
Kitosan mempunyai sifat yang khas seperti
biokatalistik, biodegradasi dan tidak
beracun. (Muzzarelli, 1997)
Kitosan bersifat polielektrolit kationik
kuat yang berpotensi tinggi untuk
menyerap logam-logam yang berfungsi
sebagai agen pengkelat dan selanjutnya
membentuk komplek kitosan dengan
logam. (Robert G.A., 1992)
Menurut Tokura (1987), penggunaan
larutan kitosan untuk menyerap logam
berat harus terlebih dahulu disesuaikan pH
larutannya. Metode yang akan digunakan
dalam menanggulangi modul pencemaran
air limbah pada logam berat dengan
pengaturan pH larutan agar logam tersebut
mengendap, penambahan suatu zat
pengkomplek, penambahan zat penukar ion
yang bersifat kationik, adsorbsi, koagulasi
dan flukolasi. (Peter G., 1993)
Salah satu resin penukar ion komersial
seperti Amberjet 1200 sangat efektif dalan
pengumpulan sisa-sisa logam, karena
merupakan penukar ion asam kuat yang
bersifat kationik dengan suatu anion
polimerik berupa stirena-divinilbenzen
sulfonat dan kitosan aktif berupa Natrium
(Na+) yang dapat bertukar secara reversibel
dengan kation-kation lain dalam larutan
yang mengelilinginnya tanpa disertai
terjadinya perubahan fisika dan bersifat
komplek. (Flick, E. W., 1992)
36
Studi perbandingan penggunaan kitosan
(Harry Agusnar)
dianalisis dengan
Serapan Atom.
BAHAN DAN METODA
Spektrofotometr
Bahan
Kitosan, Amberjet 1200, CuSO4.5H2O,
Asam Asetat, NaOH.
Metoda
1. Penggunaan Kitosan pada Sampel
Standar
Kitosan dengan ukuran 100 mesh
ditimbang dengan variasi berat dan
dimasukkan ke dalam kolom kaca lalu
ditambahkan larutan sampel standar
Cu2+ dengan konsentrasi 10 ppm
volume 50 ml. Kemudian direndam
dengan variasi waktu lalu disaring.
Filtratnya diambil dan dibuat pH 3 lalu
2. Penggunaan Amberjet 1200 pada
Sampel Standar
Amberjet 1200 dengan ukuran 100
mesh ditimbang dengan variasi berat
dan dimasukkan ke dalam kolom kaca
lalu ditambahkan larutan sampel
standar Cu2+ dengan konsentrasi 10
ppm dalam volume 50 ml. Kemudian
direndam dengan variasi waktu lalu
disaring. Filtratnya diambil dan dibuat
pH 3 lalu dianalisis dengan
Spektrofotometer Serapan Atom.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Tabel 1. Data perbandingan persentase (%) penurunan kadar logam Cu2+ 10 ppm dengan penggunaan kitosan
dan amberjet 1200 1g dengan variasi waktu dalam kolom kaca
Waktu
(Menit)
5
[ ] awal Cu
(ppm)
10
[ ] akhir Cu
(ppm)
0,8378
Penggunaan Amberjet 1200
2+
Kadar Penurunan (%)
91,62
[ ] awal Cu
(ppm)
10
2+
[ ] akhir Cu2+
(ppm)
1,5097
Kadar Penurunan
(%)
84,90
10
10
0,6906
93,09
10
0,9473
90,53
15
10
0,1158
98,84
10
0,4263
95,84
20
10
0,2271
95,53
10
0,6906
93,09
30
10
0,5973
94,02
10
0,9793
90,02
Tabel 2.
Berat
(gram)
0,5
37
Penggunaan Kitosan
2+
Data perbandingan persentase (%) penurunan kadar logam Cu2+ 10 ppm dengan variasi berat
penggunaan kitosan dan amberjet 1200 selama 15 menit dalam kolom kaca
Penggunaan Kitosan
[ ] awal Cu
(ppm)
10
2+
[ ] akhir Cu
(ppm)
0,3281
Penggunaan Amberjet 1200
2+
Kadar Penurunan (%)
96,72
[ ] awal Cu
(ppm)
10
2+
[ ] akhir Cu2+
(ppm)
0,8766
Kadar Penurunan (%)
91,23
0,75
10
0,2184
97,81
10
0,5021
94,98
1
10
0,1158
98,84
10
0,4163
95,84
3
10
0,3112
96,88
10
0,2947
97,05
5
10
0,4364
95,64
10
0,4851
95,15
Jurnal Sains Kimia
Vol 7, No.2, 2003: 36-39
PEMBAHASAN
Penggunaan kitosan dan resin komersil
penukar kation Amberjet 1200 sebagai
padatan penurunan kadar logam tembaga (Cu)
telah dilakukan dari larutan standar
CuSO4.5H2O. Pengamatan penurunan kadar
logam Cu oleh kitosan yang diperoleh dengan
metode Alimuniar dan Zainuddin, R., dan
resin komersil Amberjet 1200 ini didasarkan
pada variasi selang waktu perendaman dalam
kolom kaca dan variasi berat kitosan dan
Amberjet 1200 yang digunakan dalan kolom
tersebut.
Kondisi optimum Amberjet 1200 dalam
menurunkan kadar logam Cu pada penelitian
ini adalan penggunaan Amberjet 1200 3g
dalan waktu perendaman 15 menit dimana
pada kondisi tersebut persentase (%)
penurunan kadar logam Cu mencapai 97,05%
seperti ditunjukkan pada Tabel 1 dan 2. Hasil
penurunan kadar logam Cu yang diperoleh
pada
kondisi
tersebut
dikarenakan
sejumlah/kapasitas logam Cu telah secara
tepat dan lengkap difiksasi (dilekatkan tetap)
pada badan/struktur resin Amberjet 1200,
dimana kation-kation bebas yang terdapat
pada Amberjet 1200, yakni kation-kation
Natrium (Na+) telah saling bertukar secara
sempurna dengan kation-kation lain dalam
larutan yang berkontak dengannya, yakni
kation logam tembaga (Cu2+) hingga telah
tercapai kondisi kejenuhan pertukar yang
maksimal.
Pada penelitian ini didapat hasil
penurunan kadar logam Cu kitosan lebih
besar dibanding resin komersil Amberjet
1200, hal ini disebabkan penurunan kadar
logam
Cu
dengan
cara
pengkelatan/pengikatan logam oleh kitosan
yang didukung oleh sifat hidrofilitas yang
tinggi dari sejumlah besar gugusan hidroksil.
Sejumlah besar gugusan amino primer
beraktifitas tinggi, dan struktur yang fleksibel
dari rantai polimer kitosan, terbukti lebih baik
dan lebih besar kapasitasnya dibanding
dengan penurunan kadar logam Cu oleh resin
penukar kationik Amberjet 1200 yang sekedar
mempertukarkan
kation-kation
aktifnya
dengan kation-kation dalam larutan yang
berkontak dengannya.
Penggunaan kitosan yang merupakan
biopolimer alam adalah sangat ramah
lingkungan
dibanding
resin
komersil
Amberjet 1200 yang merupakan polimer
sintetis. Sehingga, untuk masa yang akan
datang diharapkan bahwa kemampuan kitosan
efektif ini dapat dimanfaatkan untuk
menurunkan kadar logam-logam berat pada
air limbah industri.
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian diperoleh kondisi
waktu penyerapan optimum kitosan dan
Amberjet 1200 dalam kolom 15 menit,
sedangkan berat optimum penggunaan kitosan
1g dan Amberjet 3g. Pada kondisi optimum
tersebut, kitosan menurunkan kadar logam Cu
sebesar 98,84% sedangkan Amberjet 1200
sebesar 97,04%.
DAFTAR PUSTAKA
Muzzarelli, R. A. A., 2001, “The Chitin Handbook”.
Pergamon Press. Oxford.
Robert, G. A. F., 1992, “Chitin Chemstry”. Mc
Millan. Houndmills.
Hutahean, S. Ida, 2001, “Penggunaan Kitosan
Sebagai Penyerap Terhadap Logam Zinkum
(Zn2+) dan Logam Kromium (Cr2+) dengan
Metode Spektrofotometri Serapan Atom”.
Skripsi Jurusan Kimia FMIPA – USU Medan.
Peter, G. Martin, 1993, “Application and
Evironmental Aspects of Chitin and
Chitosan”, Universität Postdam. Germany.
Palar, H. 1999, “Pencemaran dan Toksikologin
Logam Berat”. PT. Rhineka Cipta. Jakarta.
Flick, W. Ernest. 1992, “Industrial Synthetic Resins
Handbooks”. 2nd ed. Interscience Publisher A
Division of Jhon Willey and Sons Inc., New
York.
Simatupang Lisnawati, 1999, “Studi Perbandingan
Penggunaan Kitosan Dan Kitin Sebagai
Bahan Penyerap Dalam Analisis Logam
Tembaga (Cu2+) Dengan Metode Pelarutan”.
Skripsi Jurusan Kimia FMIPA – USU Medan.
38
Studi perbandingan penggunaan kitosan
(Harry Agusnar)
Helfferich, G. Friedrich, 1995, “Ion Exchange”. Dover
Science Book. Hardcover. London.
Slater, M. J. 1991, “Principles of Ion Exchange
Technology”. Pergamon Press. Oxford.
Owen, L. Deans, 1995, “Practical Principles of Ion
Exchange Water Treatment”. Elsevier.
Amsterdam.
Hermawan, Dhanny, 2001, “Studi Perbandingan
Analisis Logam Tembaga dan Logam Besi
Dengan Menggunakan Arang Aktif Sekam
Kayu dan Arang Aktif Komersial Dengan
Metode Spektrofotometer Serapan Atom”.
Skripsi Jurusan Kimia. FMIPA USU. Medan.
Kirk, and Othmer (Eds), 1991, “Adsorption
Theoritical Encyclopedia of Chemical
Technology”, 2nd ed. Vol. I. Interscience
Publisher A Division of Jhon Willey and Sons
Inc. New York.
Khopkar, S. M., 1993, “Konsep Dasar Kimia
Analitik”. UI-Press. Jakarta.
Mulja Muhammad, 1995, “Analisis Instrument”.
Airlangga Press. Surabaya.
Haswel, S. J., 1991, “Atomic Absorbtion
Spectrometry,
Theory,
Design,
and
Applications”. Elsevier. New York.
39