Kompetisi Adsorpsi Logam Berat Kadmium (Cd2+) dan Tembaga (Cu2+) dalam Larutan Biner Menggunakan Adsorben Batang Jagung (Zea mays)

LAMPIRAN A

DATA BAHAN BAKU

A.1 DATA KALIBRASI LARUTAN STANDAR HASIL ANALISIS AAS

Tabel A.1 Data Kalibrasi Larutan Standar

Konsentrasi (ppm)

Absorbansi Cd Cu

0.2000 0.1185 0.0314

0.4000 0.2242 0.0638

0.6000 0.3445 0.0946

0.8000 0.4514 0.1269

1.0000 0.5597 0.1584

Dari hasil plot antara adsorbansi versus konsentrasi, diperoleh persamaan linier untuk kedua logam. Persamaan ini nantinya akan digunakan untuk menentukan konsentrasi larutan hasil analisa AAS. Persamaan untuk masing-masing logam Cd2+ dan Cu2+ adalah sebagai berikut :

Abs. = (0,55480xConc.) + 0,00678 A.1

Abs. = (0,15855xConc.) + 0,00011 A.2

A.2 DATA ADSORBANSI DAN KONSENTRASI LARUTAN BINER

Berdasarkan pengaruh perubahan pH (3; 4,5; 6; 7,5; 9) dan perbandingan konsentrasi tetap Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm) terhadap waktu, dapat dilihat sebagai berikut :

Tabel A.2 Data Percobaan pada pH 3 dan Konsentrasi Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm)

Waktu

Cd Cu

Ads. Konsentrasi

Aktual Ads.

Konsentrasi Aktual

0 5.4067 29.1994 0.1549 29.3374 20 2.1498 11.5879 0.0934 17.6944 40 2.1364 11.5157 0.0921 17.4415 60 2.1234 11.4454 0.0908 17.1955 80 2.1249 11.4536 0.0892 16.9068 100 2.1101 11.3734 0.0881 16.6892 120 2.0929 11.2804 0.0888 16.8198

Tabel A.3 Data Percobaan pada pH 4,5 dan Konsentrasi Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm)

Waktu

Cd Cu

Ads. Konsentrasi

Aktual Ads.

Konsentrasi Aktual

0 5,6063 30,2784 0,1630 30,8628 20 1,9327 10,4142 0,0776 14,7039 40 1,9173 10,3307 0,0762 14,4327 60 1,9012 10,2441 0,0752 14,2403 80 1,8851 10,1568 0,0741 14,0385 100 1,8863 10,1630 0,0729 13,8209 120 1,8968 10,2201 0,0729 13,8147

Tabel A.4 Data Percobaan pada pH 6 dan Konsentrasi Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm)

Waktu

Cd Cu

Ads. Konsentrasi

Aktual Ads.

Konsentrasi Aktual

0 5.8006 31.3292 0.1669 31.6102 20 1.8445 9.9372 0.0757 14.3364 40 1.8229 9.8206 0.0744 14.1022 60 1.8008 9.7008 0.0731 13.8563 80 1.8023 9.7090 0.0716 13.5676 100 1.7815 9.5965 0.0711 13.4666 120 1.7811 9.5943 0.0711 13.4650

Tabel A.5 Data Percobaan pada pH 7,5 dan Konsentrasi Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm)

Waktu

Cd Cu

Ads. Konsentrasi

Aktual Ads.

Konsentrasi Aktual

0 5.6252 30.3806 0.1580 29.6169 20 1.7868 9.6253 0.0745 14.1082 40 1.7855 9.6180 0.0731 13.8553 60 1.7842 9.6110 0.0723 13.6968 80 1.7827 9.6028 0.0708 13.4095 100 1.7815 9.5966 0.0690 13.0847 120 1.7822 9.6003 0.0694 13.1584

Tabel A.6 Data Percobaan pada pH 9 dan Konsentrasi Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm)

Waktu

Cd Cu

Ads. Konsentrasi

Aktual Ads.

Konsentrasi Aktual

0 5.6421 30.4720 0.1606 30.4089 20 1.9029 10.2527 0.0748 14.1792 40 1.9015 10.2453 0.0734 13.9174 60 1.9002 10.2382 0.0721 13.6715 80 1.8988 10.2309 0.0708 13.4182 100 1.8977 10.2247 0.0696 13.1880 120 1.8982 10.2278 0.0702 13.3045

Berdasarkan pengaruh perbandingan konsentrasi Cd2+/Cu2+ ((20:40 ppm); (30:30 ppm) Tabel A.3; (40:20 ppm)) dan pH tetap 4,5 terhadap waktu, dapat dilihat sebagai berikut :

Tabel A.7 Data Percobaan pada pH 4,5 dan Konsentrasi Cd2+/Cu2+ (20:40 ppm)

Waktu

Cd Cu

Ads. Konsentrasi

Aktual Ads.

Konsentrasi Aktual

0 3,6117 19,4932 0,1987 37,6217 20 0,6684 3,5774 0,0957 18,1214 40 0,6671 3,5703 0,0944 17,8748 60 0,6658 3,5633 0,0931 17,6288 80 0,6639 3,5533 0,0909 17,2135 100 0,6646 3,5572 0,0916 17,3478 120 0,6637 3,5524 0,0910 17,2467

Tabel A.8 Data Percobaan pada pH 4,5 dan Konsentrasi Cd2+/Cu2+ (40:20 ppm)

Waktu

Cd Cu

Ads. Konsentrasi

Aktual Ads.

Konsentrasi Aktual

0 7,5559 40,8205 0,1020 19,3163 20 2,4831 13,3904 0,0486 9,2221 40 2,4818 13,3833 0,0473 8,9755 60 2,4805 13,3763 0,0460 8,7296 80 2,4783 13,3644 0,0438 8,3142 100 2,4790 13,3683 0,0445 8,4486 120 2,4785 13,3654 0,0440 8,3475

Tabel A.9 Hubungan Antara Kapasitas Adsorpsi, q (%), Terhadap Waktu (t) pada Berbagai Variasi pH Berdasarkan Perbandingan Konsentrasi Tetap Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm)

Waktu, t (min)

Kapasitas Adsorpsi, q (%)

3 4,5 6 7,5 9

Cd Cu Total Cd Cu Total Cd Cu Total Cd Cu Total Cd Cu Total

0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 20 30,09 19,89 49,98 32,49 26,43 58,92 33,99 27,45 61,43 34,59 25,85 60,44 33,21 26,66 59,87 40 30,21 20,32 50,53 32,63 26,87 59,50 34,17 27,82 61,99 34,61 26,27 60,88 33,22 27,09 60,31 60 30,33 20,74 51,07 32,77 27,19 59,95 34,36 28,21 62,57 34,62 26,53 61,15 33,23 27,49 60,73 80 30,32 21,24 51,55 32,91 27,52 60,43 34,35 28,67 63,02 34,63 27,01 61,64 33,25 27,91 61,16 100 30,45 21,61 52,06 32,90 27,87 60,77 34,53 28,83 63,36 34,64 27,55 62,20 33,26 28,29 61,54 120 30,61 21,38 52,00 32,81 27,88 60,69 34,53 28,83 63,36 34,64 27,43 62,07 33,25 28,09 61,35

Tabel A.10Hubungan Antara Kapasitas Adsorpsi, q (%), Terhadap Waktu (t) pada Berbagai Perbandingan Konsentrasi dan pH Tetap 4,5.

Time (min)

Analisis Perandingan Konsentrasi (Cd//Cu) (ppm)

20:40 30:30 40:20

Cd Cu Total Cd Cu Total Cd Cu Total

0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 20 27,87 34,14 62,01 32,49 26,43 58,92 45,61 16,79 62,40 40 27,88 34,57 62,45 32,63 26,87 59,50 45,61 17,20 62,81 60 27,89 35,00 62,90 32,77 27,19 59,95 45,61 17,60 63,22 80 27,91 35,73 63,64 32,91 27,52 60,43 45,61 18,30 63,91 100 27,90 35,50 63,40 32,90 27,87 60,77 45,61 18,07 63,68 120 27,91 35,67 63,58 32,81 27,88 60,69 45,61 18,24 63,85

LAMPIRAN B

CONTOH PERHITUNGAN

B.1 PEMBUATAN LARUTAN BINER (STOCK SOLUTION)

Contoh pembuatan larutan biner dari (Cd(CH3COO)2.2H2O) dan CuSO4

dengan kondisi sebagai berikut :

Konsentrasi Cd2+/Cu2+ : (30:30) ppm

pH : 4,5

Volume : 4 liter

Mr. Cd(CH3COO)2.2H2O : 266.529 g/mol

Mr. CuSO4 : 159.609 g/mol

Ar. Cd : 112.411 g/mol

Ar. Cu : 63,546 g/mol

Untuk membuat larutan Cd2+/Cu2+ 30:30 ppm maka diperlukan massa masing-masing senyawa sebesar :

Massa Cd (30 mg/L), m = 30 mg x 4 Liter m = 120 mg

Massa Cd(CH3COO)2.2H2O yang diperlukan,

= � � �

= ,_, m2 = 284,4467 mg

m2 = 0,2845 g

Massa Cu (30 mg/L), m = 30 mg x 4 Liter m = 120 mg

= _�� �

= ,_. m2 = 301,4049 mg

m2 = 0,3014 g

Maka, larutkan 0,2845 g Cd(CH3COO)2.2H2O dan 0,3014 g CuSO4 dengan

akuades hingga volume larutan mencapai 4 liter.

B.2 PERHITUNGAN KAPASITAS ADSORPSI

Untuk pH 4,5 dan konsentrasi larutan 30:30 ppm (Konsentrasi Cd aktual, C0

= 30,2784), pada waktu t = 20 menit diperoleh konsentrasi Ct = 10,4142 mg/L dengan volume sampel = 100 mL. Sehingga dapat dihitung kapasitas adsorpsi Cd dengan persamaan sebagai berikut :

q = C − C V_m ad

q = , − , _g mg/L . , L

LAMPIRAN C

DOKUMENTASI PERCOBAAN

C.1 SAMPEL DAN BAHAN BAKU

Gambar 4.8 Tanaman Jagung yang Akan Digunakan Sebagai Adsorben

Gambar 4.10 Pemotongan dan Pembersihan Batang Jagung

Gambar 4.12 Adsorben Batang Jagung 70 Mesh

C.2 EKSPERIMEN

Gambar 4.14 Larutan (Stock Solution)

Gambar 4.16 Larutan Multi-Sistem (Sampling)

DAFTAR PUSTAKA

1 Asghari, Alireza., Mohammadi, Bahram. (2013). Nano-alumina coated with sodium dodecyl sulfate and modified with 4-(2-Pyridylazo) resorcinol for extraction of heavy metals in different matrixes. Journal of Industrial and Engineering Chemistry.

2 Sangiumsak, Noppadol., Punrattanasin, Pongsakorn. (2014). Adsorption behavior of heavy metal on varios soil. Pol. J. Environ. Stud. 23(3), 853-865. 3 Kampalanonwat, Pimolpun., Supaphol, Pitt. (2014). The study of competitive

adsorption of heavy metal ions from aqueous solution by aminated polyacry ionitrile nanofiber mats. 11th Eco-Energy and Materials Science and Engineering (11th EMSES). 56, 142-151.

4 Izabel, O.M., et al. (2014). Study of electroflotation method for threatment of wastewater from washing soil contaminated by heavy metals. Journal of Materials Reserch and Technology.

5 Liu, Wen., et al. (2013). Adsorption of Pb2+, Cd2+, Cu2+ and Cr2+ onto titanate nanotubes: Competition and effect of inorganic ions. Science of the Total Environment. 456-457, 171-180.

6 Naushad, M. (2014). Surfactant assisted nano-composite cation exchanger: Development,characterization and applications for the removal of toxic Pb2+ from aqueous medium. Chemical Engineering Journal. 235, 100-108.

7 Singhal, Shailey., et al. (2014). Bio-adsorbent: a cost-effective method for effluent treatment. International Journal of Environmental Science and Research. 3 (1), 151-156.

8 Akpomie, K.G., Dawodu, F.A. (2015). Treatment of an automobile effluent from heavy metals contamination by an eco-friendly montmorillonite. Journal of Advanced Research.

9 Darmayanti, Rahman, Nurdin., Supriadi. (2012). Adsorption of Plumbum (Pb) and Zinc (Zn) From Its The Solution by Using Biological Charcoal (Biocharcoal) of Kepok Banana Peel by pH and Contact Time Variation. Journal Akademi Kimia. 4, ISSN: 2302-6030: 159-165.

10 Liu, Haibin., et al. (2013). Competitive adsorption of Cd(II), Zn(II), and Ni(II) from their binari and ternary acidic systems using tourmaline. Journal of Environmental Management. 128, 727-734.

11 Mahmoudkhani, R., et al. (2014). Copper, cadmium and ferrous removal by membrane bioreactor. Procedia APCBEE. 10, 79-83.

12 Fonseca, B., et al. (2011). Mobility of Cr, Pb, Cd, Cu, Zn in a loamy sand soil: a comparative study. Geoderma. 164, 232-237.

13 Hossain, M.A., et al. (2014). Competitive adsorption of metals on cabbage waste from multi-metal solutions. Bioresource Technology. 160, 79-88. 14 Karnib, Mona., et al. (2014). Heavy metals removal using activated carbon,

silica and silica activated carbon composite. Energy Procedia. 50,113-120. 15 Vafakhah, S., Bahrololoom, M.E., Bazarganlari, R., Saeedikhani, M. (2014).

Removal of copper ions from electroplating effluent solutions with native corn cob and corn stalk and chemically modified corn stalk. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2, 356-361.

16 Abid, I.G., Ayadi, M.T. (2011). Competitive adsorption of heavy metals on local landfill clay. Arabian Journal of Chemical.

17 Arshadi, M., Amiri, M.J., Mousavi. (2014). Kinetic, equilibrium and thermodinamic investigations of Ni(II), Cd(II), Cu(II) and Co(II) adsorption on barley straw ash. Water Resources and Industry. 6, 1-17.

18 Mori, Masanobu., et al. (2013). Adsorptivity of heavy metals CuII, CdII, and PbII on woodchip-mixed porous mortar. Chemical Engineering Journal. 215-216, 202-208..

19 Montoya, V.H., et al. (2013). Competitive adsoption of dyes and heavy metals on zeolitic structures. Journal of Environmental Management. 116, 213-221.

20 Miao, Yawen., Zhang, G. (2012). Study about characteristics of FTIR for corn stalk surface with KH-560 treatment. Energy Procedia. 16, 1135-1140. 21 Song, Wen., dkk. (2015). High-capacity adsorption of dissolved hexavalent

chromium using amine functionalized magnetic corn stalk composites. Bioresource Technology.

22 Qinghai, H., et al. (2014). Predicting heavy metals adsorption edges and adsorption isoterms on MnO2 with the parameters determined from langmuir

kinetics. Journal of Environmental Sciences.

23 Liuchun, Z., et al. (2010). Removal of cadmium(II) from aqueous solution by corn stalk graft copolymers. Bioresource Technology. 101, 5820-5826.

24 Liuchun, Z., Zhi, D., Xiaoyun, Y., Hui, Z. (2010). Equilibrium and kinetic studies of adsorption of Cd (II) from aqueous solution using modified corn stalk. Journal of Hazardous Material. 176, 650-656.

25 Chen, Suhong., et al. (2011). Removal of Cr(VI) from aqueous solution using modified corn stalks: Characteristic, equilibrium, kinetic and thermodinamic study. Chemical Engineering Journal. 168, 909-917.

26 Cheng, W., et al. (2008). Removal of malachite green (MG) from aqueous solutions by native and heat-treatedanaerobic granular sludge. Biochemical Engineering Journal. 39, 538-546.

27 Al-Degs, Y.S., et al. (2006). Sorption of Zn(II), Pb(II), and Co(II) using natural sorbents: equilibrium and kinetic studies. Water Research. 40, 2645-2658.

28 Sen, T.K., Gomez, D. (2011). Adsorption of zinc (Zn2+) from aqueous solution on natural bentonite. Desalination. 267, 286-294.

29 Igwe, J.C., Ogunewe, D.N., Abia, A.A. (2005). Competitive adsorption of Zn(II), Cd(II), and Pb(II) ions from aqueous and non-aqueous solution by maize cob and husk. Afrika Journal Biotechnology. 4, 1113-1116.

30 Zheng, L.Z., Dang, X. Yi, Zhang, H. (2010). Equilibrium and kinetic studies of adsorption of Cd(II) from aqueous solution using modified corn stalk. Journal Hazard. 176: 650–656.

31 Zhang, Y.A.E., Ghaly, B.Li. (2012). Physical properties of corn residues. Am. J. Biochem. Biotechnol. 8: 44–53.

32 Kent, S.K. (2002). Adsorbent Selection. Adsorbent Research, Inc. Dublin, Ohio 43016.

33 Perry, R.H., Green, D.W., James, O.M. (1999). Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. Seventh Edition. Universit of Kansas. McGraw-Hill: New York.

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 BAHAN DAN PERALATAN ANALISIS

Bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah batang jagung sebagai adsorben, diperoleh dari pertanian jagung di kota Medan, Indonesia. kadmium asetat (Cd(CH3COO)2.2H2O) sebagai sumber kadmium (Cd2+), tembaga

(II) Sulfat (CuSO4) sebagai sumber tembaga (Cu2+), asam klorida (HCl) dan

natrium hidroksida (NaOH) sebagai pengatur pH, air (H2O) sebagai pelarut.

Sedangkan peralatan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) yang berfungsi untuk mengukur konsentrasi larutan.

3.2 PROSEDUR PERCOBAAN 3.2.1 Prosedur Pembuatan Larutan

Sebelum melakukan eksperimen penelitian, salah satu hal yang perlu dipersiapkan adalah persediaan larutan. Pelarut disediakan sebanyak 5 liter dengan pH terkontrol (pH = 4,5) yang digunakan untuk melarutkan logam Cd2+ dan Cu2+ yaitu (20:40) ppm, (30:30) ppm, dan (40:20) ppm membentuk larutan biner. Selain itu, larutan asam dan basa disediakan juga yang berfungsi untuk mengatur keasaman (pH) larutan logam yaitu larutan 0,1 M HCl dan 0,1 M NaOH untuk digunakan pada pH 3; 6; 7,5; 9.

3.2.2 Prosedur Preparasi Batang Jagung (Pembuatan Bio-adsorben)

Batang jagung yang telah selesai dipanen, dibersihkan dari pengotor dan komponen lainnya seperti daun ataupun akar yang menempel pada batang, kemudian batang jagung dicuci dengan air bersih. Batang jagung kemudian dihaluskan menggunakan ball mill dengan ukuran seragam (70 mesh). Kemudian dicuci dengan air deionisasi sebanyak 3-4 kali hingga pH air pencuci kembali normal dan dikeringkan dalam oven pada 55oC sampai berat konstan.

Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Larutan Logam (biner)

Disediakan pelarut sebanyak 5 L dengan pH terkontrol (pH = 4,5)

Diaduk rata hingga padatan melarut

Disimpan dalam botol reagen steril yang telah disediakan

Selesai Mulai

Cd(ChH3COO)2.2H2O dan CuSO4 dilarutkan sesuaii konsentrasi yang diinginkan.

Ya

Tidak Apakah ada larutan

3.2.3 Prosedur Batch Adsorpsi

a) Pengaruh pH Larutan

Adsorpsi logam berat jika ditinjau berdasarkan pengaruh pH dilakukan dengan menyediakan larutan logam Cd2+ dan Cu2+ dengan konsentrasi (30:30 ppm) sebanyak 100 mL pada variasi pH 3; 4,5; 6; 7,5; 9 (pelarut diambil dari persediaan larutan yang telah dikontrol pHnya). Untuk mengatur keasaman digunakan larutan 0,1 M HCl dan 0,1 M NaOH. Sebanyak 1 g bio-adsorben 70 mesh dikombinasikan dengan larutan. Sistem tersebut kemudian diaduk dengan kecepatan 220 rpm selama 120 menit pada suhu ruang (20oC). Setiap 15 menit sampel diambil sebanyak 2 mL untuk keperluan analisis. Pengaruh perubahan volume pada sistem akibat pengambilan sampel diabaikan karena konsentrasi larutan yang sangat rendah dinilai tidak berpengaruh pada perubahan volume.

Gambar 3.2 Flowchart Preparasi Batang Jagung Batang jagung dibersihkan dari pengotor dan dicuci

dengan air bersih

dicuci dengan air deionisasi sebanyak 3-4 kali

dikeringkan dalam oven pada 55oC sampai berat konstan

Selesai Mulai

Batang jagung dipotong-potong dengan ukuran seragam

b) Isotermal Kompetisi Adsorpsi Berdasarkan Perbedaan Konsentrasi Isotermal kompetisi adsorpsi dilakukan dengan menyediakan larutan logam biner yaitu Cd2+ dan Cu2+ dengan variasi konsentrasi (20;40) ppm, (30;30) ppm, dan (40;20) ppm pada pH 4,5 (pelarut diambil dari persediaan larutan yang telah dikontrol pHnya). Untuk mengatur keasaman digunakan larutan 0,1 HCl dan 0,1 M NaOH. Sebanyak 1 g bio-adsorben 70 mesh dikombinasikan dengan 100 mL larutan logam berat. Sistem tersebut kemudian diaduk dengan kecepatan 50 rpm selama 120 menit pada suhu ruang (20oC). Setiap 15 menit sampel diambil sebanyak 2 mL untuk

Selesai

Ya

Tidak

Gambar 3.3 Flowchart Analisis Pengaruh pH Apakah ada variasi

pH lainnya? Mulai

Diambil larutan sebanyak 100 mL dari persediaan larutan dan pH larutan (3; 4,5 ; 6; 7,5; 9) dikondisikan sesuai dengan variabel yang

telah ditentukan dengan konsentrasi logam (30:30) ppm.

Eksperimen dilakukan sesaat setelah bio-adsorben berada di dalam campuran dan dilakukan pengadukan dengan kecepatan 50 rpm.

Sampel diambil sebanyak 2 ml setiap 15 menit selama 120 menit untuk dianalisis

Bio-adsorben ditimbang sebanyak 1 g dan dikombinasikan dengan larutan.

keperluan analisis. Pengaruh perubahan volume pada sistem akibat pengambilan sampel diabaikan karena konsentrasi larutan yang sangat rendah dinilai tidak berpengaruh pada perubahan volume.

3.3 PROSEDUR ANALISIS

Untuk menentukan dan melihat konsentrasi Cd2+ dan Cu2+ pada larutan biner, maka setiap sampel yang diuji, dianalisis menggunakan Atomic Adsorption Spectrofotometri (AAS). Perbedaan konsentrasi logam Cd2+ dan Cu2+ mula-mula atau sebelum dan sesudah perlakuan merupakan jumlah ion logam Cd2+ dan Cu2+ yang terserap adsorben. Kemudian dari data tersebut, akan dicari kinetika adsorpsi dan karakteristik difusi ion pada adsorben.

Selesai

Ya

Tidak

Gambar 3.4 Flowchart Analisis Pengaruh Konsentrasi Apakah ada variasi

konsentrasi lainnya?

Mulai

Larutan diambil sebanyak 100 mL, pH 4,5 dan dikombinasikan dengan logam sesuai konsentrasi yang diinginkan.

Eksperimen dilakukan sesaat setelah bio-adsorben berada di dalam campuran dan dilakukan pengadukan dengan kecepatan 50 rpm.

Sampel diambil sebanyak 2 ml setiap 15 menit selama 120 menit untuk dianalisis

Bio-adsorben dengan ukuran partikel 70 mesh ditimbang sebanyak 1 g dan dikombinasikan dengan larutan.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 PENGARUH WAKTU TERHADAP KAPASITAS ADSORPSI

Waktu adsorpsi adalah salah satu parameter proses terjadinya adsorpsi karena waktu merupakan faktor yang dapat merefleksikan kinetika suatu adsorben dalam berinteraksi dengan adsorbat. Waktu juga dapat dijadikan sebagai indikator untuk menentukan tingkat keefisienan penggunaan adsorben. Oleh sebab itu, perlu dilakukan analisis untuk menetukan waktu optimum yang dibutuhkan dalam proses adsorpsi.

Pengaruh waktu kontak terhadap kapasitas adsorpsi dalam kompetisi adsorpsi larutan biner Cd2+/Cu2+ untuk perbandingan konsentrasi dan variasi pH tertentu, dapat dilihat dalam Tabel A.9 dan Tabel A.10 (pada lampiran), dan pada Gambar 4.1. Hubungan laju adsorpsi (%) terhadap waktu (t) dapat direfleksikan oleh Persamaan berikut :

= − � (4.1)

� = − � (4.2)

�% = − . % (4.3)

Keterangan:

qe = massa logam teradsorpsi pada kesetimbangan (mg/g)

qe = massa logam teradsorpsi pada waktu t (mg/g)

R% = Persentasi penghapusan logam (%) C0 = konsentrasi logam awal (mg/L)

Ct = konsentrasi pada waktu t (mg/L)

Ce = konsentrasi kesetimbangan (mg/L)

V = volume larutan (L)

mads = massa adsorben (g)

Data dalam Gambar 4.1 menyatakan bahwa lama kontak mempengaruhi kedua logam Cd2+ dan Cu2+ teradsorpsi oleh batang jagung. Berdasarkan hasil analisis, secara umum dapat dilihat perubahan kapasitas (konsentrasi terserap)

adsorpsi terbesar terjadi pada 20 menit pertama dalam proses adsorpsi. Setelah beberapa waktu, perubahan kapasitas adsorpsi cenderung konstan untuk seluruh logam yang diadsorpsi dalam larutan. Peristiwa ini berlaku untuk semua kondisi, baik berdasarkan perubahan pH dan konsentrasi tetap, atau pada pH tetap dan konsentrasi berubah.

Gambar 4.1 Kapasitas Adsorpsi Logam Cd2+/Cu2+ pada pH 4,5 dan Konsentrasi Logam Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm)

Sebagai contoh dari Tabel A.9 berdasarkan variasi pH dan konsentrasi tetap (30:30) ppm dapat diamati untuk kapasitas total, pada pH 3 mengalami peningkatan yang cukup besar pada selang waktu t0 = 0 menit hingga t1 = 20

menit yaitu dari q0 = 0% menjadi q1 = 49,98%. Setelah menit berikutnya, yaitu t2

= 40 menit hanya memiliki sedikit perubahan yaitu diperoleh q2 = 50,53 %.

Hingga dicapai kesetimbangan pada t6 = 120 menit dengan nilai q6 = 52,00%.

Pada pH 4,5, kapasitas total mengalami peningkatan yang cukup besar pada selang waktu t0 = 0 menit hingga t1 = 20 menit yaitu dari q0 = 0% menjadi q1 =

58,92 %. Setelah menit berikutnya, yaitu t2 = 40 menit hanya memiliki sedikit

perubahan yaitu diperoleh q2 = 59,50 %. Hingga dicapai kesetimbangan pada t6 =

120 menit dengan nilai q6 = 60,69%. Pada pH 6,0, kapasitas total mengalami

peningkatan yang cukup besar pada selang waktu t0 = 0 menit hingga t1 = 20

menit yaitu dari q0 = 0% menjadi q1 = 61,43 %. Setelah menit berikutnya, yaitu t2

= 40 menit hanya memiliki sedikit perubahan yaitu diperoleh q2 = 61,99 %.

0 10 20 30 40 50 60 70

0 20 40 60 80 100 120 140

R

(

%

)

Waktu (Menit)

Cd Cu Total

Hingga dicapai kesetimbangan pada t6 = 120 menit dengan nilai q6 = 63,36%.

Pada pH 7,5, kapasitas total mengalami peningkatan yang cukup besar pada selang waktu t0 = 0 menit hingga t1 = 20 menit yaitu dari q0 = 0% menjadi q1 =

60,44 %. Setelah menit berikutnya, yaitu t2 = 40 menit hanya memiliki sedikit

perubahan yaitu diperoleh q2 = 60,88 %. Hingga dicapai kesetimbangan pada t6 =

120 menit dengan nilai q6 = 62,07 %. Pada pH 9,0, kapasitas total mengalami

peningkatan yang cukup besar pada selang waktu t0 = 0 menit hingga t1 = 20

menit yaitu dari q0 = 0% menjadi q1 = 59,87 %. Setelah menit berikutnya, yaitu t2

= 40 menit hanya memiliki sedikit perubahan yaitu diperoleh q2 = 60,31 %.

Hingga dicapai kesetimbangan pada t6 = 120 menit dengan nilai q6 = 61,35 %.

Jika ditinjau berdasarkan perbandingan konsentrasi logam Cd2+/Cu2+ pada pH tetap (Tabel A.10), maka diperoleh pada konsentrasi logam Cd2+/Cu2+ (20:40) ppm, kapasitas total mengalami peningkatan yang cukup besar pada selang waktu t0 = 0 menit hingga t1 = 20 menit yaitu dari q0 = 0% menjadi q1 = 62,01 %. Setelah

menit berikutnya, yaitu t2 = 40 menit hanya memiliki sedikit perubahan yaitu

diperoleh q2 = 62,45 %. Hingga dicapai kesetimbangan pada t6 = 120 menit

dengan nilai q6 = 63,58 %. Pada konsentrasi logam Cd2+/Cu2+ (30:30) ppm,

kapasitas total mengalami peningkatan yang cukup besar pada selang waktu t0 = 0

menit hingga t1 = 20 menit yaitu dari q0 = 0% menjadi q1 = 58,92 %. Setelah

menit berikutnya, yaitu t2 = 40 menit hanya memiliki sedikit perubahan yaitu

diperoleh q2 = 59,50%. Hingga dicapai kesetimbangan pada t6 = 120 menit dengan

nilai q6 = 60,69 %. Pada konsentrasi logam Cd2+/Cu2+ (40:20) ppm, kapasitas total

mengalami peningkatan yang cukup besar pada selang waktu t0 = 0 menit hingga

t1 = 20 menit yaitu dari q0 = 0% menjadi q1 = 62,40 %. Setelah menit berikutnya,

yaitu t2 = 40 menit hanya memiliki sedikit perubahan yaitu diperoleh q2 = 62,81

%. Hingga dicapai kesetimbangan pada t6 = 120 menit dengan nilai q6 = 63,85 %.

Dari hasil analisis yang dilakukan, pengaruh kapasitas adsorpsi terhadap waktu cenderung memiliki bentuk atau model yang sama, baik berdasarkan variasi pH, maupun perbandingan konsentrasi logam yang berbeda-beda. Salah satu yang mempengaruhi laju adsorpsi (perubahan kapasitas adsorpsi) adalah permukaan adsorben. Pada waktu awal proses adsorpsi, permukaan adsorben masih terbebas dari ikatan ion logam. Peluang ion logam untuk berinteraksi

dengan permukaan adsorben masih sangat besar sehingga perubahan kapasitas adsorpsi pada waktu awal ditemukan cukup besar. Namun, seiring bertambahnya waktu, perubahan kapasitas tersebut akan menurun. Hal ini diduga karena situs aktif pada adsorben batang jagung telah jenuh oleh ion logam dimana pada waktu 20 menit tersebut proses adsorpsi sudah mulai mencapai kesetimbangan sehingga peluang untuk terjadinya ikatan antara kedua logam Cd2+ dan Cu2+ pada permukaan atau pori-pori adsorben menjadi kecil, karena setelah tercapainya kesetimbangan adsorpsi, akan mengalami kestabilan persentasi penyerapan. Hal ini disebabkan sudah terpenuhinya gugus aktif permukaan adsorben. Hal ini sependapat dengan penelitian yang dilakukan oleh S. Vafakhah (2014), dimana peningkatan kapasitas adsorpsi berlangsung cepat pada waktu awal proses adsorpsi dan memiliki laju adsorpsi maksimum pada waktu 20 menit pertama.

Adsorben batang jagung memiliki pori-pori yang cukup besar dan banyak sehingga interaksi logam terhadap adsorben memiliki peluang yang cukup besar dan tidak memerlukan waktu yang lama dalam proses adsorpsi. Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya, porositas batang jagung mencapai 58,51% dan memiliki diameter pori sekitar ±50 µm [15]. Jika dibandingkan dengan karbon aktif, karbon aktif memiliki diameter pori sekitar 0,6 µm [32]. Ini menunjukkan bahwa batang jagung memiliki diameter pori yang cukup besar jika dibandingkan dengan adsorben lainnya. Sehingga proses adsorpsi dalam menuju kesetimbangan berlangsung cepat, karena semakin besar ukuran diameter pori suatu adsorben, maka semakin cepat proses adsorpsi berlangsung. Ini mengindikasikan bahwa batang jagung sangat efektif untuk menyerap logam, karena tidak memerlukan waktu kontak yang lama. Hasil analisis ini, mendukung penelitian yang dilakukan oleh Liuchun Zeng (2010), Suhong Chen (2011) dan S. Vafakhah (2014) dimana mereka berpendapat bahwa proses adsorpsi selalu berlangsung cepat pada waktu awal adsorpsi dan seiring bertambahnya waktu perubahan konsentrasi terserap (kapasitas) akan semakin lambat hingga mencapai kesetimbangan.

4.2 PENGARUH pH DAN KONSENTRASI LARUTAN

4.2.1 Pengaruh Perubahan pH Terhadap Kapasitas Adsorpsi pada Konsentrasi Tetap

Untuk mengevaluasi pengaruh pH pada kompetisi adsorpsi dari ion Cd2+ dan Cu2+ dari larutan biner, dilihat pada pH 3; 4,5; 6; 7,5 dan 9. Pemilihan pH tersebut dilakukan untuk menghindari pengendapan logam berdasarkan konstanta kelarutan masing-masing logam [10]. Studi tentang pengaruh pH larutan dibuat dalam kondisi yang sama untuk konsentrasi Cd2+ dan Cu2+ yaitu 30:30 ppm. Hasil analisis pengaruh pH larutan, dapat dilihat pada Tabel A.11 (Lampiran A) dan Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Nilai Kapasitas Adsorpsi Maksimum (qmax) pada Berbagai Variasi pH

dengan Perbandingan Konsentrasi Awal Cd2+/Cu2+ 30:30 ppm

Berdasarkan data pada Tabel A.10 (pada lampiran A) dan Gambar 4.2 diperoleh hubungan antara perubahan pH larutan terhadap kapasitas adsorpsi maksimum pada konsentrasi tetap. Pada pH 3,0; 4,5; 6,0; 7,5; dan 9,0 diperoleh kapasitas adsorpsi maksimum masing-masing sebesar 52,00 %; 60,69 %; 63,36 %; 62,07 %; dan 61,35 %. Jika dilihat berdasarkan preferensi adsorpsi (Separation factor) , yang menggambarkan tingkat kompetisi adsorpsi pada kedua logam Cd2+ dan Cu2+, pada pH 3,0; 4,5; 6,0; 7,5; dan 9,0 diperoleh

0 10 20 30 40 50 60 70

3.0 4.5 6.0 7.5 9.0

q max (%)

pH

Cd Cu Total

separation factor masing-masing sebesar 1,4383; 1,1993; 1,2086; 1,2309; dan 1,1811.

Dari hasil analisis yang dilakukan, dapat dilihat bahwa kapasitas adsorpsi maksimum (qmax) tertinggi terdapat pada pH 6 yaitu 63,36 % dari total logam

yang teradsorpsi. Sedangkan pada pH yang lebih rendah kapasitas adsorpsi maksimum yang diperoleh cenderung lebih kecil, terdapat pada pH 3 yaitu 52,00%.

Kondisi ini tentu dipengaruhi oleh konsentrasi H+ pada larutan, yang akan semakin meningkat apabila pH semakin rendah (pH 3 – 4,5). Kehadiran ion H+ pada larutan akan berdampak terhadap kompetisi ion Cd2+ dan Cu2+ untuk mendapatkan sisi aktif adsorben. H+ akan menutupi sisi aktif pada permukaan adsorben sehingga menghalangi ion Cd2+ dan Cu2+ terserap pada permukaan atau memasuki pori. Pada pH yang lebih tinggi (6 – 7,5) aktivitas H+ akan menurun sehingga kecenderungan ion Cd2+ dan Cu2+ teradsorpsi lebih besar. Pendapat ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Wen Liu (2013) yang menyatakan pH larutan dapat menghambat atau mempercepat proses adsorpsi sesuai dengan gugus fungsi pada adsorben yang digunakan dan logam yang akan diadsorpsi.

Persentasi penyerapan ion Cd2+ selalu lebih unggul dibandingkan Cu2+ pada berbagai kondisi pH. Dapat diamati bahwa ∝ d ++ lebih besar dari satu. Ini mengindikasikan bahwa batang jagung memiliki preferensi adsorpsi yang tinggi untuk salah satu logam pada larutan biner. Preferensi adsorpsi merupakan kecenderungan suatu adsorben untuk menyerap salah satu logam dari logam lainnya pada suatu larutan multi komponen. Kondisi ini diinterpretasikan dengan suatu nilai yang disebut dengan faktor separasi (separation factor). Jika faktor separasi lebih besar atau lebih kecil dari satu, maka preferensi adsorpsinya akan semakin baik. Adapun faktor separasi pada pH berubah dan konsentrasi tetap dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Berdasarkan pengaruh perubahan pH terhadap konsentrasi tetap, faktor separasi terbesar terjadi pada pH 3 yaitu 1,4383. Hal ini juga tentu dipengaruhi oleh tingginya konsentrasi H+ pada larutan. Adapun pengaruh H+ pada larutan tidak hanya mempengaruhi kapasitas adsorpsi saja, tetapi juga kompetisi

adsorpsi yang terjadi. Hal ini didukung oleh penelitian yang telah dilakukan oleh Haibin Liu (2013). Ia memperoleh preferensi adsorpsi yang lebih tinggi pada pH rendah daripada pH tinggi.

Faktor separasi terkecil terjadi pada pH 9 yaitu 1,1811. Pada kondisi ini, larutan bersifat basa dan didominasi oleh OH- sehingga persaingan Cd2+ dan Cu2+ terhadap H+ berkurang. Namun, kondisi ini juga menimbulkan masalah dimana akan timbul interaksi baru antara Cd2+ dan Cu2+ terhadap OH- yang dapat mengurangi interaksi dengan permukaan adsorben (terutama pada ion yang lebih dominan, Cd2+). Bahkan, kadar OH- yang makin tinggi akan mengakibatkan pengendapan sehingga penurunan konsentrasi larutan tidak diakibatkan oleh proses adsorpsi. Hal ini sesuai dengan pendapat Wen Liu (2013) dan Haibin Liu (2013). Mereka berpendapat bahwa proses adsorpsi berlangsung buruk pada pH tinggi karena akan mengalami pengendapan/presipitasi.

Dari data yang diperoleh, batang jagung lebih mudah menyerap Cd2+ dibandingkan dengan Cu2+ pada semua kondisi pH. Peristiwa ini lebih mudah dipahami secara teoritis jika ditinjau berdasarkan sifat-sifat ion Cd2+ dan Cu2+ yang ditunjukkan pada Tabel 4.1. Dari tabel dapat dilihat bahwa jari-jari atom Cd > Cu. Hal ini menunjukkan bahwa atom Cd lebih mudah melepaskan elektron terluarnya dibandingkan dengan Cu, sehingga lebih mudah bereaksi dengan permukaan adsorben. Selain itu, ditinjau dari nilai elektronegatifitas (kecenderungan bersifat negatif), keelektronegatifan Cd < Cu, maka Cu lebih bersifat negatif dibandingkan Cd. Sehingga Cd lebih mudah berinteraksi dengan permukaan adsorben karena bermuatan negatif (gugus OH-). Sifat tersebut membuktikan bahwa kadmium lebih mudah diserap oleh batang jagung.

Tabel 4.1 Sifat Kimia-Fisika Kadmium dan Tembaga

Propertis Kadmium Tembaga

Jari-jari Atom (μm) 0,151 0,128

Konfigurasi Elektron [Kr] 5s

2

4d10 2, 8, 18, 18, 2

[Ar]3d10 4s1 2, 8, 18, 1 Elektronegativitas

Dari penjelasan tersebut di atas, dapat disimpulkan bahwa kehadiran pH (H+) pada larutan, mempengaruhi proses adsorpsi dan kompetisi yang terjadi. Jika konsentrasi H+ meningkat, maka kapasitas adsorpsi akan semakin berkurang dan preferensi adsorpsi akan semakin bertambah. Hasil analisis ini mendukung pendapat Haibin Liu (2013), yang menyatakan konsentrasi H+ dan OH- pada larutan mempengaruhi kapasitas adsorpsi. Pengaruh yang diperoleh tergantung pada jenis situs aktif yang dimiliki oleh adsorben.

4.2.2 Pengaruh Perubahan Konsentrasi Terhadap Kapasitas Adsorpsi pada pH Tetap

Untuk mengevaluasi pengaruh perbandingan konsentrasi ion Cd2+ dan Cu2+ pada kompetisi adsorpsi, dilakukan dengan perbandingan C0 Cd2+/Cu2+ yaitu

20:40 ppm; 30:30 ppm; dan 40:20 ppm. Studi tentang pengaruh perbandingan konsentrasi larutan dibuat dalam kondisi yang sama pada pH 4,5, Tabel A.11 (Lampiran A). Hubungan antara perbandingan konsentrasi Cd2+/Cu2+ terhadap kapasitas maksimum pada pH tetap 4,5 dapat diamati pada Gambar 4.3 dan Tabel 4.5. Pada perbandingan konsentrasi Cd2+/Cu2+ 20:40 ppm; 30:30 ppm; dan 40:20 ppm, diperoleh kapasitas maksimum masing-masing adalah 63,58 %; 60,69%; dan 63,85 %. Jika dilihat berdasarkan preferensi adsorpsi (Separation factor) , yang menggambarkan tingkat kompetisi adsorpsi pada kedua logam Cd2+ dan Cu2+, pada perbandingan konsentrasi Cd2+/Cu2+ 20:40 ppm; 30:30 ppm; dan 40:20 ppm, diperoleh separation factor masing-masing sebesar 1,5100; 1,1993; dan 1,1844.

Gambar 4.3 Nilai Kapasitas Adsorpsi Maksimum (qmax) untuk Berbagai

Perbandingan Konsentrasi Awal Cd2+/Cu2+ pada pH 4,5 Selama 2 Jam

Dari hasil analisis yang dilakukan, dapat dilihat bahwa kapasitas adsorpsi maksimum (qmax) berbanding lurus dengan konsentrasi ion logam dalam larutan.

Indikasi ini menunjukkan bahwa interaksi antara ion logam terhadap adsorben akan meningkat seiring dengan bertambahnya konsentrasi. Hal ini mendukung penelitian yang dilakukan oleh Abid dkk. (2011) yang menyatakan kapasitas adsorpsi akan semakin besar apabila konsentrasi adsorbat meningkat karena interaksi antara adsorben dan adsorbat semakin besar.

Jika ditinjau berdasarkan preferensi adsorpsi, faktor separasi terbesar terdapat pada konsentrasi (20:40 ppm; Cd2+/Cu2+) yaitu 1,5100. Hal ini menunjukkan bahwa meskipun Cd2+ memiliki konsentrasi lebih rendah dibandingkan Cu2+ dalam larutan, namun memiliki persentasi terserap yang dimiliki Cd2+ lebih tinggi dibandingkan Cu2+. Untuk konsentrasi Cd2+ yang semakin tinggi, yaitu pada C0 Cd2+/Cu2+ (40:20 ppm) memiliki faktor separasi

yang rendah yaitu 1,1844 sehingga tidak memberi dampak yang berarti. Meskipun kenyataannya, perbedaan kapasitas adsorpsi yang paling besar terdapat pada perbandingan konsentrasi (40:20 ppm; Cd2+/Cu2+) namun persentasi penyerapan dari konsentrasi awal (C0) cukup rendah. Hal ini dapat

dipengaruhi oleh sifat-sifat dasar dari masing-masing ion terkait dengan proses 0

10 20 30 40 50 60 70

20:40 30:30 40:20

q_max (%)

Konsentrasi (C₀) Cd2+_/Cu2+ _(ppm)

Cd Cu Total

adsorpsi (Tabel A.12, Lampiran A). Liuchun dkk. (2010) juga berpendapat bahwa atom Cd2+ lebih mudah terserap pada senyawa organik atau jaringan hidup dibandingkan Cu2+.

4.3 PENENTUAN KINETIKA ADSORPSI

Dalam penelitian ini, data kinetika adsorsi diperoleh secara empiris dengan menggunakan model pseudo orde satu dan pseudo orde dua. Pemodelan ini diperlukan untuk menggambarkan dan mengevaluasi mekanisme adsorpsi dan mengidentifikasi laju rata-rata adsorpsi pada adsorben batang jagung untuk larutan biner [10]. Selain itu, pemodelan ini dapat juga digunakan untuk mengidentifikasi apakah selama proses adsorpsi terjadi reaksi kimia atau tidak pada adsorben. Adapun persamaan pseudo orde satu dan orde dua tersebut berturut-turut dapat dilihat sebagai berikut :

� =

�

� �+� (4.4)

�

� =

�

� +(� � ) (4.5)

[10]

Data hasil eksperimental menunjukkan hasil yang lebih baik terhadap model pseudo orde dua dibandingkan pseudo orde satu berdasarkan pada nilai koefisien korelasi ( r2) seperti ditunjukkan pada Tabel 4.4. Koefisien korelasi tersebut, diperoleh dengan cara melakukan plot data kapasitas adsorpsi (qt) terhadap waktu

dengan menggunakan persamaan di atas, sehingga diperoleh grafik seperti Gambar 4.4 dan Gambar 4.5.

Tabel 4.2 Pemodelan Laju Rata-Rata Kinetika Adsorpsi Cd2+/Cu2+ pada Adsorben Batang Jagung dalam Larutan Biner

Logam pH Perbandingan Konsentrasi

qe, percobaan

Pseudo Orde Satu Pseudo Orde Dua

qe1 k1 r2 qe2 k2 r2

Cd2+

3

30:30

1.7919 1.7889 0.3327 0,7400 1.7986 0.9066 0,9987 4,5 2.0058 2.0161 0.2984 0,8510 2.0161 1.8089 1,0000 6 2.1735 2.1786 0.3747 0,8950 2.1834 0.8851 0,9999 7,5 2.0780 2.0243 0.0304 0,8400 2.0243 11.0925 0,9998 9 2.0244 2.0284 0.0304 0,8540 2.0284 11.5738 0,9992

4,5

20:40 1.5941 1.5949 0.0367 0,8560 1.5949 0.0118 0,9988 30:30 2.0058 2.0161 0.2984 0,8510 2.0161 1.8089 1,0000 40:20 2.7455 2.7473 0.0220 0,8410 2.7473 13.2496 0,9995

Cu2+

3

30:30

1.2518 1.2706 1.9822 0,8540 1.2853 0.2863 0,9900 4,5 1.7048 1.7153 1.3070 0,8720 1.7331 0.2970 0,9990 6 1.8145 1.8382 1.3401 0,8450 1.8622 0.2591 0,9980 7,5 1.6458 1.6722 1.5268 0,8410 1.6892 0.2801 0,9985 9 1.7104 1.7182 1.4038 0,8640 1.7331 0.2991 0,9950

4,5

20:40 2.0375 2.0534 1.1170 0,8490 2.0619 0.3370 0,9909 30:30 1.7048 1.7153 1.3070 0,8720 1.7331 0.2970 0,9990 40:20 1.0969 1.1111 2.1722 0,8560 1.1223 3.1302 0,9935

Gambar 4.4 Pemodelan Orde Satu pada pH 4,5 dan Konsentrasi Logam Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm)

y = 0.148x + 0.4964 R² = 0.8513

y = 0.7623x + 0.5839 R² = 0.8728

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.00 0.02 0.04 0.06

1/qt (g/mg)

1/t (min-1₎

pH 4,5; (30:30 ppm)

Cd Cu

Linear (Cd) Linear (Cu)

Gambar 4.5 Pemodelan Orde Dua pada pH 4,5 dan Konsentrasi Logam Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm)

Dari hasil perhitungan teoritis, nilai koefisien korelasi (r2) orde dua lebih mendekati angka satu (1) dibandingkan dengan orde satu. Sebagai contoh pada pH 3,0 dan konsentrasi C0 Cd2+/Cu2+ 30:30 ppm, persamaan orde satu memiliki nilai r2 =

0,7400 dan persamaan orde dua memiliki nilai r2 =0,9987. Ini menunjukkan bahwa pemodelan pseudo orde dua menjadikan data adsorpsi lebih presentatif. Jika pemodelan ini sesuai dengan percobaan, maka mekanisme adsorpsi melibatkan reaksi kimia (chemisorption) antara adsorbat dan adsorben [10].

Menurut Langmuir, molekul teradsorpsi ditahan pada permukaan oleh gaya valensi yang tipenya sama dengan yang terjadi antara atom-atom dalam molekul. Karena adanya ikatan kimia maka pada permukaan adsorben akan terbentuk suatu lapisan, di mana terbentuknya lapisan tersebut akan menghambat proses penyerapan selanjutnya sehingga efektifitasnya berkurang [26]. Sifat nonlinier yang ditunjukkan oleh persamaan kinetika adsorpsi mengindikasikan bahwa kompetisi adsorpsi yang terjadi diantara logam Cd2+ dan Cu2+ berhubungan dengan sisi aktif adsorben.

y = 0.4965x + 0.1366 R² = 1 y = 0.5779x + 1.1213

R² = 0.9999

0 20 40 60 80 100 120

0 20 40 60 80 100 120 140

t/q (g.min/mg)

t (min)

pH 4,5; (30:30 ppm)

Cd Cu

Linear (Cd) Linear (Cu)

Berdasarkan hasil analisis model kinetik, maka dapat digambarkan skema interaksi antara ion A (Cd2+/Cu2+) terhadap adsorben dalam tiga kemungkinan, yaitu :

Bentuk 1,

(C6H10O5)n + A2+ A(C6H8O4)n + H2O

Bentuk pertama menunjukkan bahwa ion A2+ membentuk ikatan rangkap terhadap C (nomor 3) dan melepas molekul H2O.

Bentuk 2,

(C6H10O5)n + A2+ A.2(C6H8O4)n + H2O

Bentuk ke dua menunjukkan gugus-gugus OH- pada permukaan atau pori-pori adsorben beriteraksi dengan A2+ dan melepaskan molekul H2O.

Namun, kemungkinan lain dapat juga terjadi peristiwa fisika yang membentuk gaya Van Der Walls yaitu memiliki interaksi seperti bentuk ke 3.

Bentuk 3

4.4 PENENTUAN KINETIKA DIFUSI

Pada larutan tunggal, perilaku dinamika adsorpsi pada umumnya dievaluasi menggunakan model difusi. Meskipun kompetisi adsorpsi memiliki proses yang lebih kompleks, pada eksperimen ini dicoba untuk mengaplikasikan model difusi untuk mengevaluasi kompetisi adsorpsi pada komponen biner. Bisa saja kemungkinan proses adsorpsi Cd2+/Cu2+ terjadi hanya pada permukaan luar/eksternal adsorben. Oleh karena itu, proses adsorpsi harus dideskripsikan menggunakan pemodelan difusi eksternal. Namun jika difusi kemungkinan terjadi pada permukaan dalam dan pori-pori adsorben, maka proses adsorpsi dapat dideskripsikan menggunakan pemodelan difusi internal. Pemodelan difusi ekstenal dan internal diaplikasikan dan disesuaikan secara teoritis terhadap data kinetika adsorpsi eksperimental, sehingga diperoleh kesimpulan tentang peristiwa difusi yang terjadi. Adapun persamaan yang digunakan dalam mendeskripsikan pemodelan difusi eksternal dan difusi internal berturut-turut yaitu Persamaan 4.6 dan Persamaan 4.8.

= −�. � + � (4.6)

Dengan z :

� = �_� (4.7)

� = � √� + � (4.8)

Kedua persamaan di atas akan diaplikasikan untuk data kinetik adsorpsi Cd2+ dan Cu2+. Parameter dari model difusi eksternal dan internal dapat dilihat pada Tabel 4.5 dan diplot seperti Gambar 4.6 dan Gambar 4.7.

Hasil observasi yang dilakukan dari Tabel 4.5 menunjukkan bahwa model difusi eksternal dan internal dapat digunakan untuk mengevaluasi kompetisi adsorpsi dari logam berat. Hasil plot diagram pada Gambar 4.6 dan 4.7 salah satu contoh yang menunjukkan bahwa model difusi internal memiliki koefisien korelasi (r2) yang lebih tinggi dibandingkan model difusi eksternal. Rendahnya koefisien korelasi model difusi eksternal dibandingkan model difusi internal, terjadi karena kompetisi pada permukaan dalam dari difusi ion pada larutan biner lebih nyata dari pada difusi ion jika hanya pada permukaan saja.

Tabel 4.3 Pemodelan Laju Rata-Rata Kinetika Difusi Cd2+/Cu2+ pada Adsorben Batang Jagung dalam Larutan Biner Selama 2 Jam.

Larutan Biner Logam pH

Perbandingan Konsentrasi,

C0 (ppm)

Eksternal Internal r2 r2

Cd2+/Cu2+

Cd2+

3

30:30

0,3970 0,6720

4,5 0,3920 0,6690

6 0,4010 0,6720

7,5 0,3770 0,6600

9 0,3770 0,6610

4,5

20:40 0,3780 0,6600 30:30 0,3920 0,6690 40:20 0,3760 0,6590

Cu2+

3

30:30

0,4690 0,7270

4,5 0,4490 0,7060

6 0,4550 0,7080

7,5 0,4590 0,7130

9 0,4530 0,7080

4,5

20:40 0,4340 0,6980 30:30 0,4490 0,7060 40:20 0,4890 0,7310

Ketika diplot antara qt (mg/g) dan √t menunjukkan bahwa garis plot tidak

sesuai dengan garis aslinya/garis operasi. Hal ini mengindikasikan bahwa difusi film dan difusi intra-partikel terjadi secara simultan [28]. Hal ini juga didukung oleh hasil analisi pemodelan kinetika adsorpsi. Kinetika adsorpsi orde dua menunjukkan bahwa proses difusi yang terjadi adalah difusi internal. Ini berarti bahwa ketika campuran ion logam diadsorpsi secara simultan/bersamaan, ion logam tersebut akan bersaing pada permukaan dalam adsorben (site/pori). Sehingga, proses kompetisi ini mempengaruhi proses difusi dari logam berat dan kapasitas adsorpsi akan semakin lebih kecil.

Gambar 4.6 Pemodelan Kinetika Difusi Eksternal pada pH 4,5 dan Konsentrasi Logam Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm) Selama 2 Jam

Gambar 4.7 Pemodelan Kinetika Difusi Internal pada pH 4,5 dan Konsentrasi Logam Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm)

y = -0.0118x + 0.0937 R² = 0.3925 y = -0.0089x + 0.0984

R² = 0.4492

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

ln C t/ C o t (Jam)

pH 4,5; (30:30 ppm)

Cd Cu

Linear (Cd) Linear (Cu)

y = 0.1647x + 0.5765 R² = 0.6691

y = 0.1412x + 0.4533 R² = 0.7062

0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2

0 2 4 6 8 10 12

qt mg/g

√t (min1/2₎

pH 4,5; (30:30 ppm)

Cd Cu

Linear (Cd) Linear (Cu)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Setelah eksperimen ini dilakukan, maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut ini :

1. Laju adsorpsi terjadi secara siknifikan pada 20 menit pertama untuk seluruh variabel adsorpsi. Setelah itu, laju adsorpsi melemah secara drastis dan cenderung konstan/setimbang.

2. Berdasarkan perbandingan pH dengan perbandingan konsentrasi tetap Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm), kapasitas adsorpsi tertinggi terjadi pada pH 6 dan waktu 120 menit yaitu :

a. Cd2+ : 2,1735 mg/g. b. Cu2+ : 1,8145 mg/g.

3. Berdasarkan perbandingan konsentrasi pada pH tetap kapasitas adsorpsi cenderung sama untuk ketiga sistem yaitu pada perbandingan C0 Cd2+/Cu2+

(20:40 ppm) diperoleh 63,58 %; pada C0 Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm) diperoleh 60,69

%; dan pada C0 Cd2+/Cu2+ (40:20 ppm) diperoleh 63,85 %.

4. Pemodelan kinetika adsorpsi terbaik berdasarkan koefisien korelasinya adalah persamaan orde dua.

5. Pemodelan kinetika difusi terbaik berdasarkan koefisien korelasinya adalah persamaan difusi internal.

6. Berdasarkan perbandingan pH dengan perbandingan konsentrasi tetap Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm), faktor separasi tertinggi terjadi pada pH 3 yaitu : 1,4383.

7. Berdasarkan perbandingan konsetrasi dengan pH tetap (pH 4,5), faktor separasi tertinggi terjadi pada perandingan konsentrasi Cd2+/Cu2+ (20:40 ppm) yaitu : 1,5100.

5.2 SARAN

Adapun saran yang dapat diberikan untuk mengembangkan pengetahuan dibidang kompetisi adsorpsi, secara umum adalah sebagai berikut :

1. Disarankan untuk melakukan analisis termodinamika untuk mengetahui kebutuhan energi dalam proses adsorpsi.

2. Disarankan untuk melakukan adsorpsi secara kontinu atau semi batch untuk mengetahui faktor desain proses.

3. Disarankan untuk melakukan analisis kadar abu adsorben dan analisis kandungan logam, untuk mengetahui apakah selama proses adsorpsi terjadi pengendapan atau tidak.

4. Disarankan untuk melakukan proses adsorpsi pada limbah logam berat seperti limbah baterai atau industri peleburan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 POLUTAN LOGAM BERAT

Pencemaran lingkungan dengan zat beracun telah meningkat dalam beberapa tahun terakhir sebagai akibat dari pesatnya pertumbuhan industri [8]. Aktivitas berbagai industri pada umumnya menghasilkan limbah cair yang sering menjadi permasalahan bagi lingkungan karena mengandung berbagai macam kontaminan yang berbahaya. Pencemaran ini berdampak pada penurunan kualitas air dan meningkatnya padatan tersuspensi pada air.

Salah satu jenis pencemar pada air disebabkan oleh logam berat. Logam berat tidak seperti polutan organik yang pada beberapa kasus pencemaran dapat didegradasi [9]. Akibatnya, logam-logam tersebut terakumulasi di lingkungan terutama membentuk senyawa kompleks dengan bahan organik dan anorganik dalam ekosistem perairan. Logam berat tersebut memiliki potensi merusak sistem fisiologi dan biologis manusia, jika melewati batas toleransi yang menimbulkan berbagai penyakit dan gangguan [8,10]. Logam berat masuk ke dalam jaringan tubuh makhluk hidup melalui beberapa jalan, yaitu saluran pernapasan, pencernaan, dan penetrasi melalui kulit [9].

Menurut Darmayanti dkk., 2012, berdasarkan toksisitas dan dampak pencemaran bagi lingkungan, maka logam berat dapat klasifikasikan dalam beberapa bagian, yaitu:

1. Sangat beracun, yaitu dapat mengakibatkan kematian atau gangguan kesehatan dalam waktu singkat. Logam-logam tersebut antara lain: Hg, Cd, Pb, As, Sb, Ti, Co, Be, dan Cu.

2. Moderat, yaitu mengakibatkan gangguan kesehatan baik yang dapat pulih maupun yang tidak dapat pulih dalam waktu yang relatif lama. Logam-logam tersebut antara lain: Ba, Au, Li, Mn, Se, Te, Va, dan Rb.

3. Kurang beracun, dalam jumlah besar dapat menimbulkan gangguan kesehatan. Logam-logam tersebut antara lain: Bi, Fe, Ca, Mg, Ni, K, Zn, dan Ag.

2.2 TEKNOLOGI PENYERAPAN LOGAM BERAT

Logam berat menimbulkan ancaman lingkungan yang besar karena dapat menimbulkan kandungan racun yang tinggi terhadap ekosistem dan manusia [10,11]. Pada umumnya pencemaran tersebut berada pada sistem perairan dan tanah. Pemurnian air adalah salah satu cara terbaik untuk membantu mengatasi masalah tersebut [7]. Dari beberapa proses pemurnian air dari logam berat, proses adsorpsi lebih efisien dan lebih murah dibandingkan teknologi penjerapan logam berat lainnya [5] seperti, koagulasi dan presipitasi kimia, elektroflotasi [4], pertukaran ion, dan pemisahan membran [11]. Berikut adalah teknologi pemisahan logam berat yang sering digunakan :

2.2.1 Elektroflotasi

Beberapa teknik tradisional yang dilakukan untuk pengolahan air limbah tidak menunjukkan kinerja yang memuaskan untuk larutan yang sangat encer

(≤ 50 mg dm-3

), terutama karena efisiensi operasionalnya rendah dan biaya ekstraksi yang tinggi. Metode elekroflotasi merupakan alternatif yang dapat diterapkan dalam berbagai skala, baik skala kecil, menengah maupun besar. Elektroflotasi adalah proses sederhana yang mengapungkan ion atau partikel padatan, yang terlarut dalam fasa cair. Pengapungan terjadi akibat adhesi pada gelembung kecil hidrogen dan oksigen pada katoda dan anoda pada sel flotasi [4].

2.2.2 Pemisahan Membran

Membran dapat didefinisikan sebagai hambatan selektif antara dua fasa dengan perpindahan massa berlangsung dari fasa donor ke fasa akseptor. Salah satu jenis membran yang digunakan adalah Liquid Membranes (LMs). Dalam kasus LMs, membran ini terdiri dari fasa cair memisahkan dua larutan yang tidak saling bercampur. Penghilangan logam berat dapat juga dilakukan dengan menggunakan Membrane Bioreaktor (MBR) [11]. Dari penelitian

yang dilakukan MBR, dinilai mampu memisahkan Fe, Cu, dan Cd yang cukup tinggi dari limbah perkotaan.

2.2.3 Adsorpsi

Adsorpsi merupakan suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida/substansi-terlarut yang ada dalam larutan, terikat pada suatu padatan (adsorben) yang ditimbulkan oleh gaya kimia-fisika antara sustansi dan penyerapnya. Adsorpsi logam berat mengunakan adsorben umumnya dipelajari dengan menggunakan sistem batch [12,13,14,15]. Beberapa faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi adalah pH, suhu, konsentrasi dan waktu kontak [10,13,15,16,17,18]. Pada umumnya, pecobaan dilakukan dengan menyediakan larutan logam dengan konsentrasi yang sama untuk sejumlah adsorben dalam wadah yang ditempatkan pada alat pengaduk (shaker) [3,12,17,18]. Jenis larutan disediakan dalam bentuk larutan satu sistem atau larutan biner. Perbedaan ini didasarkan pada karakteristik adsorpsi yang ingin dilihat.

2.3 ADSORBEN

Adsorben adalah zat padat yang dapat menyerap partikel fluida dalam suatu proses adsorpsi. Perilaku adsorben pada berbagai jenis larutan (mono, biner, tertier), telah dikonfirmasi oleh peneliti sebelumnya, khususnya mengenai adsorpsi logam berat tertentu seperti adsorben pasir [12], nanotube dan nanofiber [3,5], zeolit [19], turmalin [10], dan bio-adsorben seperti arang hayati [9,14], batang jagung [20,21], abu jerami [17], dan berbagai jenis adsorben lainnya. Sehingga adsorben dapat dibagi dua yaitu material anorganik (silika, alumina, zeolit) dan organik (karbon, polimer, biomassa).

Menurut Darmayanti dkk. [9], ada beberapa syarat yang harus dipenuhi sebagai acuan dalam memilih dan memperoleh adsorben yang baik, yaitu :

1. Mempunyai daya serap yang tinggi.

2. Berupa zat padat yang mempunyai luas permukaan yang besar. 3. Tidak boleh larut pada larutan zat yang akan diadsorpsi.

4. Tidak ada reaksi kimia dengan campuran yang akan dimurnikan. 5. Dapat diregenerasi kembali dengan mudah.

6. Tidak beracun.

7. Tidak meninggalkan residu berupa gas berbau. 8. Mudah didapat dan harganya murah.

Proses adsorpsi pada umumnya memiliki biaya operasional yang rendah dan sangat efisien terutama untuk adsorpsi logam berat konsentrasi rendah [22]. Namun, penggunaan bio-adsorben lebih menguntungkan dibandingkan dengan jenis adsorben lain yang digunakan. Karena selain biaya yang murah dan mudah didapatkan, bio-adsorben juga tidak kalah efektif dalam menyerap logam dibandingkan jenis adsorben lainnya sehingga sangat cocok digunakan untuk pengolahan limbah industri [7].

2.4 ADSORBEN BATANG JAGUNG

Jagung adalah salah satu produk komoditas tertinggi di Indonesia bahkan di dunia. Tongkol, kulit, daun serta batang jagung adalah residu/limbah pertanian jagung yang sering dibakar tanpa dimanfaatkan [30]. Namun, baru-baru ini limbah jagung telah diteliti untuk proses adsorpsi [25].

Struktur morfologi batang jagung telah diselidiki pada penelitian terdahulu dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) yang ditampilkan pada Gambar 2.1. Perbesaran yang dilakukan sekitar 500 kali menunjukkan sifat dasar permukaan batang jagung sebagai sebuah struktur poros yang berguna dalam mengadsorpsi logam [15]. Sedangkan struktur kimia batang jagung ditunjukkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.1 Permukaan Batang Jagung pada Perbesaran 500 Kali. [15]

Gambar 2.2 Struktur Kimia Batang Jagung [23]

Berdasarkan analisis yang dilakukan, permukaan tongkol jagung memiliki porositas lebih tinggi jika dibandingkan batang jagung. Porositas rata-rata batang jagung adalah 58,51% sedangkan tongkol jagung mencapai 67,93% [31]. Jika dilihat berdasarkan diameter pori, batang jagung memiliki diameter pori ± 50 μm, 10 kali lebih besar dibandingkan karbon aktif dan zeolit yaitu hanya sekitar 3 – 6 μm [19]. Berikut data diameter pori dari berbagai jenis adsorben dan adsorbat (molekul yang sering diserap) sebagai bentuk perbandingan. Dari Gambar tersebut, dapat dilihat bahwa ukuran pori batang jagung, lebih besar dibandingkan beberapa jenis adsorben lainnya.

Gambar 2.3 Ukuran Pori dan Ukuran Berbagai Molekul pada Umumnya [32]

2.5 KARAKTERISTIK PROSES ADSORPSI

Bagian ini menjelaskan karakteristik ilmiah dan kuantitatif tentang proses adsorpsi untuk aplikasi khusus. Hanya beberapa materi yang relevan yang dibahas

di sini sebagai dasar untuk pemilihan adsorben dan analisis proses adsorpsi yang terjadi. Pada kenyataannya, materi yang disajikan di sini hanyalah berupa gambaran, karena untuk memahami dampaknya memerlukan pemahaman yang cukup mendalam tentang bidang adsorpsi.

2.5.1 Pengukuran Kapasitas Adsorpsi

Adsorpsi multi logam (biner) sangat penting dilakukan, karena karakteristik suatu logam dalam single solution berbeda dengan binary solution. Dalam beberapa kasus, kandungan logam berat dalam suatu limbah lebih kompleks dan ditemukan lebih dari satu jenis logam berat [5]. Model larutan biner sangat mirip dengan sistem pada limbah sehingga penelitian ini sangat berpotensi untuk dikembangkan bahkan diaplikasikan dalam teknologi pengolahan limbah.

Untuk sistem biner, larutan disediakan dalam pH dan perbandingan konsentrasi tertentu dengan suhu yang dijaga konstan. Jumlah logam teradsorpsi per satuan massa adsorben pada kesetimbangan (Persaman 2.1), Jumlah logam teradsorpsi per satuan massa adsorben pada waktu t (Persamaan 2.2), dan persentasi penghapusan pada waktu t (Persamaan 2.3), dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini :

= − � (2.1)

[5,10,15,17, 23,24]

� = − � (2.2)

[5,10]

�% = − . % (2.3)

[5,10,23] Keterangan:

qe = massa logam teradsorpsi pada kesetimbangan (mg/g)

qe = massa logam teradsorpsi pada waktu t (mg/g)

R% = Persentasi penghapusan logam (%) C0 = konsentrasi logam awal (mg/L)

Ce = konsentrasi kesetimbangan (mg/L)

V = volume larutan (L)

mads = massa adsorben (g)

Persamaan-persamaan ini mengasumsikan bahwa perubahan volume fase cair massal diabaikan karena konsentrasi zat terlarut kecil dan volume yang ditempati oleh adsorben juga kecil. Jumlah logam berat teradsorpsi pada sampel dihitung dengan menggunakan kurva kalibrasi yang ditentukan sebelumnya berdasarkan hasil eksperimen.

2.5.2 Kesetimbangan Isotermal Adsorpsi

Kesetimbangan isotermal adsorpsi adalah salah satu data penting untuk memahami mekanisme adsorpsi dan menggambarkan bagaimana adsorbat dapat berinteraksi dengan adsorben sehingga sangat penting pengoptimalan penggunaan adsorben [17]. Untuk mengoptimalkan desain sistem adsorpsi, sangat penting untuk menetapkan hubungan yang paling sesuai dalam kurva keseimbangan [25]. Untuk mendapatkan isotermal adsorpsi, pengaruh konsentrasi pada kapasitas adsorpsi ion logam dari suatu adsorben, dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi awal larutan ion logam [10]. Beberapa persamaan isotermal yang tersedia untuk menganalisis data eksperimen adalah Langmuir, Freundlich, Langmuir-Freundlich.

Data adsorpsi logam berat dalam kesetimbangan yang diperoleh secara eksperimental yang diterapkan dalam persamaan isotermal (Langmuir, Freundlich, Langmuir-Freundlich ) merupakan model isotermal adsorpsi untuk adsorpsi fasa cair [17]. Model adsorpsi ini memberikan representasi dari kesetimbangan adsorpsi antara adsorbat dalam larutan dan permukaan aktif adsorben.

Isotermal Langmuir yang berlaku untuk lapisan adsorpsi monomolekular dapat diterapkan untuk mendapatkan kapasitas adsorpsi maksimum. Isotermal Langmuir mengasumsikan bahwa pertukaran ion maksimum tergantung pada tingkat kejenuhan satu lapisan molekul adsorbat pada permukaan adsorben, bahwa energi pertukaran ion adalah konstan, dan bahwa tidak ada transmigrasi molekul adsorbat pada bidang permukaan[25]. Bentuk linear

dari isotermal Langmuir dapat dilihat pada Persamaan 2.4. Sedangkan model Freundlich awalnya diusulkan sebagai persamaan empiris untuk menggambarkan data pada adsorben heterogen yaitu melalui mekanisme adsorpsi multi lapisan, seperti karbon aktif (Persamaan 2.5) [10,25].

Persamaan Langmuir, Freundlich dan Langmuir-Freundlich isotermal adsorpsi secara berurutan dapat dinyatakan sebagai berikut:

=� ��

+�� (2.4)

[10,17,25]

= ��� ⁄ (2.5)

[10,13,17,25]

=� �� ⁄

+�� ⁄ (2.6)

[17]

Dimana qe (mg/g) adalah jumlah keseimbangan spesifik adsorbat, Ce

(mg/L) adalah konsentrasi kesetimbangan adsorbat, qm (mg/g) adalah

kapasitas adsorpsi maksimal dan K (KL dan KF) (L/mg) dan n adalah

konstanta empiris yang menunjukkan tingkat adsorpsi dan efektivitas adsorpsi masing-masing. Konstanta n memberikan gambaran tentang kelas heterogenitas dalam distribusi pusat energi dan berhubungan dengan besarnya kekuatan pendorong adsorpsi. Oleh karena itu, nilai n tinggi menunjukkan permukaan adsorben relatif seragam, sedangkan nilai n yang rendah menunjukkan adsorpsi tinggi pada larutan berkonsentrasi rendah. Selain itu, nilai n rendah menunjukkan adanya bagian yang besar dari situs aktif permukaan berenergi tinggi [17].

Namun berbeda untuk larutan biner. Bentuk persamaannya akan berubah karena pada biner terdapat beberapa logam yang akan mempengaruhi kesetimbangan adsorpsinya. Sehingga Persamaan 2.4 di atas dapat diturunkan sebagai berikut:

,� = _+��_�, , ��,_{, +��,}, _, (2.7) [13]

Dimana a dan b adalah jenis logam yang digunakan dalam larutan. Persamaan 2.7 di atas dapat juga dianalogikan dengan Persamaan 2.6, karena Persamaan 2.6 digunakan untuk mono-sistem sehingga harus disesuaikan dengan sistem biner.

2.5.3 Kinetika Adsorpsi

Kinetika adsorpsi merupakan laju penyerapan suatu fluida oleh adsorben dalam jangka waktu tertentu. Untuk menyelidiki proses adsorpsi logam berat, model kinetik yang berbeda digunakan untuk menggambarkan tingkat penyerapan adsorbat pada adsorben [25]. Pada berbagai penelitian, data kinetika adsorsi diperoleh secara empiris dengan menggunakan model persamaan orde satu, persamaan orde dua dan model Elovich [17,25]. Tujuannya untuk mempelajari kinetika adsorpsi dan menemukan model terbaik yang cocok untuk data eksperimen. Ketiga model ini telah banyak digunakan untuk menggambarkan kinetika penyerapan logam maupun senyawa organik pada berbagai jenis adsorben yang berbeda [10,17,25]. a. Persamaan Orde Satu

Dalam banyak kasus, model kinetika persamaan orde satu kurang cocok dengan seluruh rentang waktu kontak, dan umumnya berlaku pada tahap awal proses adsorpsi [25]. Persamaan persamaan orde satu dinyatakan sebagai berikut:

log − � = log − _,� � (2.8)

[10,25]

Dimana qe dan qt adalah jumlah adsorbat (logam berat) yang diserap

(mg/g) pada keadaan setimbang dan selang waktu tertentu, t (min) dan k1

merupakan tetapan laju adsorpsi persamaan orde satu (min-1). Plot antara log (qe – qt) vs t akan menghasilkan sebuah garis lurus untuk mendapatkan

tingkat parameter. Parameter tersebut adalah nilai k1, kapasitas adsorpsi

b. Persamaan Orde Dua

Seperti yang dapat diamati, persamaan persamaan orde dua tampaknya memiliki model yang lebih baik dibandingkan dua persamaan lainnya. Hal ini dapat dibuktikan dengan nilai koefisien korelasi (R2) yang didapatkannya cukup besar [17] dan nilai qe teoritis yang dihasilkan sangat dekat dengan

nilai qe eksperimental, hal ini menunjukkan bahwa data adsorpsi sangat cocok

dibuat dengan menggunakan persamaan persamaan orde dua [10]. Persamaan tersebut dapat dilihat di bawah ini :

�

� =� � +� � (2.9)

[17,25]

Dimana k2 merupakan tetapan laju adsorpsi persamaan orde dua

(g/mg.min).

c. Persamaan Elovich

Persamaan Elovich yang digunakan untuk mendeskripsikan aktivasi adsorpsi dapat dinyatakan sebagai berikut:

� =_�ln +_�ln � (2.10)

[25]

Dimana α adalah tetapan laju adsorpsi awal (mg/g.min) dan β adalah konstanta desorpsi yang berkaitan dengan tingkat cakupan permukaan dan energi aktivasi untuk proses adsorpsi secara kimia [25].

2.5.4 Proses Difusi

Difusi merupakan suatu proses berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian berkonsentrasi rendah. Dalam proses adsorpsi dapat dipahami sebagai proses berpindahnya suatu substansi dari pelarut menembus permukaan adsorben. Menurut Fonseca dkk., [12] proses adsorpsi terjadi pada permukaan luar dan permukaan pori-pori bagian dalam adsorben, sehingga untuk dapat teradsorpsi, proses-proses yang terjadi pada padatan dalam larutan umumnya mengalami :

1. Perpindahan massa zat terlarut/padatan dari cairan ke permukaan adsorben.

2. Difusi dari permukaan adsorben ke dalam adsorben melalui pori.

3. Perpindahan massa zat padat dari cairan dalam pori ke dinding pori adsorben.

4. adsorpsi padatan pada dinding pori adsorben.

Difusi ion pada suatu adsorben dapat dibagi dua, yaitu difusi eksternal dan difusi internal. Jika difusi dari suatu ion hanya meliputi bagian luar permukaan adsorben atau memiliki keterbatasan, maka disebut sebagai difusi eksternal yang dapat dideskripsikan menggunakan persamaan berikut:

= −�. � + � (2.11)

[10] Dengan z :

� = �_� (2.12)

C0, Ct, dan A/V berturut-turut adalah konsentrasi awal larutan,

konsentrasi pada waktu t, dan perbandingan antara total luas permukaan partikel terhadap volume larutan. A/V dapat dihitung dengan :

� = � (2.13)

[10]

Dimana m adalah massa adsorben (g), d adalah diameter partikel (µm), dan ρ adalah densitas adsorben (g/cm3

). Koefisien difusi eksternal, kf (cm/s),

dapat dideterminasikan dari slop/kemiringan pada garis dari plot antara ln(Ct/Co) versus t.

Jika difusi ion terjadi pada permukaan dalam dan pori-pori, maka proses ini disebut difusi internal. Difusi internal dapat dideskripsikan menggunakan data percobaan mengikuti persamaan berikut :

� = � √� + � (2.14)

Dimana qt adalah kapasitas adsorpsi pada waktu t (mg/g), kid adalah

koefisien difusi (mg/g.min0,5) dan t adalah waktu adsorpsi.

2.5.5 Preferensi Adsorpsi (Prefential Adsorption)

Sering pada suatu larutan terdapat dua atau lebih substansi terlarut (ion) yang akan diadsorpsi [3,10,12]. Jika ditinjau berdasarkan sifat kimia-fisika, masing-masing ion terlarut memiliki propertis yang berbeda (ukuran partikel, konfigurasi elektron, keelektronegatifan) [33]. Perbedaan sifat ini dapat mempengaruhi mekanisme adsorpsi yang terjadi. Sehingga ada substansi yang lebih disukai (dominan) diadsorpsi dan ada substansi yang kurang disukai. Peristiwa ini disebut sebagai kecenderungan adsorpsi (prefential adsorption). Kecenderungan Adsorpsi suatu adsorben terhadap satu dari dua ion pada larutan biner, dapat didefinisikan menggunakan faktor separasi ∝ , yaitu :

∝ = �_� (2.15)

[10]

Jika ion A memiliki interaksi yang lebih baik terhadap adsorben, maka faktor separasi akan lebih besar dari satu. Jika sebaliknya, ion B interaksi yang lebih baik, maka faktor separasi akan lebih kecil dari satu. Faktor separasi dihitung dari data kesetimbangan adsorpsi. Jika faktor separasi mendekati nilai satu, maka selektivitas adsorben cukup buruk. Namun, jika faktor separasi lebih besar atau lebih kecil dari satu, maka selektivitas adsorben cukup baik [10].

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Penggunaan logam berat oleh manusia dapat menimbulkan pencemaran lingkungan. Pencemaran ini dapat terjadi jika manusia atau industri yang menggunakan logam tersebut tidak memperhatikan dampak lingkungan, terutama saat membuang limbahnya [1]. Limbah yang paling banyak mengandung logam berat pada umumnya berasal dari limbah industri. Industri – industri seperti pertambangan, pelapisan, pewarnaan, pengolahan logam elektrokimia, dan penyimpanan baterai, merupakan industri - industri yang secara umum menghasilkan limbah logam berat dari aktivitasnya [2]. Meskipun dalam konsentrasi rendah, kehadiran logam berat dalam limbah industri telah menimbulkan banyak masalah lingkungan yang serius karena bersifat toksik dan non-biodegradable. Penyebab utama logam berat berbahaya bagi lingkungan adalah karena sifatnya yang tidak dapat didegradasi (non-biodegradable) oleh organisme hidup yang ada di lingkungan. Akibatnya, logam-logam tersebut terakumulasi di lingkungan terutama membentuk senyawa kompleks dengan bahan organik dan anorganik dalam ekosistem perairan [3].

Menyadari dampak logam berat terhadap lingkungan dan makhluk hidup, termasuk manusia begitu besar, maka tidak heran studi terhadap logam berat telah dikembangkan oleh berbagai peneliti, untuk mengurangi dampak negatifnya terhadap kehidupan. Ada beberapa metode untuk menghilangkan ion logam berat yang dapat digunakan seperti adsorpsi, elektroflotasi, ekstraksi pelarut dan pertukaran ion. Di antara metode ini, adsorpsi dan pertukaran ion adalah metode yang paling efisien untuk menghilangkan logam berat [4,5].

Survei literatur mengungkapkan bahwa beberapa jenis bahan alam telah digunakan sebagai bahan adsorpsi dalam beberapa tahun terakhir yang memiliki banyak aplikasi industri dan lingkungan [6]. Sejumlah teknik yang tersedia untuk memurnikan air menggunakan bahan alam telah menarik perhatian karena efektivitas dan sifat ramah lingkungan. Limbah pertaniaan berpotensi untuk memproduksi bio adsorben, yang dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas

air limbah [7]. Dapat dilihat dalam Tabel 1.1 beberapa hasil penelitian terbaru yang memanfaatkan batang jagung sebagai bioadsorben yang berpotensi menyerap ion logam dalam limbah air.

Tabel 1.1 Data Beberapa Hasil Penelitian Terbaru yang Memanfaatkan Batang Jagung sebagai Biosorban Dalam Menyerap Ion Logam Nama

Peneliti

(Tahun) Penelitian Hasil Penelitian

Sumber Jurnal Wen Song, dkk. (2015) High-capacity adsorption of dissolved hexavalent chromium using amine functionalized magnetic corn stalk composites

- Kapasitas Adsorpsi Cr4+ 231,1 mg/g pada suhu 45oC

- Kesetimbangan isotermal sesuai dengan model Langmuir Bioresourse Technology (ELSEVIER) S. Vafakhah, dkk. (2014)

Removal of copper ions from

electroplating effluent solutions with native corn cob and corn stalk and chemically modified corn stalk

- Waktu optimum 20 menit

pertama

- pH optimum 4,5 - adsorben diaktifkan

dengan senyawa asam - kapasitas adsorpsi

sebesar 0,325 mmol/g setelah dimodifikasi Journal of Environment al Chemical Engineering (ELSEVIER) Suhong Chen, dkk. (2011)

Removal of Cr(VI) from aqueous solution using modified corn stalks:Characteristic,e quilibrium, kinetic and thermodynamic study

- batang jagung modifikasi

mampu menyerap ion logam Cr dari larutan

- mengikuti persamaan

isothermal Langmuir

- adsorben yang

dimodifikasi lebih baik dari yang biasa

- pH optimum 4

- waktu kestimbangan 15

menit

- kapasitas adsorpsi

sebesar 200,00 mg/g pada 303 K

Chemical Engineering Journal (ELSEVIER) Liuchun Zheng (2010) Removal of cadmium(II) from aqueous solution by corn stalk graft copolymers

- modifikasi batang jagung dengan AN menggunakan kopolimerisasi cangkok berhasil menghasilkan AGCS Bioresource Technology (ELSEVIER)

Tabel 1.1 Data Beberapa Hasil Penelitian Terbaru yang Memanfaatkan Batang Jagung sebagai Biosorban Dalam Menyerap Ion Logam (Lanjutan)

Nama Peneliti (Tahun)

Penelitian Hasil Penelitian Sumber

Jurnal

Liuchun Zheng (2010)

Equilibrium and kinetic studies of adsorption of Cd(II) from aqueous solution using modified corn stalk

- kapasitas adsorpsi batang jagung mentah meningkat dari 3,39 ke 12.73mg/g setelah modifikasi

- Kesetimbangan

isotermal sesuai dengan model Langmuir

Journal of Hazardous Materials (ELSEVIER)

1.2 RUMUSAN MASALAH

Adapan permasalahan yang akan diteliti yaitu bagaimana pengaruh waktu, pH larutan dan perbandingan konsentrasi (Cd2+/Cu2+) terhadap kapasitas dan kompetisi adsorpsi Cd2+ dan Cu2+ dengan menggunakan batang jagung sebagai bio-adsorben.

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Adapun tujuan penelitian ini dilakukan adalah :

1. Menentukan pengaruh waktu terhadap kapasitas adsorpsi dalam larutan biner. 2. Menentukan pengaruh perubahan pH dan perbandingan konsentrasi logam

Cd2+/Cu2+ dalam larutan biner terhadap kapasitas adsorpsi. 3. Menganalisis besaran kompetisi adsorpsi yang terjadi.

4. Menentukan pemodelan kinetika adsorpsi dan kinetika difusi.

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah : 1. Mengurangi dampak pencemaran logam berat pada badan air.

2. Mendapat informasi tentang kemampuan adsorpsi yang dimiliki batang jagung tehadap logam berat.

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Industri, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Variabel – variabel dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Variabel Tetap

 Volume larutan : 100 mL

 Massa bio-adsorben : 1 g  Ukuran partikel : 70 mesh  Kecepatan pengaduk : 50 rpm

 Suhu : 25oC

2. Variabel Bebas

 Waktu pengambilan sampel : kelipatan 20 menit (120 menit)

 pH : 3; 4,5; 6; 7,5; 9

 Perbandingan konsentrasi (ppm) : (20:40); (30:30); (40:20)

Bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah batang jagung sebagai adsorben, kadmium asetat (Cd(CH3COO)2.2H2O) sebagai sumber

kadmium (Cd2+), tembaga (II) sulfat (CuSO4) sebagai sumber tembaga (Cu2+),

asam klorida (HCl) dan natrium hidroksida (NaOH) sebagai pengatur pH, air

(H-2O) sebagai pelarut. Sedangkan alat analisis utama yang digunakan dalam

penelitian ini adalah Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). Hasil analisis yang akan diperoleh akan menggambarkan pengaruh kapasitas adsorpsi terhadap waktu, pH dan konsentrasi; menentukan pemodelan kinetik dan difusi; dan menentukan prefential adsorption, yaitu nilai yang menunjukkan besaran kompetisi adsorpsi.

ABSTRAK

Aktivitas berbagai industri pada umumnya menghasilkan limbah cair yang sering menjadi permasalahan bagi lingkungan karena mengandung berbagai macam kontaminan yang berbahaya. Pencemaran ini berdampak pada penurunan kualitas air dan meningkatnya padatan tersuspensi pada air. Logam berat menimbulkan ancaman lingkungan yang besar karena dapat menimbulkan kandungan racun yang tinggi terhadap ekosistem dan manusia. Oleh karena itu, perlu dilakukan upaya penghilangan (adsorpsi) logam berat dari badan air dengan menggunakan adsorben, yaitu batang jagung. Dari hasil analisis sementara, laju adsorpsi optimum terjadi pada 20 menit pertama. Pemodelan kinetika adsorpsi, sangat cocok menggunakan persamaan orde dua dan merupakan model difusi internal. Jika dilihat dari variasi pH larutan biner, kapasitas adsorpsi tertinggi terjadi pada pH 6 (Cd2+/Cu2+//30:30 ppm) yaitu Cd = 2,1735 mg/g dan Cu = 1,8319 mg/g. Namun, apa bila dilihat dari perbandingan konsentrasi, kapasitas tertinggi terjadi pada konsentrasi Cd2+/Cu2+ 40:20 ppm (pH: 4,5) yaitu Cd = 2,7455 mg/g dan Cu = 1,0969 mg/g. Namun, apabila dilihat dari faktor separasi, proses adsorpsi biner lebih baik pada pH rendah dan konsentrasi kadmium yang kecil.

Kata kunci : adsorpsi, kompetisi adsorpsi, adsorben, batang jagung, kadmium, tembaga, kinetika adsorpsi, kapasitas adsorpsi

ABSTRACT

Activity of various industry generally produces wastewater that is often a problem for the environment because they contain a wide variety of harmful contaminants. This pollution impact on the water quality and increased suspended solids in the water. Heavy metals pose a major environmental threat because it can cause high toxicity to ecosystems and humans. Therefore, it is necessary to attempt removal (adsorption) of heavy metals from water bodies using adsorbents, corn stalks. From the results of the analysis, the adsorption rate is rapid in the first 20 minutes. Adsorption kinetics modeling, it is suitable to use a second order equation and an internal diffusion model. If seen from the variation of the pH of binery solution, the highest adsorption capacity at pH 6 (Cd2+:Cu2+ // 30:30 ppm), ie Cd = 2.1735 mg / g and Cu = 1.8319 mg / g. However, what if seen from a comparison of concentration, the highest capacity occurred at a concentration of Cd2+:Cu2+ 40:20 ppm (pH: 4.5), ie Cd = 2.7455 mg / g and Cu = 1.0969 mg / g. However, when seen from the separation factor, adsorption processes multi-system is better at low pH and

concentrations of cadmium were small.

Keywords : adsorption, competitive adsorption, adsorbent, corn stalk, cadmium, copper, adsorption kinetic, adsorption capasity

SKRIPSI

KOMPETISI ADSORPSI LOGAM BERAT KADMIUM (Cd

2+

)

DAN TEMBAGA (Cu

2+

) DALAM LARUTAN BINER

MENGGUNAKAN ADSORBEN BATANG JAGUNG (Zea mays)

Oleh

HERMAN MUGIONO

110405039

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

PRAKATA

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat yang telah dilimpahkan kepada kita semua, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi

ini yang berjudul ”Kompetisi Adsorpsi Logam Berat Kadmium (Cd2+) dan Tembaga

(Cu2+) dalam Larutan Biner Menggunakan Adsorben Batang Jagung (Zea mays)” sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan.

Hasil penelitian bermanfaat untuk mengatasi permasalahan tentang pencemaran logam berat yang sering terdapat pada badan air. Solusi yang ditawarkan juga dinilai ekonomis, karena batang jagung dapat dengan mudah didapatkan dan belum

dimanfaatkan. Selain itu untuk dapat digunakan sebagai adsorpben, batang jagung tidak perlu mendapatkan perlakuan khusus, seperti aktivasi, sehingga dapat mengurangi biaya operasional dan produksi.

Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dosen pembimbing penelitian ini, Bapak Bode Haryanto, ST, MT, Ph.D.

2. Dosen penguji penelitian, Bapak Prof. Dr. Ir., M. Turmuzi, MS dan Ibu Ir., Seri Maulina, MSChE, Ph.D.

3. Koordinator Penelitian, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara,Ibu Ir., Renita Maurung, M.T.

4. Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Bapak Dr. Eng. Ir., Irvan, M.Si.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna untuk itu adanya kritik serta saran yang membangun sangat diperlukan untuk penyempurnaan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini ada manfaatnya bagi penulis dan para pembaca.

Medan, 27 Januari 2016 Penulis

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Permukaan Batang Jagung pada Perbesaran 500 Kali ... 8

Gambar 2.2 Struktur Kimia Batang Jagung ... 9

Gambar 2.3 Ukuran Pori dan Ukuran Berbagai Molekul pada Umumnya ... 9

Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Larutan Logam (Biner) ... 18

Gambar 3.2 Flowchart Preparasi Batang Jagung ... 19

Gambar 3.3 Flowchart Analisis Pengaruh pH ... 20

Gambar 3.4 Flowchart Analisis Pengaruh Konsentrasi ... 21

Gambar 4.1 Kapasitas Adsorpsi Ion Cd2+/Cu2+ pada pH 4,5 dan Konsentrasi Larutan (30:30 ppm)... 22

Gambar 4.2 Nilai kapasitas Adsorpsi Maksimum (qmax) pada Berbagai Variasi pH dengan Perbandingan Konsentrasi Awal Cd2+/Cu2+ 30:30 ppm ... 19

Gambar 4.3 Nilai kapasitas Adsorpsi Maksimum (qmax) untuk Berbagai Perbandingan Konsentrasi Awal Cd2+/Cu2+ pada pH 4,5 Selama 2 Jam ... 19

Gambar 4.4 Pemodelan Orde Satu pada pH 4,5 dan Konsentrasi Larutan Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm) ... 27

Gambar 4.5 Pemodelan Orde Dua pada pH 4,5 dan Konsentrasi Larutan Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm) ... 27

Gambar 4.6 Pemodelan Kinetika Difusi Eksternal pada pH 4,5 dan Konsentrasi Larutan Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm) ... 35

Gambar 4.7 Pemodelan Kinetika Difusi Internal pada pH 4,5 dan Konsentrasi Larutan Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm) ... 36

Gambar C.1 Tanaman Jagung yang Akan Digunakan Sebagai Adsorben ... 54

Gambar C.6 Material Logam Berat yang Digunakan ... 56

Gambar C.7 Larutan (Stock Solution) ... 57

Gambar C.8 Pengatur Keasaman NaOH (0,1 M) dan HCl (0,1 M) ... 57

Gambar C.9 Larutan BINER (Sampling) ... 58

Gambar C.10 Proses Adsorpsi (Shaking) ... 58

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1.1 Data Beberapa Hasil Penelitian Terbaru yang Memanfaatkan

Batang Jagung sebagai Biosorban dalam Menyerap Ion Logam 2

Tabel 4.1 Hubungan Antara Kapasitas Adsorpsi, q (%), Terhadap Waktu (t) Berbagai Variasi pH Berdasarkan Perandingan Konsentrasi Tetap

Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm) 23

Tabel 4.2 Hubungan Antara Kapasitas Adsorpsi, q (%), Terhadap Waktu (t)

pada Berbagai Perbandingan Konsentrasi dan pH Tetap 4,5 23

Tabel 4.3 Nilai Kapasitas Maksimum (qmax) pada Berbagai Variasi pH

dengan Perbandingan Konsentrasi Awal Cd2+/Cu2+ 30:30 ppm

selama 2 Jam 24

Tabel 4.4 Nilai Kapasitas Maksimum (qmax) pada Berbagai Perbandingan

Konsentrasi C0 Cd 2+

/Cu2+ 30:30 ppm pada pH 4,5 selama 2 Jam 25 Tabel 4.5 Pemodelan Laju Rata-Rata Kinetika Adsorpsi Cd2+/Cu2+ pada

Adsorben Batang Jagung dalam Larutan Biner 27

Tabel 4.6 Pemodelan Laju Rata-Rata Kinetika Difusi Cd2+/Cu2+ pada

Adsorben Batang Jagung dalam Larutan Biner Selama 2 Jam 30

Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Separation Factor pada Kondisi Setimbang (qe)

dalam Rentang Waktu 2 Jam 33

Tabel 4.8 Sifat Kimia-Fisika Kadmium dan Tembaga 33

Tabel A.1 Data Kalibrasi Larutan Standar 39

Tabel A.2 Data Percobaan pada pH 3 dan Konsentrasi Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm) 39 Tabel A.3 Data Percobaan pada pH 4,5 dan Konsentrasi Cd2+/Cu2+ (30:30

ppm) 40

Tabel A.4 Data Percobaan pada pH 6 dan Konsentrasi Cd2+/Cu2+ (30:30 ppm) 40 Tabel A.5 Data Percobaan pada pH 7,5 dan Konsentrasi Cd2+/Cu2+ (30:30

ppm) 40

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN A DATA BAHAN BAKU 39

A.1 DATA KALIBRASI LARUTAN STANDAR HASIL ANALISIS

AAS 39

A.2 DATA ADSORBANSI DAN KONSENTRASI LARUTAN

BINER 39

LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN 42

B.1 PEMBUATAN LARUTAN BINER (STOCK SOLUTION) 42

B.2 PERHITUNGAN KAPASITAS ADSORPSI 43

LAMPIRAN C DOKUMENTASI PERCOBAAN 44

E.1 SAMPEL DAN BAHAN BAKU 44

DAFTAR SINGKATAN

AAS Atomic Adsorption Spectrofotometri

MBR Membrane Bioreactor

pH power of Hydrogen

ppm part per million

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Dimensi

C Konsentrasi larutan mg/l

Cd2+ Ion kadmium

Cd(CH3COO)2.2H2O Kadmium asetat

Cu2+ Ion tembaga

CuSO4 Tembaga (II) sulfat

HCl Asam klorida

K Konstanta Adsorpsi l/mg

mads Massa adsorben g

NaOH Natrium Hidroksida

q Kapasitas adsorpsi mg/g

R% Percent Removal %

t Waktu s

V Volume larutan l

α Tetapan laju adsorpsi awal mg/g.min

α Faktor separasi