Pengaruh Suhu Aktivasi Terhadap Kualitas Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu Sembarang Yang Dimanfaatkan Sebagai Penjernihan Air Sumur Ds. Sumber Karya Kec. Binjai Timur Kota Binjai

PENGARUH SUHU AKTIVASI TERHADAP KUALITAS KARBON AKTIF SERBUK GERGAJI KAYU SEMBARANG YANG

DIMANFAATKAN SEBAGAI PENJERNIHAN AIR SUMUR Ds. SUMBER KARYA Kec. BINJAI TIMUR KOTA BINJAI

SKRIPSI

AGUS NINGSIH

090801001

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2014

PENGARUH SUHU AKTIVASI TERHADAP KUALITAS KARBON AKTIF SERBUK GERGAJI KAYU SEMBARANG YANG

DIMANFAATKAN SEBAGAI PENJERNIHAN AIR SUMUR Ds. SUMBER KARYA Kec. BINJAI TIMUR KOTA BINJAI

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

AGUS NINGSIH 090801001

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2014

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH SUHU AKTIVASI TERHADAP

KUALITAS KARBON AKTIF SERBUK GERGAJI KAYU SEMBARANG YANG DIMANFAATKAN SEBAGAI PENJERNIHAN AIR SUMUR Ds. SUMBER KARYA Kec. BINJAI TIMUR KOTA BINJAI

Kategori : SKRIPSI

Nama : AGUS NINGSIH

Nomor Induk Mahasiswa : 090801001

Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, Januari 2014

Komisi Pembimbing

Pembimbing I, Pembimbing II,

Drs. Herli Ginting, MS Tua Raja Simbolon, S.Si, M.Si NIP. 195505191986011001 NIP. 197211152000121001

Diketahui/Disetujui oleh:

Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua

Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003

PERNYATAAN

PENGARUH SUHU AKTIVASI TERHADAP KUALITAS KARBON AKTIF SERBUK GERGAJI KAYU SEMBARANG YANG

DIMANFAATKAN SEBAGAI PENJERNIHAN AIR SUMUR Ds. SUMBER KARYA Kec. BINJAI TIMUR KOTA BINJAI

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 28 Januari 2014

AGUS NINGSIH 090801001

PENGHARGAAN

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada ALLAH SWT atas segala rahmat dan karuniaNya yang telah memberikan hikmat dan kesehatan kepada penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Skripsi berjudul “PENGARUH SUHU AKTIVASI TERHADAP KUALITAS KARBON AKTIF SERBUK GERGAJI KAYU SEMBARANG YANG DIMANFAATKAN SEBAGAI PENJERNIHAN AIR SUMUR Ds. SUMBER KARYA Kec. BINJAI TIMUR KOTA BINJAI”, disusun untuk menyelesaikan Program Sarjana S-1 pada Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara.

Pada kesempatan ini penulis banyak mengucapkan terimakasih kepada Bapak Drs. Herli Ginting, MS dan Bapak Tua Raja Simbolon, S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak memberikan bimbingan. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Sutarman selaku Dekan FMIPA USU, ketua dan sekretaris Departemen Fisika FMIPA USU Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr. Mester Sitepu, M.Sc selaku dosen wali penulis. Ucapan terima kasih kapada Ibu Sri Pratiwi Aritonang, SSi,MSi yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini serta kepada Dosen, staff dan karyawan Departemen Fisika FMIPA USU yang telah membantu penulis dalam melaksanakan perkuliahan selama berada di Departemen Fisika S1.

Teristimewa juga saya ucapkan terimakasih yang begitu besar kepada kedua orang tua saya yang sangat saya cintai, Ayahanda Zainuddin dan Ibunda Fauziah Hanum untuk semua dukungan yang telah diberikan dalam penyelesaian tugas akhir saya ini baik dalam dukungan, moril dan materil. Tidak lupa juga saya berterimakasih kepada adik – adik penulis dan kepada seluruh keluarga besar saya yang sudah banyak membantu dalam segala hal, saya ucapakan terimakasih.

Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada seluruh rekan-rekan stambuk 2009 Fisika FMIPA USU terutama Monora Panca Bakara selaku teman seperjuangan dalam melaksanakan penelitian, Agus P Siahaan, Suhartina Malau,Ferdi Aulia, Poltak, Zainaluddin,Helen,Nurzannah,Fitri Yuniarti, Arvilla, yang telah banyak memberikan semangat dan motivasi serta membantu selama penulis di Fisika. Dan juga kepada rekan-rekan di Lab Kimia Analitik dan Lab Kimia Dasar LIDA atas bantuan yang telah diberikan kepada peneliti selama melakukan penelitian. Dan Kepada adik-adik stambuk 2012 ,adin, cut hani, fauzi, iqbal, fitri,halim dan lainnya yang tidak bisa penulis sebutkan namanya penulis ucapkan terimakasih atas dukungannya. Dan tidak terlupakan buat yang tercinta dan terkasih M. Junaidi Hakim NST, SSi atas dukungan dan perhatiaanya kepada penulis.

Akhir kata, Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih banyak kesalahan dan kekurangan disebabkan keterbatasan pengetahuan yang penulis miliki. Namun demikian, penulis telah berusaha semaksimal mungkin dengan harapan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya. Dan penulis juga sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan skripsi ini sehingga jadi lebih bermanfaat bagi semua pembaca.

PENGARUH SUHU AKTIVASI TERHADAP KUALITAS KARBON AKTIF SERBUK GERGAJI KAYU SEMBARANG YANG DIMANFAATKAN SEBAGAI PENJERNIHAN AIR SUMUR

Abstrak

Telah dilakukan pembuatan karbon aktif dengan metode aktivasi secara kimia fisika yaitu dengan mencampurkan karbon dengan larutan asam fospat 15% yang didiamkan selama 24 jam kemudian dilanjutkan dengan pemanasan di dalam tanur pada suhu 500oC sampai 800oC dengan waktu pemanasan selama 1 jam. Penelitian ini dilakukan bertujuan untuk mengetahui kualitas arang aktif yang dipengaruhi oleh suhu aktivasi serta bagaimana daya serap karbon aktif terhadap kekeruhan air sumur. Pada analisa daya serap karbon aktif terhadap air sumur, metode yang digunakan adalah pengendapan selama 2 jam dengan 100 mL air mulai dari 2 gram sampai 10 gram. Karbon aktif yang digunakan berasal dari serbuk gergaji kayu campuran. Dari hasil penelitian telah peneliti lakukan menunjukkan bahwa karbon aktif yang mempunyai karakteristik terbaik adalah karbon aktif yang diaktivasi pada suhu 800oC dan waktu aktivasi 1 jam yang menghasilkan kadar air 11,8%, kadar abu 7,5%, kadar zat mudah menguap 22,6%, kadar karbon terikat 69,9% dan daya serap terhadap kalium iodida 252,2099 mg/g. Dari karbon aktif yang mempunyai karakteristik terbaik ini digunakan untuk mengurangi tingkat kekeruhan air sumur. Hasil kekeruhan air sumur yang diadsorbsi karbon aktif serbuk gergaji kayu sembarang memperoleh hasil yang lebih baik dari pada hasil kekeruhan air sumur yang diadsorbsi oleh karbon aktif komersial.

Kata kunci : Karbon aktif, karbon aktif komersial, serbuk gergaji kayu sembarang, aktivasi, penjernihan air

EFFECT OF THE ACTIVATION TEMPERATURE ON THE QUALITY OF WOOD SAWDUST MIXTURE ACTIVATED CARBON WHICH IS

USED WATER PURIFICATION WELLS Abstract

Activated carbon has been fabricated with the method activation physical chemistry by mixing carbon with phosphate 15% acid solution was allowed to stand for 24 hours was followed by heating in a furnace at a temperature of 500oC to 800oC with heating time for 1 hour. This research was conducted aimed to determine the quality of activated charcoal which was influenced by the activation temperature and how active carbon absorption of the turbidity of water wells. In the analysis of activated carbon absorption to water wells, the method used was the precipitation for 2 hours with 100 mL of water ranging from 2 grams to 10 grams. Activated carbon is derived from wood sawdust mixture. From the research has been done show that activated carbon has the best characteristics of the activated carbon was activated at a temperature of 800oC and heating time for 1 hour with a water content of 11.8%, ash content7.5%, volatile matter content of 22.6%, a

carbon content of 69,9% and the absorption

of potassium iodide 252.2099 mg / g. Of activated carbon that has the best characteristics was used to reduce the turbidity of water wells. The results of well water turbidity adsorbed activated carbon mixed wood sawdust obtained better results than the results of turbidity adsorbed by commercial activated carbon.

Keywords: Activated carbon, commercial activated carbon, wood sawdust mixture, activation, water purification

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i

Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak v

Abstract vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel x

Daftar Gambar xi

BAB I Pendahuluan

1.1. Latar Belakang Masalah 1

1.2. Rumusan Masalah 2

1.3. Batasan Masalah 2

1.4.Tujuan Penelitian 3

1.5. Manfaat Penelitian 3

1.6. Sistematika Penulisan 3

BAB II Tinjauan Pustaka

2.1. Serbuk Gergaji kayu 5

2.2. Karbon Aktif (Arang Aktif) 6

2.2.1. Struktur Karbon Aktif 8

2.2.2. Proses Aktivasi Karbon Aktif 10

2.2.3. Sifat Karbon Aktif 11

2.2.4. Kualitas Karbon Aktif 12

2.2.5. Kegunaan Karbon Aktif 13

2.3. Adsorbsi 14

2.3.2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Adsorbsi 15

2.3.3. Adsorben 16

2.4. Kualitas Air 17

2.5. Pengujian Kualitas Karbon Aktif 18

BAB III Metode Penelitian

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 21

3.2. Alat dan Bahan 21

3.3. Prosedur Penelitian 22

3.3.1. Proses Pengarangan Serbuk Gergaji Kayu 22 3.3.2. Proses Pengaktivasian Karbon Aktif 22 3.3.3. Uji Kualitas Karbon Aktif 22

3.3.4. Uji Kualitas Air Sumur 24

3.4. Diagram alir Penelitian 25

3.4.1.Diagram pembuatan arang serbuk gergaji kayu 25 3.4.2.Diagram aktivasi karbon aktif serbuk gergaji kayu 26 3.4.3.Diagram Analisa Kualitas Karbon Aktif Serbuk Gergaji

Kayu 27

3.4.4.Diagram Analisa Daya Serap Karbon Aktif Serbuk Gergaji

Kayu 29

BAB IV Hasil dan Pembahasan

4.1. Hasil Penelitian 31

4.1.1.Analisis Kadar Air Karbon Aktif 31 4.1.2.Analisis Kadar Abu Karbon Aktif 33 4.1.3.Analisis Kadar Zat Mudah Menguap Karbon Aktif 34 4.1.4.Analisis Kadar Karbon Terikat Pada Karbon Aktif 35 4.1.5.Analisis Daya Serap Karbon aktif Terhadap Kalium

Iodida 37

4.1.6.Analisis Daya Serap Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu Dan Karbon Aktif Komersial Terhadap Air Sumur 38

4.2.1.Analisis Kualitas Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu 40 4.2.2.Analisis Daya Serap Karbon Aktif Terhadap Kekeruhan

Air Sumur 41

BAB V Kesimpulan dan Saran

5.1. Kesimpulan 42

5.2. Saran 43

Daftar Pustaka Lampiran I Lampiran II

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Kualitas Arang Aktif 12

Tabel 2.2. Penggunaan Arang Aktif Dalam Bidang Industri, Kedokteran

dan lainnya 13

Tabel 2.3. Persyaratan Kualitas Air Bersih Secara Fisika 18 Tabel 4.1 hasil analisis kadar air karbon aktif serbuk gergaji kayu 32 Tabel 4.2 hasil analisis kadar abu karbon aktif serbuk gergaji kayu 33 Tabel4.3 hasil analisais kadar zat mudah menguap karbon aktif serbuk

gergaji kayu 34

Tabel 4.4 hasil analisa kadar karbon terikat pada karbon aktif serbuk

gergaji kayu 36

Tabel 4.5.Hasil Analisis Daya Serap Karbon Aktif Terhadap

Kalium Iodida 37

Tabel 4.6 Hasil Analisis Daya Serap Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu

Terhadap Air Sumur 39

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Pengaruh Ukuran Pori Pada Penyerapan Fasa Cair 9 Gambar 4.1. Grafik Pengaruh Suhu Aktivasi Karbon Aktif Serbuk Gergaji

Kayu Terhadap Kadar Air Karbon Aktif 32 Gambar 4.2. Grafik Pengaruh Suhu Aktivasi Karbon Aktif Serbuk Gergaji

Kayu Terhadap Kadar Abu Karbon Aktif 33 Gambar 4.3.Grafik Pengaruh Suhu Aktivasi Karbon Aktif Serbuk Gergaji

Kayu Terhadap Kadar Zat Mudah Menguap Karbon Aktif 35 Gambar 4.4. Grafik Pengaruh Suhu Aktivasi Karbon Aktif Serbuk Gergaji

Kayu Terhadap Kadar Karbon Terikat Pada Karbon Aktif

Serbuk Gergaji Kayu 36

Gambar.4.5. Grafik Pengaruh Suhu Aktivasi Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu Terhadap Daya Serap Kalium Iodida 38 Gambar.4.6. Grafik Daya Serap Karbon Aktif Terhadap Kekeruhan Air

PENGARUH SUHU AKTIVASI TERHADAP KUALITAS KARBON AKTIF SERBUK GERGAJI KAYU SEMBARANG YANG DIMANFAATKAN SEBAGAI PENJERNIHAN AIR SUMUR

Abstrak

Telah dilakukan pembuatan karbon aktif dengan metode aktivasi secara kimia fisika yaitu dengan mencampurkan karbon dengan larutan asam fospat 15% yang didiamkan selama 24 jam kemudian dilanjutkan dengan pemanasan di dalam tanur pada suhu 500oC sampai 800oC dengan waktu pemanasan selama 1 jam. Penelitian ini dilakukan bertujuan untuk mengetahui kualitas arang aktif yang dipengaruhi oleh suhu aktivasi serta bagaimana daya serap karbon aktif terhadap kekeruhan air sumur. Pada analisa daya serap karbon aktif terhadap air sumur, metode yang digunakan adalah pengendapan selama 2 jam dengan 100 mL air mulai dari 2 gram sampai 10 gram. Karbon aktif yang digunakan berasal dari serbuk gergaji kayu campuran. Dari hasil penelitian telah peneliti lakukan menunjukkan bahwa karbon aktif yang mempunyai karakteristik terbaik adalah karbon aktif yang diaktivasi pada suhu 800oC dan waktu aktivasi 1 jam yang menghasilkan kadar air 11,8%, kadar abu 7,5%, kadar zat mudah menguap 22,6%, kadar karbon terikat 69,9% dan daya serap terhadap kalium iodida 252,2099 mg/g. Dari karbon aktif yang mempunyai karakteristik terbaik ini digunakan untuk mengurangi tingkat kekeruhan air sumur. Hasil kekeruhan air sumur yang diadsorbsi karbon aktif serbuk gergaji kayu sembarang memperoleh hasil yang lebih baik dari pada hasil kekeruhan air sumur yang diadsorbsi oleh karbon aktif komersial.

Kata kunci : Karbon aktif, karbon aktif komersial, serbuk gergaji kayu sembarang, aktivasi, penjernihan air

EFFECT OF THE ACTIVATION TEMPERATURE ON THE QUALITY OF WOOD SAWDUST MIXTURE ACTIVATED CARBON WHICH IS

USED WATER PURIFICATION WELLS Abstract

Activated carbon has been fabricated with the method activation physical chemistry by mixing carbon with phosphate 15% acid solution was allowed to stand for 24 hours was followed by heating in a furnace at a temperature of 500oC to 800oC with heating time for 1 hour. This research was conducted aimed to determine the quality of activated charcoal which was influenced by the activation temperature and how active carbon absorption of the turbidity of water wells. In the analysis of activated carbon absorption to water wells, the method used was the precipitation for 2 hours with 100 mL of water ranging from 2 grams to 10 grams. Activated carbon is derived from wood sawdust mixture. From the research has been done show that activated carbon has the best characteristics of the activated carbon was activated at a temperature of 800oC and heating time for 1 hour with a water content of 11.8%, ash content7.5%, volatile matter content of 22.6%, a

carbon content of 69,9% and the absorption

of potassium iodide 252.2099 mg / g. Of activated carbon that has the best characteristics was used to reduce the turbidity of water wells. The results of well water turbidity adsorbed activated carbon mixed wood sawdust obtained better results than the results of turbidity adsorbed by commercial activated carbon.

Keywords: Activated carbon, commercial activated carbon, wood sawdust mixture, activation, water purification

BAB I

PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Salah satu sifat penting dari permukaan zat adalah adsorpsi. Adsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida (cairan maupun gas) terikat pada suatu padatan dan akhirnya membentuk suatu film (lapisan tipis) pada permukaan padatan tersebut. Berbeda dengan absorpsi dimana fluida (cair maupun gas) terserap oleh fluida lainnya dengan membentuk suatu larutan. (Ginting FD, 2008).

Adsorben merupakan salah satu faktor yang penting dalam proses adsorpsi. Adsorben yang sering digunakan dalam proses adsorpsi ialah padatan berpori seperti zeolit, silika gel, dan karbon aktif. Dari beberapa jenis adsorben, pada penelitian ini adsorben yang digunakan ialah karbon aktif.

Karbon aktif (arang aktif) adalah karbon yang diproses sedemikian rupa sehingga mempunyai daya serap/adsorpsi yang tinggi terhadap bahan yang berbentuk larutan atau uap. Karbon aktif memiliki luas permukaan yang lebih tinggi dari adsorban-adsorban yang lain sehingga dapat mengadsorpsi lebih banyak molekul. Arang aktif dapat dibuat dan bahan yang mengandung karbon baik organik atau anorganik, tetapi yang biasa beredar di pasaran berasal dan tempurung kelapa, kayu, dan batubara.( Rumidatul Alfi,2006)

Untuk penelitian ini karbon aktif yang akan digunakan berasal dari serbuk gergaji kayu. Jumlah serbuk gergaji yang dihasilkan dari pengrajin kayu seperti produksi perabotan rumah tangga. Kayu yang digunakan dominan kayu lapis (triplek). Di dalam kayu lapis tersebut berbagai jenis kayu sudah ada di dalamnya .Dipilihnya serbuk gergaji kayu sebagai bahan baku karbon aktif, potensinya cukup tinggi dalam mengurangi dampak buruk kelingkungan berupa asap dari hasil pembakaran serbuk gergaji kayu. Dari hasil penelitian sebelumnya karbon aktif serbuk gergaji yang divariasikan suhu aktivasi mulai dari 700-900oC dan

variasi waktu aktivasi 30,60 dan 90 menit menghasilkan kadar air 19,26%, kadar abu 41,90 %, kadar zat menguap 9,25 %, kadar karbon terikatnya sebesar 48,85% dan daya serap terhadap iodin 1171,5 mg/g (Pari,2004). Oleh karena itu peneliti tertarik untuk menggunakan karbon aktif sebagai penjernihan air sumur yang ditinjau dari tingkat kekeruhan air.

Dari teori diatas, penulis tertarik untuk melakukan penelitian dengan judul “PENGARUH SUHU AKTIVASI TERHADAP KUALITAS KARBON AKTIF SERBUK GERGAJI KAYU SEMBARANG YANG DIMANFAATKAN SEBAGAI PENJERNIHAN AIR SUMUR Ds. SUMBER KARYA Kec. BINJAI TIMUR KOTA BINJAI”

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari penelitian yang akan dilakukan adalah :

1. Bagaimana kemampuan daya serap karbon aktif serbuk gergaji kayu yang dipengaruhi oleh variasi suhu aktivasi.

2. Bagaimana pengaruh karbon aktif serbuk gergaji kayu terhadap kekeruhan air sumur.

3. Bagainama perbandingan kualitas daya serap karbon aktif serbuk gergaji kayu dengan karbon aktif komersial terhadap kekeruhan air sumur.

I.3 Batasan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah diatas maka batasan masalah pada penelitian ini adalah

1. Media aktivasi karbon aktif serbuk arang gergaji kayu dengan asam fosfat 15% pada suhu aktivasi mulai dari 500oC sampai 800oC dengan interval 100oC

2. Variasi massa karbon aktif mulai dari 2 g sampai 10 g dengan interval 2 g terhadap 100 ml air sumur

3. Membandingkan kualitas daya serap karbon aktif serbuk gergaji kayu dengan karbon aktif komersial terhadap kekeruhan air sumur.

1.4.Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui kualitas arang aktif yang dipengaruhi suhu aktivasi 2. Untuk mengetahui pengaruh karbon aktif serbuk gergaji kayu terhadap

kekeruhan air sumur

3. Untuk mengetahui kualitas daya serap karbon aktif serbuk gergaji kayu dengan karbon aktif komersial terhadap kekeruhan air sumur.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah :

1. Sebagai informasi bagi masyarakat umum untuk bahwa serbuk gergaji kayu dapat dimanfaatkan sebagai karbon.

2. Agar mengetahui bagaimana kualitas adsorben dari serbuk gergaji kayu dalam penjernihan air.

1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan masing-masing bab adalah sebagai berikut: 1. BAB I Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang masalah, permasalahan, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan tugas akhir.

2. BAB II Tinjauan pustaka

Bab ini berisi teori yang mendasari penelitian.

Bab ini membahas tentang metode yang digunakan dan diagram alir penelitian.

4. BAB IV Hasil dan pembahasan

Bab ini membahas tentang hasil penelitian dan menganalisis data yang diperoleh dari penelitian.

5. BAB V Kesimpulan dan Saran

Menyimpulkan hasil-hasil yang didapat dari penelitian dan memberikan saran pada peneltian berikutnnya.

BAB II

TINJAUAN TEORITIS 2.1. Serbuk Gergaji Kayu

Serbuk gergaji berbentuk butiran-butiran halus yang terbuang saat kayu dipotong dengan gergaji. Jumlah serbuk gergaji yang dihasilkan dari pengrajin-pengrajin kayu seperti produksi perabotan rumah tangga. Kayu yang digunakan dominan kayu lapis (triplek). Di dalam kayu lapis tersebut berbagai jenis kayu yang ada di dalamnya. Balai Penelitian Hasil Hutan (BPHH) pada kilang penggergajian di Sumatera dan Kalimantan serta Perum Perhutani di Jawa menunjukkan bahwa rendemen rata-rata penggergajian adalah 45 persen, sisanya 55 persen berupa limbah. Sebanyak 10 persen dari limbah penggergajian tersebut merupakan serbuk gergaji

Meminimalisir pemanfaatan kayu seoptimal mungkin yang dapat memproduksi limbah kayu merupakan salah satu kebijakan Departemen Kehutanan. Namun demikian kenyataan di lapangan umumnya rendemen industri penggergajian kayu masih berkisar dari 50–60%, sebanyak 15-20% terdiri dari serbuk kayu gergajian. Diperkirakan jumlah limbah serbuk kayu gergajian di Indonesia sebanyak 0,78 juta m3/th. Untuk industri besar dan terpadu, limbah serbuk kayu gergajian sudah dimanfaatkan menjadi bentuk briket arang dan dijual secara komersial. Namun untuk industri penggergajian kayu skala industri kecil yang jumlahnya mencapai ribuan unit dan tersebar di pedesaan, limbah tersebut belum dimanfaatkan secara optimal. Limbah serbuk gergaji yang dihasilkan dari industri penggergajian masih dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, diantaranya sebagai media tanam, bahan baku furnitur dan bahan baku briket arang. Salah satu usaha meningkatkan nilai tambah dari serbuk gergajian ini adalah dibuat karbon aktif.

Dari hasil penelitian terdahulu pembuatan arang aktif dari serbuk gergaji kayu, dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh suhu dan lama waktu aktivasi terhadap hasil dan mutu arang aktif yang dihasilkan dari arang serbuk kayu gergajian dengan menggunakan bahan pengaktif yang digunakan adalah larutan H3PO4 15 %. Hasil kondisi yang terbaik terdapat pada suhu 900oC dengan waktu

aktifasi 90 menit yang menghasilkan rendemen sebesar 11,33%, kadar air 19,26%, kadar abu 41,90%, kadar zat terbang 9,25%, kadar karbon terikat 48,85%. Daya serap arang aktif terhadap benzena sebesar 10,93%, CHCl3 sebesar 30,38%, daya

serap iodium 1171,5 mg/g telah memenuhi syarat standar Jepang dan daya serap terhadap biru metilena sebesar 149,98 mg/g. Berdasarkan sifat dan besarnya daya serap terhadap biru metilena, maka arang aktif dari serbuk gergaji kayu ini dapat digunakan untuk penjernihan zat cair.(Pari Gustan,2000).

2.2. Karbon Aktif (Arang Aktif)

Karbon aktif atau sering juga disebut sebagai arang aktif, adalah suatu jenis karbon yang memiliki luas permukaan yang sangat besar. Hal ini bisa dicapai dengan mengaktifkan karbon atau arang tersebut. Hanya dengan satu gram dari karbon aktif, akan didapatkan suatu material yang memiliki luas permukaan kira-kira sebesar 500 m2 (didapat dari pengukuran adsorpsi gas nitrogen). Biasanya pengaktifan hanya bertujuan untuk memperbesar luas permukaannya saja, namun beberapa usaha juga berkaitan dengan meningkatkan kemampuan adsorpsi karbon aktif itu sendiri.(Idrus Rosita,2013)

Karbon aktif tersedia secara juga komersial dibuat dari bahan yang memiliki kandungan karbon yang tinggi seperti batubara, lignit, kayu, gambut, kulit biji, tempurung kelapa, lignin, kokas minyak bumi, dan polimer tinggi sintetik. Proses manufaktur terdiri dari dua tahap, karbonisasi dan aktivasi. Proses karbonisasi meliputi pengeringan dan pemanasan untuk menghapus yang tidak diinginkan oleh-produk

seperti tar dan hidrokarbon

lainnya. Bahan karbon kemudian pyrolyzed dan berkarbonisasi dalam rentang temperatur 400-600oC dalam suasana kekurangan oksigen. Hal ini menghilangkan fraksi molekul rendah-berat mudah

menguap dan menyebabkan bahan untuk menjalani proses aktivasi. Aktivasi dapat dicapai secara termal oleh penggunaan gas oksidasi seperti uap di atas 800oC atau karbon dioksida di suhu. yang lebih tinggi (Ferhan Cecen dkk,2012)

Pengaktifan arang pada prinsipnya adalah membuka pori-pori arang agar menjadi lebih luas, yaitu dari 2 m2/g pada arang yang sifatnya lembam menjadi 300–2000 m2/g pada arang aktif. Arang aktif disusun oleh atom-atom karbon yang terikat secara kovalen dalam kisi heksagonal yang amorf dan berupa pelat datar. Pelat-pelat ini bertumpuk satu sama lain dengan gugus hidrokarbon pada permukaannya. Dengan menghilangkan hidrogen dari gugus hidrokarbon, permukaan dan pusat arang aktif menjadi luas.(Suhartana,2006)

Arang aktif merupakan padatan berpori yang mengandung 85-90% karbon yang dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan pada suhu tinggi. Ketika pemanasan berlangsung , diusahakan agar tidak terjadi kebocoran udara di dalam ruangan pemanasan sehingga bahan yang mengandung karbon tersebut hanya terkarbonisasi dan tidak teroksidasi, sehingga mempunyai daya serap/adsorpsi yang tinggi terhadap bahan yang berbentuk larutan atau uap.

Daya serap ditentukan oleh luas permukaan partikel dan kemampuan ini dapat menjadi lebih tinggi jika terhadap arang tersebut dilakukan aktivasi dengan aktif faktor bahan-bahan kimia ataupun dengan pemanasan pada temperatur tinggi.. Arang aktif dapat dibuat dari bahan yang mengandung karbon baik organik atau anorganik, tetapi yang biasa beredar di pasaran berasal dari tempurung kelapa, kayu dan batubara.

Pada umumnya arang aktif digunakan sebagai bahan penyerap dan penjernih seperti:

1. Dalam jumlah kecil digunakan juga sebagai katalisator

2. Sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada besar atau volume pori-pori dan luas permukaan. (Rumidatul Alfi,2006)

2.2.1. Struktur Karbon Aktif

Karbon aktif memiliki struktur yang terbentuk selama proses karbonisasi. Akan tetapi struktur mikrokristalin karbon aktif berbeda dengan grafit, karena jarak

interlayer karbon aktif yaitu 0,335 nm sedangkan pada grafit berbeda antara 0,34 dan 0,35 nm dari karbon aktif. (Meenakshi,Goyal,Bansal RC,2005). Penyelidikan dengan sinar-X menunjukkan bahwa arang aktif berbentuk kristal yang sangat kecil mirip dengan struktur grafit. Grafit terdiri dari sejumlah pelat yang tersusun secara paralel dan masing-masing pelat mempunyai sistem heksagonal dengan enam atom karbon (Suhartana,2006). Daerah kristalin hanya pada ketebalan 0,7 sampai 1,1 nm, lebih kecil dibanding grafit yang teramati.

Hal ini berarti bahwa tiap-tiap kristalin biasanya hanya tiga atau empat lapis atom dengan 20 sampai 30 karbon heksagonal pada masing- masing lapisan. Besar kecilnya ukuran pori dari kristalit-kristalit arang aktif selain tergantung pada suhu karbonisasi juga bahan baku yang digunakan. Ukuran porinya dapat berkisar antara 10 - > 250 A° membagi besarnya ukuran pori kedalam tiga katagori yaitu :

1. Makropori

Makropori didefinisikan sebagai ukuran pori arang aktif yang mempunyai diameter lebih besar dari 250 A° dengan volume sebanyak 0,8 mL/g dan permukaan spesifik antara 0,5 – 2 m2/g.

2. Mesopori

Pori-pori arang aktif yang diameternya berkisar antara 50 – 250 A° dengan volume 0,1 mL/g dan permukaan spesifik antara 20 – 70 m2/g.

3. Mikropori

Pori arang aktif dengan ukuran diameter lebih kecil dari 50 A° dan terbagi atas tiga bagian yaitu :

a. Maksi mikropori

Maksi mikropori merupakan pori dengan diameter pori antara 25 – 50 A°, dapat digunakan untuk menyerap pigmen tanaman dan sangat baik untuk adsorpsi molase.

b. Mesi mikropori

Diameter pori dari mesi mikropori adalah antara 15 – 25 A°, yang sangat baik untuk menyerap zat warna terutama metilen biru.

Diameter pori mini mikropori lebih kecil dari 15 A°, dan dapat digunakan dengan baik untuk penyerapan yodium dan fenol.

Distribusi ukuran pori merupakan parameter yang penting dalam hal kemampuan daya serap arang aktif terhadap molekul yang ukurannya bervariasi. Disamping distribusi pori, bentuk pori merupakan parameter yang khusus untuk daya serap arang aktif yang terjadi. Pori-pori dengan bentuk silinder lebih mudah tertutup yang menyebabkan tidak aktifnya bagian permukaan dari arang aktif tersebut. Bila arang aktif digunakan untuk penjernihan air, lebih banyak dibutuhkan pori-pori yang terbuka karena air sebagian besar mengandung macam-macam partikel. Pengaruh dari ukuran pori untuk penyerapan fasa cair dapat dilihat pada Gambar 2.1 di bawah ini

Gambar 2.1. Pengaruh Ukuran Pori pada Penyerapan Fasa Cair Keterangan : 1. Daerah yang memungkinkan pelarut dan bahan yang akan diserap

dapat masuk.

2. Daerah yang memungkinkan pelarut dan bahan yang lebih kecil yang akan diserap dapat masuk.

3. Daerah yang hanya dimasuki pelarut. (Rumidatul Alfi,2006) 2.2.2. Proses Aktivasi Karbon Aktif

Dalam proses aktivasi arang aktif dapat dilakukan secara fisika dan secara kimia. 1. Proses aktivasi secara fisika

Proses aktivasi dilakukan dengan mengalirkan uap atau udara pada suhu 800 – 1000 oC. Aktifasi ini merupakan proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan bantuan panas, uap dan CO2. Umumnya arang

dipanaskan didalam tanur pada temperatur 800-900°C. Oksidasi dengan udara pada temperatur rendah merupakan reaksi eksoterm sehingga sulit untuk mengontrolnya. Sedangkan pemanasan dengan uap atau CO2 pada temperatur

tinggi merupakan reaksi endoterm, sehingga lebih mudah dikontrol dan paling umum digunakan.

Beberapa bahan baku lebih mudah untuk diaktifasi jika diklorinasi terlebih dahulu. Selanjutnya dikarbonisasi untuk menghilangkan hidrokarbon yang terklorinasi dan akhimya diaktifasi dengan uap. Juga memungkinkan untuk memperlakukan arang kayu dengan uap belerang pada temperature 500 °C dan kemudian desulfurisasi dengan H2 untuk mendapatkan arang dengan

aktifitas tinggi. Dalam beberapa bahan arang yang diaktifasi dengan pencampuran bahan kimia, diberikan akttifasi kedua dengan uap untuk memberikan sifat fisika tertentu. (Rumidatul Alfi,2006)

2. Proses aktivasi secara kimia

Proses ini dilakukan dengan merendam bahan baku pada bahan kimia seperti H3PO4, ZnCl2, HCl, H2SO4, CaCl2, K2S, NaCl, dan lain-lain. Arang aktif

mengandung unsur selain karbon yang terikat secara kimiawi, yaitu hidrogen dan oksigen . Kedua unsur tersebut berasal dari bahan baku yang tertinggal akibat tidak sempurnanya karbonisasi atau dapat juga terjadi ikatan pada proses aktivasi. Adanya hidrogen dan oksigen mempunyai pengaruh yang besar pada sifat-sifat karbon aktif. Unsur unsur ini berkombinasi dengan unsur-unsur atom karbon membentuk gugus fungsional misalnya: gugus karboksilat, gugus hidroksifenol, gugus kuinon tipe karbonil, gugus normalakton, lakton tipe flueresence, asam karboksilat anhidrida dan peroksida siklis. ( Sudibandriyo dkk,2011)

2.2.3. Sifat Karbon Aktif

Karbon aktif yang baik mempunyai persyaratan seperti yang tercantum pada SII No.0258 -79. Sifat karbon aktif yang paling penting adalah daya serap. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya serap adsorpsi, yaitu :

Banyak senyawa yang dapat diadsorpsi oleh karbon aktif, tetapi kemampuannya untuk mengadsorpsi berbeda untuk masing- masing senyawa. Adsorpsi akan bertambah besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul serapan dari sturktur yang sama, seperti dalam deret homolog. Adsorbsi juga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap, struktur rantai dari senyawa serapan.

2. Temperatur/ suhu.

Dalam pemakaian karbon aktif dianjurkan untuk menyelidiki suhu pada saat berlangsungnya proses. Karena tidak ada peraturan umum yang bisa diberikan mengenai suhu yang digunakan dalam adsorpsi. Faktor yang mempengaruhi suhu proses adsoprsi adalah viskositas dan stabilitas thermal senyawa serapan (Atmoko R.D,2012).Jika pemanasan tidak mempengaruhi sifat-sifat senyawa serapan, seperti terjadi perubahan warna mau dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada titik didihnya. Untuk senyawa volatil, adsorpsi dilakukan pada suhu kamar atau bila memungkinkan pada suhu yang lebih kecil.

3. pH (Derajat Keasaman).

Untuk asam-asam organik, adsorpsi akan meningkat bila pH diturunkan, yaitu dengan penambahan asam-asam mineral. Ini disebabkan karena kemampuan asam mineral untuk mengurangi ionisasi asam organik tersebut. Sebaliknya bila pH asam organik dinaikkan yaitu dengan menambahkan alkali, adsorpsi akan berkurang sebagai akibat terbentuknya garam.

4. Waktu Singgung

Bila karbon aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan waktu untuk mencapai kesetimbangan. Waktu yang dibutuhkan berbanding terbalik dengan jumlah arang yang digunakan. Selisih ditentukan oleh dosis karbon aktif, pengadukan juga mempengaruhi waktu singgung. Pengadukan dimaksudkan untuk memberi kesempatan pada partikel karbon aktif untuk bersinggungan dengan senyawa serapan. Untuk larutan yang mempunyai viskositas tinggi, dibutuhkan waktu singgung yang lebih lama.(Suhendra,2010).

2.2.4. Kualitas Karbon Aktif

Kualitas arang aktif tergantung dari jenis bahan baku, teknologi pengolahan, cara pengerjaan dan ketetapan penggunaannya. Oleh karena itu, dari produsen yang perlu diketahui adalah kualitas apa yang ingin dihasilkan dengan menggunakan bahan baku yang ada, serta untuk apa tujuan kegunaan arang aktif tersebut. Berdasarkan standar kualitas arang aktif menurut SNI 06 - 3730 – 1995 tertulis pada tabel berikut ini :

Tabel 2.1 Kualitas arang aktif menurut SNI

No Uraian Persyaratan kualitas

Butiran Serbuk 1 Bagian yang hilang pada pemanasan 950oC, % Maks 15 Maks 25

2 Kadar air,% Maks 4,5 Maks 15

3 Kadar abu, % Maks 2,5 Maks 10

4 Bagian tidak mengarang 0 0

5 Karbon aktif murni Min 80 Min 65

6 Daya serap terhadap I2, mg/g Min 750 Min 750

7 Daya serap terhadap benzena,% Min 25 -

8 Daya serap terhadap biru metilen, mg/g Min 60 Min 120 9 Berat jenis curah, g/ml 0,46-0,55 0,3-0,35

10 Lolos mesh 325, % - Min 90

11 Jarak mesh,% 90 -

12 Kekerasan, % 80 -

Sumber : Anonim (1995)

2.2.5. Kegunaan Karbon Aktif

Ada dua macam jenis arang aktif yang dibedakan menurut fungsinya 1. Arang penjerap gas (gas adsorbent carbon)

Jenis arang ini digunakan untuk menjerap kotoran berupa gas. Pori-pori yang terdapat pada arang jenis ini adalah mikroPori-pori yang menyebabkan molekul gas akan mampu melewatinya, tapi molekul dari cairan tidak bisa melewatinya. Karbon jenis ini dapat ditemui pada karbon tempurung kelapa.

2. Arang fasa cair (liquid-phase carbon)

Arang jenis ini digunakan untuk menjerap kotoran/zat yang tidak diinginkan dari cairan atau larutan. Jenis pori-pori dari karbon ini

adalah makropori yang memungkinkan molekul besar untuk masuk. Arang jenis ini biasanya berasal dari batubara dan selulosa. Saat ini arang aktif telah digunakan secara luas dalam industri kimia, pangan dan farmasi.(Yustinah Hartini,2011). Umumnya arang aktif digunakan sebagai bahan penjerap dan pemurni, dalam jumlah kecil juga digunakan sebagai katalis. Arang aktif dapat memurnikan produk yang dihasilkan industri dan juga berguna untuk mendapatkan kembali zat-zat berharga dari campurannya serta sebagai obat.

Dilihat dari kegunaannya karbon aktif juga sering digunakan dibidang – bidang industri, bidang kedokteran dan lainnya seperti yang tertulis pada tabel 2.2 di bawah ini :

Tabel 2.2 penggunaan arang aktif dalam bidang industri,kedokteran dan lainnya

No Pemakai Kegunaan Jenis/Mesh

1. Industri obat dan makanan

Menyaring, penghilang bau dan rasa

8x30, 325 2. Minuman keras

dan ringan

Penghilang warna, bau pada minuman

4x8, 4x12 3. Kimia

perminyakan

Penyulingan bahan mentah 4x8, 4x12,8x30 4. Budi daya udang Pemurnian,penghilangan ammonia,

netrite phenol dan logam berat

4x8,4x12 5. Industri gula Penghilangan zat-zat warna,

menyerap proses penyaringan menjadi lebih sempurna

4x8,4x12

6. Pelarut yang digunakan

kembali

Penarikan kembali berbagai pelarut 4x8,4x12,8x30

7. Pemurnian gas Menghilangkan sulfur, gas beracun, bau busuk asap

4x8,4x12 8. Katalisator Reaksi katalisator pengangkut vinil

chloride,vinil acetat

4x8,4x30 9. Pengolahan

pupuk

Pemurnian, penghilang bau 8x30 10. Produksi Baja Penguat Baja

Sumber : Sembiring TM dan Sinaga TS(2003)

2.3. Adsorbsi

Adsorbsi adalah proses dimana molekul-molekul fluida menyentuh dan melekat pada permukaan padatan. Adsorbsi adalah fenomena fisik yang terjadi saat molekul-molekul gas atau cairan dikontakkan dengan suatu permukaan padatan tersebut. Molekul – molrkul pada permukaan zat padat atau zat cair mempunyai gaya dalam keadaan tidak setimbang (unbalance) yang cenderung tertarik ke arah dalam (gaya kohesi > gaya adhesi). (Atmoko RD,2012)

Walaupun adsorbsi biasanya dikaitkan dengan perpindahan dari suatu gas atau cairan kesuatu permukaan padatan, perpindahan dari suatu gas kesuatu permukaan cairan juga terjadi. Subtansi yang terkonsentrasi pada permukaan didefenisi sebagai adsorbat dan material dimana adsorbat terakumulasi didefenisi sebagai adsorben.

Adsorpsi atau penjerapan adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida, cairan maupun gas , terikat kepada suatu padatan atau cairan (zat penjerap, adsorben) dan akhirnya membentuk suatu lapisan tipis atau film (zat terjerap, adsorbat) pada permukaannya. Berbeda dengan absorpsi yang merupakan penyerapan fluida oleh fluida lainnya dengan membentuk suatu larutan.(Ginting,FD,2008)

Proses adsorbsi dapat berlangsung jika suatu permukaan padatan dan molekul-molekul gas atau cair,dikontakkan dengan molekul-molekol tersebut,maka didalamnya terdapat gaya kohesif termasuk gaya hidrostatik dan gaya ikatan hidrogen yang bekerja diantara molekul seluruh material. Gaya-gaya yang tidak setimbang pada batas fasa tersebut menyebabkan perubahan-perubahan konsentrasi molekul pada interface solid/fluida. padatan berpori yang menghisap (adsorption) dan melepaskan (desorption) suatu fluida disebut adsorben. Molekul fluida yang dihisap tetapi tidak terakumulasi/melekat disebut adsorptive,sedangkan yang terakumulasi/melekat disebut adsorbat.

Adsorpsi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu adsorpsi fisika (disebabkan oleh gaya Van Der Waals (penyebab terjadinya kondensasi gas untuk membentuk cairan) yang ada pada permukaan adsorbens) dan adsorpsi kimia (terjadi reaksi antara zat yang diserap dengan adsorben, banyaknya zat yang teradsorbsi

tergantung pada sifat khas zat padatnya yang merupakan fungsi tekanan dan suhu). Adsorben yang dapat mengadsorpsi secara fisika dan kimia seperti composite adsorbent

2.3.2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Adsorbsi

Performa mesin pendingin adsorbsi sangat dipengaruhi baik oleh perpindahan kalor maupun perpindahan massa. Sedangkan daya adsorpsi dipengaruhi oleh tiga faktor yaitu :

1. Tekanan (P), Tekanan yang dimaksud adalah tekanan adsorbat. kenaikan tekanan adsorbat dapat menaikan jumlah yang diadsorbsi.

2. Temperatur absolut (T), Temperatur yang dimaksud adalah temperatur adsorbat. Pada saat molekul-molekul gas atau adsorbat melekat pada permukaan adsorben akan terjadi pembebasan sejumlah energi yang dinamakan peristiwa eksotermis. Berkurangnya temperatur akan menambah jumlah adsorbat yang akan teradsorbsi demikian juga untuk peristiwa sebaliknya.

3. Interaksi potensial (E), interaksi potensial antara adsorbat dengan dinding adsorben sangat bervariasi, tergantung dari sifat adsorbat-adsorben.

4. Jenis adsorbat

a. Ukuran molekul adsorbat

Ukuran molekul yang sesuai merupakan hal penting agar proses adsorbsi dapat terjadi, karena molekul-molekul yang dapat diadsorbsi adalah molekul-molekul yang diameternya lebih kecil atau sama dengan diameterpori adsorben.

b. Kepolaran zat

Apabila berdiameter sama, molekul-molekul polar lebih kuat diadsopsi daripada molekul-molekul tidak polar. Molekul-molekul yang

lebih polar dapat menggantikan molekul-molekul yang kurang polar yang terlebih dahulu teradsorpsi.

2.3.3. Adsorben

Kemampuan kerja alat untuk menghasilkan suhu yang rendah sangat dipengaruhi oleh jenis adsorben. Dimana penyerapan adsorben dipengaruhi oleh volume yang dipekai dan luas permukaan spesifik. Karakteristik adsorben yang dibutuhkan untuk adsorbsi yang baik :

1. Luas permukaan adsorben. Semakin besar luas permukaan maka semakin besar pula daya adsorpsinya, karena proses adsopsi terjadi pada pemukaan adsorben.

2. tidak ada perubahan volume yang berarti selama proses adsorbsi dan desopsi.

3. Kemurnian adsorben. Adsorben yang memiliki tingkat kemurnian tinggi, daya adsorbsinya lebih baik.

Jenis/gugus fungsi atom yang ada pada permukaan adsorben. Sifat-sifat atom di permukaan berkaitan dengan interaksi molekular antara adsorbat dan adsorben yang lebih besar pada adsorbat tertentu.(Ginting FD,2008)

2.4. Kualitas Air

Semua organisme selalu membutuhkan air untuk kelangsungan hidupnya. Hal ini disebabkan semua reaksi biologis yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup berlangsung dalam medium air. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa tidak mungkin ada kehidupan tanpa adanya air. Tetapi sering sekali terjadi pengotoran dan pencemaran air dengan kotoran-kotoran dan sampah. Oleh karena itu air dapat menjadi sumber atau perantara berbagai penyakit.

Kelayakan air dapat diukur secara kualitas dan kuantitas. Kualitas air adalah sifat air dan kandungan makhluk hidup, zat, energi, atau komponen lain

dalam air yang mencakup kualitas fisik, kimia, dan biologis. Pada penelitian ini kualitas secara fiska yang akan kita lihat disini. Maka syarat-syarat air yang bisa digunakan sebagai air bersih dilihat secara fisika adalah sebagai berikut :

a. Kekeruhan

Air yang berkualitas harus memenuhi persyaratan fisik seperti berikut jernih atau tidak keruh. Air yang keruh disebabkan oleh adanya butiran-butiran koloid dari bahan tanah liat. Semakin banyak kandungan tanah liat maka air semakin keruh. Derajat kekeruhan dinyatakan dengan satuan unit. b. Tidak berbau

Air yang baik memiliki ciri tidak berbau bila dicium dari jauh maupun dari dekat. Air yang berbau busuk mengandung bahan organik yang sedang mengalami penguraian oleh mikroorganisme air.

c. Tidak Berwarna

Air untuk keperluan rumah tangga harus jernih. Air yang berwarna berarti mengandung bahan-bahan lain yang berbahaya bagi kesehatan.

d. Temperaturnya normal

Air yang baik harus memiliki temperatur sama dengan temperatur udara (20 - 29 oC). Air yang secara mencolok mempunyai temperatur di atas atau di bawah temperatur udara berarti mengandung zat-zat tertentu yang mengeluarkan atau menyerap energi dalam air.

e. Rasanya Tawar

Secara fisika, air bisa dirasakan oleh lidah. Air yang terasa asam, manis,pahit, atau asin menunjukan bahwa kualitas air tersebut tidak baik. Rasa asin disebabkan adanya garam-garam tertentu yang larut dalam air, sedangkan rasa asam diakibatkan adanya asam organik maupun asam anorganik.

f. Tidak mengandung zat padatan

Bahan padat adalah bahan yang tertinggal sebagai residu pada penguapan dan pengeringan pada suhu 103-105 oC(Anonim,1995). Sedangkan bedasarkan keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 907/ MENKES/SK/VII/2002, persyaratan fisik air adalah sebagai berikut : Tabel 2.3 Persyaratan Kualitas air Bersih Secara Fisik

No Parameter Satuan Kadar Maksimum Keterangan

1 Warna TCU 15

2 Rasa dan Bau - - Tidak berbau dan Berasa 3 Temperatur oC Suhu udara ± 3 oC

4 Kekeruhan NTU 5

Sumber : (Anonim,1995)

2.5. Pengujian Kualitas Karbon Aktif

Pengujian dilakukan tehadap bebebrapa faktor yang dapat dijadikan sebagai penentu mutu arang aktif yang dihasilkan. Metode pengujian didasarkan pada metode standar (kecuali penentu nilai rehidrasi). Beberapa pengujian yang dilakukan dalam menentukan kualitas karbon aktif pada penelitian ini adalah :

1. Kadar Air (SNI,1995)

Kadar air bahan ditentukan dengan cara pengeringan didalam oven. Sebanyak 5 gram sampel yang telah dihaluskan ditimbang dengan teliti dan ditempatkan dalam cawan aluminium yang telah diketahui bobotnya konstan, selanjutnya contoh didinginkan dalam desikator selama 15 menit sebelim ditimbang beratnya.

Kadar air (%) = ���������� ������

����� ������ � 100% (2.1)

Pada prinsipnya metode ini mengandalkan penguapan zat-zat dalam arang selain air. Caranya dengan menimbang sampel sebanyak 20 gram dan dipanaskan pada suhu 800 – 900oC selama 15 menit. Kemudian didinginkan dalam desikator dan ditimbang.

Kadar zat mudah menguap (%) = (�−�)

� � 100% (2.2)

Dimana : a = berat sampel awal

b = berat sampel setelah ditanur 3. Kadar Abu Total (SNI,1995)

Ditimbang secara teliti sebanyak 5 gram sampel dalam cawan,kemudian dikeringkan di dalam oven pada suhu 105oC sampai mencapai bobot konstan. Kemudian dipanaskan pelan-pelan di atas bara atau di bawah lampu inframerah sampai asap berhanti mengepul. Setelah itu dimasukkan ke dalam tanur dan diabukan pada suhu 650oC sampai terbentuk abu putih. Abu yang terbentuk dibasahi air suling,dikeringkan dengan penangas air, kemudian pada hot plate. Setelah itu diabukan kembali sampai didapat bobot konstan.

Kadar abu total (%) = ����� ��� �����

���� ����� ℎ � 100% (2.3)

4. Kadar Karbon (SNI, 1995)

Fraksi karbon dalam arang aktif adalah hasil dari proses pengarangan selain abu,air dan zat-zat yang mudah menguap. Penentuannya dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut :

Kadar karbon terikat (%) = 100% - (b + c) (2.4) Dimana : b = zat menguap (%)

c = kadar abu (%) 5. Daya Serap Iodin (SNI, 1995)

Sampel dimasukkan kedalam erlenmeyer sebanyak 1 gram, selanjutnya ditambahkan 25 ml larutan iod monoklorida.diaduk campuran iodin dan sampel dengan hati-hati dan disimpan di tempat yang gelap selama 2 jam, ke dalam erlenmeyer di tambah 10 ml karutan kalium iodida (KI) 20% dan 150 ml air suling,kemudian diaduk dan seterusnya dititrasi dengan larutan tiosulfat 0,1 N. Sebagai petunjuk adalah larutan pati/kanji dan untuk perbandingan digunakan larutan blanko dengan cara yang sama.

Daya serap terhadap larutan iod = � –

���(�2 �2 �3)

�(�����) � 126,93 ���

� (2.5)

Dimana : A = Volume titrasi iodin (ml) B = Volume Na2S2O3 terpakai (ml)

fp= faktor pengencer a = bobot arang aktif (gr)

BAB III

METODE PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboraturium Kimia Analitik, Laboraturium Ilmu Dasar Kimia FMIPA USU dan Laboraturium Pengujian BTKLPP Medan yang dilaksanakan pada bulan September 2013 sampai selesai.

3.2. Alat dan Bahan 3.2.1. Alat

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanur pengarangan, pipet tetes, hot plate, oven, batang pengaduk, peralatan gelas ukur, botol plastik 250 ml, alu lumpang, timbangan digital,cawan porselen, botol semprot, penjepit,gelas ukur ,indikator universal, tabung erlenmeyer, buret, pipet volume labu takar 500 ml dan lainnya.

3.2.2. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan air sumur, serbuk gergaji kayu, asam posfat,kalium iodida,aquades, Na2S2O3, amilum, arang aktif komersial.

3.3. Prosedur Penelitian

3.3.1. Proses Pengarangan Serbuk Gergaji Kayu a. Dicuci serbuk gergaji kayu dengan aquades

b. Serbuk gergaji kayu dipanaskan dalam oven pada suhu 110oC selama 3 jam

c. Diarangkan serbuk gergaji kayu dengan oven pada suhu 300oC d. Didinginkan arang serbuk gergaji di dalam desikator

f. Diayak arang serbuk gergaji menjadi serbuk 100 mesh

3.3.2. Proses Pengaktivan Karbon Aktif

a. Diaktivasi secara kimia dengan merendam arang serbuk gergaji kayu dengan H3PO4 15% selama 24 jam

b. Dikeringkan arang serbuk gergaji kayu yang sudah direndam H3PO4 15%

di dalam oven pada suhu 110oC

c. Diaktivasi secara fisika dengan memanaskan campuran arang serbuk gergaji kayu dan H3PO4 pada suhu aktivasi 500oC selama 1 jam di dalam

tanur

d. Didiamkan arang aktif serbuk gergaji kayu di dalam tanur hingga suhu tanur stabil

e. Diulangi percobaan di atas dengan memvariasikan suhu akitivasi 600oC – 800oC dengan interval 100oC.

f. Diuji kualitas karbon aktif yaitu uji kadar air, kadar abu, kadar zat mudah menguap, kadar karbon terikat dan daya serap terahadap iodin

3.3.3. Uji Kualitas Karbon Aktif 1. Uji kadar air

a. Ditimbang 2 gram karbon aktif serbuk gergaji kayu sebagai massa mula-mula

b. Dipanaskan di dalam oven pada suhu 105oC selama 3 jam. c. Didinginkan karbon aktif serbuk gergaji kayu di dalam desikator d. Ditimbang kembali massa karbon aktif serbuk gergaji kayu

e. Dihitung banyaknya air yang terkandung dalam karbon aktif tersebut

2. Uji kadar abu

a. Ditimbang 2 gram karbon aktif serbuk gergaji kayu sebagai massa mula-mula

b. Dipanaskan di dalam tanur pada suhu 750oC selama 6 jam. c. Didinginkan karbon aktif serbuk gergaji kayu di dalam desikator d. Ditimbang kembali massa karbon aktif serbuk gergaji kayu

e. Dihitung banyaknya abu yang terbentuk setelah pembakaran karbon aktif

3. Uji kadar zat mudah menguap

a. Ditimbang 2 gram karbon aktif serbuk gergaji kayu sebagai massa mula-mula

b. Dipanaskan di dalam tanur pada suhu 950oC selama 15 menit. c. Didinginkan karbon aktif serbuk gergaji kayu di dalam desikator d. Ditimbang kembali massa karbon aktif serbuk gergaji kayu

e. Dihitung banyaknya zat-zat yang mudah menguap setelah pembakaran karbon aktif tersebut

4. Uji daya serap terhadap iodin

a. Ditimbang dua gram karbon aktif

b. Dikeringkan pada suhu 110 °C selama 3jam. c. Didinginan dalam desikator.

d Ditambahkan 25 ml larutan iodin 0,1 N dan diaduk dengan magnetic stirrer selama 15 menit.

e. Disaring campuran karbon aktif dan iodin f. Diambil sebanyak 10 mL filtrat.

g. Dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 N sampai warna kuning

berkurang.

h. Ditambahkan beberapa tetes amilum 1 % i. Dititrasi kembali sampai larutan tidak berwarna. k. Dihitung daya serap karbon aktif terhadap iodin

3.3.4. Uji Kualitas Air Sumur

Dari hasil pengujian daya serap karbon aktif serbuk gergaji kayu dalam menyerap Kalium Iodida yang terbaik dimanfaatkan untuk penjernihan air sumur. Setiap parameter pengujian dilakukan dengan menvariasikan massa karbon aktif terhadap air sumur yang akan diuji kualitasnya,dengan massa karbon aktif 2 gram sampai 10 gram dengan interval 2 gram dan volume air sumur tersebut konstan yaitu 100 mL. Kemudian diteliti beberapa

parameter meliputi kekeruhan air. Dimana batas maksimal kekeruhan air yang diijinkan oleh PerMenKes No: 907/SK/VII/2002, yaitu: 5,0 NTU. 3.4. Diagram Alir Penelitian

3.4.1. Diagram pembuatan arang serbuk gergaji kayu

Serbuk Gergaji Kayu

Filtrat _Endapan

Dikeringkan didalam

oven pada suhu 110o c

Dikarbonisasi pada suhu

300oc

Dihaluskan

Diayak dengan ukuran ayakan 100 mesh

Karbon serbuk gergaji kayu

Direndam aquades selama 30 menit

3.4.2. Diagram aktivasi karbon aktif serbuk gergaji kayu

Karbon serbuk gergaji kayu

Direndam H3PO4 15% selam 24 jam

Disaring

Endapan karbon

Dikeringkan di oven pada suhu

110oC

Ditanur pada suhu 500oC selama

1 jam Didinginkan di

desikator Dicuci aquades

Disaring

Filtrat

Filtrat Endapan karbon aktif

Dikeringkan dioven

3.4.3. Diagram Analisa Kualitas Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu 1. Analisa kadar air

Karbon aktif serbuk gergaji kayu

Hasil

Ditimbang sebanyak 2 gram

Dipanaskan didalam oven pada

suhu 105 oC selama 3 jam

Didinginkan didalam desikator

Ditimbang

2. Analisa kadar abu

Karbon aktif serbuk gergaji kayu

Hasil

Ditimbang sebanyak 2 gram

Dipanaskan ditanur pada suhu

750 oC selama 6 jam

Didinginkan didalam desikator

3. Analisa kadar zat mudah menguap

Karbon aktif serbuk gergaji kayu

Hasil

Ditimbang sebanyak 2 gram

Dipanaskan ditanur pada suhu

950 oC selama 10 menit

Didinginkan didalam desikator

3.4.4.Diagram Analisa Daya Serap Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu 1. Analisa daya serap karbon aktif terhadap iodin

Larutan iodium 0,1 N

Diukur sebanyak 25 ml

Dimasukkan ke dalam tabung erlenmeyer

Ditambahkan 5 gram arang aktif

Diaduk selama 5 menit

Disaring

Filtrat Endapan

Diukur sebanyak 10 ml dan dimasukkanke dalam erlenmeyer

Dititrasi larutan Na2S2O3 0,025 N

Larutan biru

Dititrasi larutan Na2S2O3 0,025 N sampai

larutan berubah menjadi jernih

Dicatat volume larutan Na2S2O3 0,025 N

yang digunakan

2. Analisa daya serap karbon aktif terhadap kekeruhan air sumur Air sumur

Diukur sebanyak 100 mL air sumur

Dimasukkan kedalam erlenmeyer

Dimasukkan karbon aktif sebanyak 2 gram

Diaduk

Didiamkan selam 2 jam

Disaring

Endapan Filtrat

Uji nilai kekeruhan

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Penelitian

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dalam pembuatan karbon aktif dari serbuk gergaji kayu dengan memvariasikan suhu aktivasi mulai dari 500oC sampai 800oC dengan interval 100oC, hal ini bertujuan untuk melihat hasil karbon aktif yang paling baik yang dipengaruhi oleh perubahan suhu aktivasi. Selanjutnya karbon aktif yang dihasilkan dianalisis kualitasnya yang meliputi analisis kadar air,kadar abu, kadar zat mudah menguap, kadar karbon terikat dan daya serap terhadap iodin. Dari hasil analisis kualitas karbon aktif,akan didapat karbon aktif yang baik dan kemudian akan digunakan sebagai adsorben penernihan air sumur. Dengan memvariasikan massa karbon aktif dari serbuk gergaji kayu maka akan dilihat kualitas air yang dihasilkan setelah dicampur dengan karbon aktif serbuk gergaji kayu.

4.1.1. Analisis Kadar Air Menguap Karbon Aktif

Hasil analisis kadar air arang karbon aktif dapat dilihat pada tabel 4.1. Hasil analisis kadar air ini ditentukan sesuai dengan rumus 2.1 dan perhitungannya dapat dilihat pada lampiran 1.

Tabel 4.1 hasil analisis kadar air karbon aktif serbuk gergaji kayu No Suhu Aktivasi

Karbon Aktif (oC)

Kadar Air (%)

1. 500 4,15%

2. 600 4,75%

3. 700 8,95%

4. 800 11,8%

Dari hasil analisis kadar air karbon aktif serbuk gergaji kayu pada tabel 4.1 menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu aktivasi maka kadar air pada

karbon aktif serbuk gergaji kayu semakin meningkat. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4.1 berikut ini :

Gambar 4.1. Grafik Pengaruh Suhu Aktivasi Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu Campuran Terhadap Kadar Air Karbon Aktif

Berdasarkan teori nilai kadar air dari semua sampel yang dihasilkan memenuhi standar kualitas karbon aktif berbentuk serbuk menurut SNI 06 - 3730 – 1995 yaitu maksimal dari 15%.

4.1.2. Analisa Kadar Abu Karbon Aktif

Hasil analisis kadar abu karbon aktif dapat dilihat pada tabel 4.2. Hasil analisis kadar air ini ditentukan dengan menggunakan rumus 2.2 dan perhitungannya dapat dilihat pada lampiran 1.

Tabel 4.2 hasil analisis kadar abu karbon aktif serbuk gergaji kayu No Suhu Aktivasi Karbon

Aktif (oC)

Kadar Abu (%)

1. 500 1%

2. 600 2,5%

3. 700 2,5%

4. 800 7,5%

500;4,15 600;4,75 700;8,95 800;11,8 0 2 4 6 8 10 12 14

400 500 600 700 800 900

K a d a r A ir ( %)

Suhu Aktivasi(o_C)

Grafik Pengaruh Variasi Suhu Aktivasi

Karbon Aktif Terhadap Kadar Air Menguap

Dari tabel di atas menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu aktivasi kadar abu karbon aktif semakin meningkat. Dan peningkatan ini dapat kita lihat pada Gambar 4.2 dibawah ini :

Gambar 4.2. Grafik Pengaruh Suhu Aktivasi Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu Campuran Terhadap Kadar Abu Karbon Aktif.

Berdasarkan teori nilai kadar abu dari semua sampel yang dihasilkan memenuhi standar kualitas karbon aktif berbentuk serbuk menurut SNI 06 - 3730 – 1995 adalah maksimal 10%.

4.1.3. Analisis Kadar Zat Mudah Menguap Karbon Aktif

Hasil analisis kadar zat mudah menguap dapat dilihat pada tabel 4.3. hasil analisis kadar zat menguap ini ditentukan dengan menggunakan rumus 2.3 dan perhitungannya dapat dilihat pada lampiran 1.

Tabel 4.3 hasil analisis kadar zat mudah menguap karbon aktif serbuk gergaji kayu

No Suhu Aktivasi Karbon Aktif (oC)

Kadar zat mudah menguap (%)

1. 500 35,4%

2. 600 32,5%

3. 700 28%

500; 1 600; 2,5 700; 2,5 800; 7,5 0 2 4 6 8

400 500 600 700 800 900

K a d a r A b u ( %)

Suhu Aktivasi (o_C)

Grafik Pengaruh Variasi Suhu Aktivasi

Karbon Aktif Terhadap Kadar Abu Karbon

4. 800 22,6%

Dari tabel 4.3 terlihat terjadi penurunan kadar zat mudah menguap yang disebabkan variasi suhu aktivasi karbon aktif serbuk gergaji kayu.. Penurunan ini juga dapat kita lihat dari Gambar 4.3 berikut ini :

Gambar 4.3. Grafik Pengaruh Suhu Aktivasi Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu Campuran Terhadap Kadar Zat Mudah Menguap Karbon Aktif

Dari hasil analisa kadar zat menguap menunjukkan hanya pada suhu 800oC yang mencapai standart kualitas zat mudah menguap pada karbon aktif serbuk gergaji kayu secara SNI 06 - 3730 – 1995 adalah maksimal 25%.

4.1.4. Analisis Kadar Karbon Terikat Pada Karbon Aktif

Kadar karbon terikat dihasilkan setelah semua pengotor – pengotor seperti mineral anorganik dan oksida-oksida logam yang dapat menghalangi kualitas adsorbsi karbon aktif tersebut dihilangkan. Dari hasil analisa kadar karbon terikat pada karbon aktif serbuk gergaji kayu dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut ini :

500; 35,4 600; 32,5 700; 28 800; 22,6 15 20 25 30 35 40

400 500 600 700 800 900

K a d a r z a t mu d a h me n g u a p ( %)

Suhu Aktivasi (o_C)

Grafik Pengaruh Variasi Suhu Aktivasi

Karbon Aktif Terhadap Kadar Zat Mudah

Tabel 4.4 hasil analisis kadar karbon terikat pada karbon aktif serbuk gergaji kayu

No Suhu Aktivasi Karbon Aktif (oC)

Kadar karbon terikat

1. 500 63,6 %

2. 600 65 %

3. 700 69,5 %

4. 800 69,9 %

Pada analisis kadar karbon terikat ini, pengaruh kadar abu dan kadar zat mudah menguap sangat mempengaruhi meningkatnya kadar karbon terikat yang diperoleh. Meningkatnya kadar karbon terikar yang dipengaruhi oleh suhu aktivasi dapat dilihat pada Gambar 4.4 berikut ini :

Gambar 4.4. Grafik Pengaruh Suhu Aktivasi Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu Campuran Terhadap Kadar Karbon Terikat Karbon Aktif

4.1.5. Analisis Daya Serap Karbon aktif Terhadap Kalium Iodida

Hasil konsentrasi Kalium Iodida yang telah diadsorbsi karbon aktif dengan masing-masing variasi suhu aktivasi dapat dilihat pada tabel 4.5. Dimana masing-masing data diperoleh dengan mentitrasi larutan Kalium Iodida yang

500; 63,6

600; 65

700; 69,5 800; 69,9

63 64 65 66 67 68 69 70 71

400 500 600 700 800 900

K ad ar k ar b on t e r ik at ( % )

Suhu Aktivasi (o_C)

Grafik Pengaruh Variasi Suhu Aktivasi Karbon Aktif Terhadap Kadar Karbon Terikat

telah diadsorsi oleh karbon aktif dengan larutan Na2S2O3 (0,025 N) sesuai

suhu aktivasi karbon aktif yang telah divariasikan .

Tabel 4.5. Hasil Analisis Daya Serap Karbon Aktif Terhadap Kalium Iodida No Suhu Aktivasi Karbon

Aktif (oC)

Daya Serap Karbon Aktif Terhadap KI (mg/g)

1 500oC 249,0366

2 600oC 250,3059

3 700oC 251,1944

4 800oC 252,2099

Dari hasil analisis daya serap karbon aktif terhadap Kalium Iodida yang tertulis pada tabel di atas adanya peningkatan daya serap yang dipengaruhi oleh suhu aktivasi walaupun tidak memenuhi persyaratan SNI. Dimana semakin tinggi suhu aktivasi maka semakin tinggi daya serap karbon aktif terhadap Kaliun Iodida. Peningkatan ini dapat dilihat pada Gambar 4.5

Gambar 4.5. Grafik Pengaruh Suhu Aktivasi Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu Campuran Terhadap Daya Serap Kalium Iodida

Dari hasil analisis daya serap karbon aktif terhadap Kalium iodida maka didapat hasil yang terbaik pada penyerapan kalium iodida yaitu karbon aktif dengan suhu aktivasi 800oC. Dari hasil terbaik ini,karbon aktif pada suhu aktivasi 800oC akan digunakan sebagai penjernihan air sumur.

500; 249,0366 600; 250,3059 700; 251,1944 800; 252,2099 248,5 249 249,5 250 250,5 251 251,5 252 252,5

400 500 600 700 800 900

D aya S e r ap K al iu m I od id a ( % )

Suhu Aktivasi (o_C)

Grafik Pengaruh Variasi Suhu Aktivasi Karbon Aktif Terhadap Daya Serap Kalium Iodida

4.1.6. Analisis Daya Serap Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu Dan Karbon Aktif Komersial Terhadap Air Sumur

Pada penjernihan air sumur ini dilakukan dengan memvariasikan massa karbon aktif serbuk gergaji kayu dan karbon aktif komersial mulai dari 2 g sampai 10 g dengan interval 2 g. Dengan memvariasikan massa karbon aktif maka didapat nilai kekeruhan air. Dari hasil analisis kekeruhan air ditunjukkan pada tabel 4.6 dan 4.7

Tabel 4.6 Hasil Analisis Daya Serap Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu Terhadap Air Sumur

No Massa Karbon Aktif (g)

Hasil Analisa Kekeruhan Air (NTU)

1 Tanpa Karbon Aktif 21,8

2 2 g 0,014

3 4 g 0,02

4 6 g 0,04

5 8 g 0,02

6 10 g 0,10

Tabel 4.7 Hasil Analisis Daya Serap Karbon Aktif Komersial Terhadap Air Sumur

No Massa Karbon Aktif (g)

Hasil Analisa Kekeruhan Air (NTU)

1 Tanpa Karbon Aktif 21,8

2 2 g 0,46

3 4 g 0,52

4 6 g 0,58

5 8 g 0,83

6 10 g 0,94

Dari hasil analisis daya serap karbon aktif terhadap air sumur berdasarkan 907/MENKES/SK/VII/2002 tentang Persyaratan Kualitas air bersih telah memenuhi standart yaitu maksimal 5 NTU.

Gambar 4.6 Grafik Daya Serap Karbon Aktif Terhadap Kekeruhan Air Sumur

4.2. Pembahasan

4.2.1. Analisis Kualitas Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu Sembarang Melalui uji kualitas karbon aktif dapat diketahui pengaruh suhu aktivasi terhadap kualitas karbon aktif. Semakin tinggi suhu aktivasi maka semakin meningkat kualitas karbon aktif. Hal ini dilihat dari analisis kualitas karbon yang tertera pada tabel 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 dan 4.5. Berdasarkan tabel tersebut diketahui karbon aktif pada suhu aktivasi 800oC dengan waktu aktivasi 60 menit memiliki kualitas paling baik diantara karbun aktif yang diaktivasi pada suhu lainnya yang memenuhi SNI dengan nilai kadar air 11,8%, kadar abu 7,5%, kadar zat mudah menguap 22,6%, kadar karbon terikat 69,9 sedangkan untuk daya serap iodin memiliki nilai 252,2099 mg/g yang tidak memenuhi syarat SNI. Akan tetapi daya serap iodin yang terbesar dihasilkan pada suhu aktivasi 800oC.

Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu maka kadar air,kadar abu dan kadar karbon terikat yang semakin naik. Sedangkan pada kadar zat mudah menguap pada suhu 800oC telah memenuhi standart SNI. Hal ini disebabkan terjadinya peningkatan kadar air oleh 6 atom karbon yang telah diaktivasi dan adanya proses oksidasi lebih lanjut terutama terhadap partikel halus (kecil),diduga adanya reaksi antara atom C (padatan pada

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

0 2 4 6 8 10 12

K e k e ru h a n A ir (N T U )

Massa Karbon Aktif (g)

Grafik Daya Serap Karbon Aktif Terhadap

Kekeruhan Air Sumur

karbon aktif serbuk gergaji kayu karbon aktif komersial

arang) dengan uap air (H2O). Tinggi rendahnya kadar karbon terikat yang

dihasilkan dipengaruhi oleh tinggi rendahnya kadar abu dan zat mudah menguap juga dipengaruhi oleh kandungan selulosa dan lignin yang dapat dikonversikan menjadi atom karbon.( Pari G, 2000)

4.2.2. Analisis Daya Serap Karbon Aktif Terhadap Kekeruhan Air Sumur Dilihat dari kualitas karbon aktif dan daya serap terhadap iodin bahwa karbon aktif pada suhu aktivasi 800oC memiliki kualitas yang baik untuk digunakan sebagai analisis daya serap pada kekeruhan air sumur. Nilai kekeruhan air sumur tanpa tambahan karbon aktif memiliki tingkat kekeruhan 21,8 NTU sedangkan air sumur setalah ditambahkan karbon aktif serbuk gergaji kayu memiliki tingkat kekeruhan mulai dari 0,014 NTU – 0,10 NTU. Akan tetapi tingkat kekeruhan air yang ditambahkan dengan karbon aktif komersial tingkat kekeruhan air sumur lebih tinggi yaitu mulai dari 0,46 NTU - 0,94 NTU. Hal ini membuktikan bahwa daya serap karbon aktif serbuk gergaji kayu memiliki kualitas lebih baik dibandingkan dengan karbon aktif komersial.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian kualitas karbon aktif yang dipengaruhi oleh suhu aktivasi, maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Dari hasil penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa suhu aktivasi sangat mempengaruhi kualitas karbon aktif. Dari analisis kualitas karbon aktif yang dilakukan, kualitas karbon aktif yang terbaik diperoleh pada suhu 800oC dengan kadar air 11,8%, kadar abu 7,5%, kadar zat mudah menguap 22,6%, kadar karbon terikat 69,9% dan daya serap terhadap kalium iodida 252,2099 mg/g

2. Dari hasil analisis daya serap karbon aktif terhadap kekeruhan air daya serap karbon aktif sangat tinggi. Tingkat kekeruhan air sebelum diadsorbsi oleh karbon aktif memiliki nilai 21,8 NTU sedangkan nilai kekeruhan air setelah diadsorbsi oleh karbon aktif yaitu 0,014 NTU – 0,10 NTU.

3. Daya serap karbon aktif serbuk gergaji kayu campuran terhadap air sumur lebih tinggi dibandingkan daya serap karbon aktif komersial.

5.2. Saran

Berdasarkan hasil penelitian dan setelah melihat data dan pembahasan maka disarankan :

1. Untuk penelitian selanjutnya karbon aktif ini dapat dikembangkan lagi sehingga tidak hanya sebagai penyerap tetapi juga dapat digunakan sebagai penguat pada baja

2. Untuk penelitian selanjutnya untuk menjernihkan air sumur yang tidak layak pakai hingga menjadi layak minum dengan menggunakan karbon aktif

DAFTAR PUSTAKA

Anonim,1995, Adsorbsi,Universitas Sumatera Utara, Medan.

Atmoko,R.D.,2012, Pemanfaatan Karbon Aktif BatuBara Termodifikasi TiO2 Pada Proses Reduksi Gas Karbon Monoksida(CO) Dan Penjernihan Asap Kebakaran, Penerbit FT UI,Jakarta.

Ferhan Cecen dkk,2012,Activated Carbon For Water and Wastewater Treatment, Wiley-VCH Verlag & Co. KgaA, Germany

Ginting.F.D.,2008, Adsorpsi,Penerbit : FT UI, Jakarta.

Meenakshi, Goyal, Bansal RC,2005, Aktivated Carbon Adsorpsion, Taylor & Francis Group

Idrus,Rosita,dkk,2013,Pengaruh Suhu Aktivasi Terhadap Kualitas Karbon Aktif Berbahan Dasar Tempurung Kelapa, FMIPA Universitas Tanjungpura, Pontianak.

Pari, G. 2000. Mutu Arang Aktif Serbuk Gergaji Kayu.. Pusat Litbang Hasil Hutan Bogor, Bogor.

Pari, G. 2004. Arang aktif serbuk gergaji kayu sebagai bahan adsorben pada pemurnian minyak goreng bekas. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. 10(5): 141-149. Pusat Litbang Hasil Hutan Bogor, Bogor.

Rumidatul,Alfi,2006, Efektivitas Arang Aktif Sebagai Adsorben Pada Pengelolahan Air Limbah, Sekolah Pasca Sarjana Institut Pertanian, Bogor Sembiring,TM dan Sinaga,TS, 2003,Arang Aktif (Pengenalan dan Proses

Pembuatannya, Universitas Sumatera Utara, Medan

Suhartana,(2006), Pemanfaatan Tempurung Kelapa Sebagai Bahan Baku Arang Aktif Untuk Penjernihan Air Sumur Di Desa Belor Kecamatan Ngaringan Kabupaten Grobongan, Penerbit Laboraturium Kimia Organik FMIPA UNDIP, Semarang.

Suhendra,D., Gunawan,E,R, (2010), Pembuatan Arang Aktif Dari Batang Jagung Menggunakan Aktivator Asam Sulfat Dan Penggunaannya Pada Penyerapan Ion Tembaga (II), Penerbit Universitas Mataram , Mataram.

Sudibandriyo,Mahmut.,Lydia,(2011), Karakteristik Luas Permukaan Karbon Aktif Dari Ampas Tebu Dengan Aktivasi Kimia, Penerbit FT Kimia UI, Jakarta. Yustinah,Hartini,(2011), Adsorbsi Minyak Goreng Bekas Menggunakan Arang

Aktif dari Sabut Kelapa, Jurnal Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah,Jakarta.

Wikipedia,2013, Karbon aktif ,http://id.wikipedia.org/wiki/ ,9 Juni2013

Wikipedia,2013,KARBON/AKTIF/ACTIVATED/CARBON/COCONUT/SHELL , http://www.wikipedia.org/ ,9 Juni 2013

Lampiran I

Analisa Kualitas Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu a. Analisa kadar air

Tabel 1. Analisa kadar air No Suhu

Aktivasi (oC)

Massa Awal Karbon Aktif (g)

Massa Akhir Karbon Aktif (g)

Kadar Air (%)

1. 500 2 g 1,917 g 4,15

2. 600 2 g 1,905 g 4,75

3. 700 2 g 1,821 g 8,95

4. 800 2 g 1,764 g 11,8

Rumus perhitungan analisa kadar air karbon aktif serbuk gergaji kayu � − �

� � 100%

Dimana : a = massa awal karbon aktif (g) b = massa akhir karbon aktif (g) Pada suhu aktivasi 500oC :

2−1,917

2 � 100% = 4,15 %

Pada suhu aktivasi 600oC :

2−905

2 � 100% = 4,75 %

Pada suhu aktivasi 700oC :

2−1,821

2 � 100% = 8,95 %

Pada suhu aktivasi 800oC :

2−1,764

b. Analisa kadar abu No Suhu

Aktivasi (oC)

Massa Awal Karbon Aktif (g)

Massa Akhir Karbon Aktif (g)

Kadar Abu (%)

1. 500 2 g 0,02 g 1%

2. 600 2 g 0,05 g 2,5%

3. 700 2 g 0,05 g 2,5%

4. 800 2 g 0,15 g 7,5%

Rumus perhitungan analisa kadar abu serbuk gergaji kayu �

� � 100% Dimana : a = massa awal karbon aktif (g)

b = massa akhir karbon aktif (g) Pada suhu aktivasi 500oC :

0,02

2 � 100% = 1%

Pada suhu aktivasi 600oC :

0,05

2 � 100% = 2,5%

Pada suhu aktivasi 700oC :

0,05

2 � 100% = 2,5%

Pada suhu aktivasi 800oC :

0,15

2 � 100% = 7,5%

c. Analisa kadar zat mudah menguap No Suhu Aktivasi

(oC)

Massa Awal Karbon Aktif (g) Massa Akhir Karbon Aktif (g) Kadar zat menguap(%)

1. 500 2 g 1,292 g 35,4%

3. 700 2 g 1,44 g 28%

4. 800 2 g 1,548 g 22,6%

Rumus perhitungan analisa kadar air karbon aktif serbuk gergaji kayu � − �

� � 100%

Dimana : a = massa awal karbon aktif (g) b = massa akhir karbon aktif (g) Pada suhu aktivasi 500oC :

2−1,292

2 � 100% = 35,4 %

Pada suhu aktivasi 600oC :

2−1,35

2 � 100% = 32,5 %

Pada suhu aktivasi 700oC :

2−1,44

2 � 100% = 28 %

Pada suhu aktivasi 800oC :

2−1,548

2 � 100% = 22,6 %

d. Analisa kadar karbon terikat No Suhu

Aktivasi (oC)

Kadar zat menguap (%)

Kadar abu (%)

Kadar karbon terikat (%)

1. 500 35,4% 1% 63,6 %

2. 600 32,5% 2,5% 65 %

3. 700 28% 2,5% 69,5 %

4. 800 22,6% 7,5% 69,9 %

Rumus perhitungan analisa kadar air karbon aktif serbuk gergaji kayu

100%−(�+�)

Dimana : a = kadar zat menguap (%) b = kadar abu (%)

Pada suhu aktivasi 500oC :

Pada suhu aktivasi 600oC :

100%−(32,5% + 2,5%) = 65 %

Pada suhu aktivasi 700oC :

100%−(28% + 2,5%) = 69,5%

Pada suhu aktivasi 500oC :

100%−(22,6% + 7,5%) = 69,9 %

e. Analisa daya serap iodin No Suhu Aktivasi Karbon

Aktif (oC)

Volume

Na2S2O3 (mL)

Daya Serap Karbon Aktif Terhadap KI (mg/g)

1. 500oC 0,76 249,0366

2. 600oC 0,56 250,3059

3. 700oC 0,42 251,1944

4. 800oC 0,26 252,2099

Rumus perhitungan daya serap iodin : � − ��� (Na2S2O3)

� (�����) � 126,93 ���

� Dimana : A = Volume larutan iodin (mL)

B = Volume Na2S2O3 yang terpakai (mL)

fp = faktor pengenceran a = bobot karbon aktif (g)

N(Na2S2O3) = kosentrasi Na2S2O3 (N)

N(iodin) = kosentrasi iodin (N)

126,93 = jumlah iodin sesuai 1 mL larutan Na2S2O3

Diketahui : a = 5 g

Volume iodin = 10mL N (Na2S2O3) = 0,025 N

N (iodin) = 0,1 N Pada suhu aktivasi 500oC :

10 �� −0,76 ��_0,1�_� 0,025 �� 126,93

5 �

= 249,0366 mg/g

Pada suhu aktivasi 600oC :

10 �� −0,56 ��_0,1�_� 0,025 �� 126,93

5 �

= 250,3059 mg/g

Pada suhu aktivasi 700oC :

10 �� −0,42 ��_0,1�_� 0,025 �� 126,93

5 �

= 251,1944 mg/g

Pada suhu aktivasi 800oC :

10 �� −0,26 ��� 0,025 �

0,1� � 126,93

Sudibandriyo,Mahmut.,Lydia,(2011), Karakteristik Luas Permukaan Karbon Aktif Dari Ampas Tebu Dengan Aktivasi Kimia, Penerbit FT Kimia UI, Jakarta. Yustinah,Hartini,(2011), Adsorbsi Minyak Goreng Bekas Menggunakan Arang

Aktif dari Sabut Kelapa, Jurnal Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah,Jakarta.

Wikipedia,2013, Karbon aktif ,http://id.wikipedia.org/wiki/ ,9 Juni2013

Wikipedia,2013,KARBON/AKTIF/ACTIVATED/CARBON/COCONUT/SHELL , http://www.wikipedia.org/ ,9 Juni 2013

Lampiran I

Analisa Kualitas Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu a. Analisa kadar air

Tabel 1. Analisa kadar air No Suhu

Aktivasi (oC)

Massa Awal Karbon Aktif (g)

Massa Akhir Karbon Aktif (g)

Kadar Air (%)

1. 500 2 g 1,917 g 4,15

2. 600 2 g 1,905 g 4,75

3. 700 2 g 1,821 g 8,95

4. 800 2 g 1,764 g 11,8

Rumus perhitungan analisa kadar air karbon aktif serbuk gergaji kayu

� − �

� � 100%

Dimana : a = massa awal karbon aktif (g) b = massa akhir karbon aktif (g) Pada suhu aktivasi 500oC :

2−1,917

2 � 100% = 4,15 % Pada suhu aktivasi 600oC :

2−905

2 � 100% = 4,75 % Pada suhu aktivasi 700oC :

2−1,821

2 � 100% = 8,95 % Pada suhu aktivasi 800oC :

2−1,764

b. Analisa kadar abu No Suhu

Aktivasi (oC)

Massa Awal Karbon Aktif (g)

Massa Akhir Karbon Aktif (g)

Kadar Abu (%)

1. 500 2 g 0,02 g 1%

2. 600 2 g 0,05 g 2,5%

3. 700 2 g 0,05 g 2,5%

4. 800 2 g 0,15 g 7,5%

Rumus perhitungan analisa kadar abu serbuk gergaji kayu

�

� � 100%

Dimana : a = massa awal karbon aktif (g) b = massa akhir karbon aktif (g) Pada suhu aktivasi 500oC :

0,02

2 � 100% = 1% Pada suhu aktivasi 600oC :

0,05

2 � 100% = 2,5% Pada suhu aktivasi 700oC :

0,05

2 � 100% = 2,5% Pada suhu aktivasi 800oC :

0,15

2 � 100% = 7,5%

c. Analisa kadar zat mudah menguap No Suhu Aktivasi

(oC)

Massa Awal Karbon Aktif (g) Massa Akhir Karbon Aktif (g) Kadar zat menguap(%)

1. 500 2 g 1,292 g 35,4%

3. 700 2 g 1,44 g 28%

4. 800 2 g 1,548 g 22,6%

Rumus perhitungan analisa kadar air karbon aktif serbuk gergaji kayu

� − �

� � 100%

Dimana : a = massa awal karbon aktif (g) b = massa akhir karbon aktif (g) Pada suhu aktivasi 500oC :

2−1,292

2 � 100% = 35,4 %

Pada suhu aktivasi 600oC : 2−1,35

2 � 100% = 32,5 % Pada suhu aktivasi 700oC :

2−1,44

2 � 100% = 28 % Pada suhu aktivasi 800oC :

2−1,548

2 � 100% = 22,6 %

d. Analisa kadar karbon terikat No Suhu

Aktivasi (oC)

Kadar zat menguap (%)

Kadar abu (%)

Kadar karbon terikat (%)

1. 500 35,4% 1% 63,6 %

2. 600 32,5% 2,5% 65 %

3. 700 28% 2,5% 69,5 %

4. 800 22,6% 7,5% 69,9 %

Rumus perhitungan analisa kadar air karbon aktif serbuk gergaji kayu 100%−(�+�)

Dimana : a = kadar zat menguap (%) b = kadar abu (%)

Pada suhu aktivasi 500oC :

Pada suhu aktivasi 600oC :

100%−(32,5% + 2,5%) = 65 % Pada suhu aktivasi 700oC :

100%−(28% + 2,5%) = 69,5% Pada suhu aktivasi 500oC :

100%−(22,6% + 7,5%) = 69,9 %

e. Analisa daya serap iodin No Suhu Aktivasi Karbon

Aktif (oC)

Volume

Na2S2O3 (mL)

Daya Serap Karbon Aktif Terhadap KI (mg/g)

1. 500oC 0,76 249,0366

2. 600oC 0,56 250,3059

3. 700oC 0,42 251,1944

4. 800oC 0,26 252,2099

Rumus perhitungan daya serap iodin :

� − ��� (Na2S2O3)

� (�����) � 126,93 ���

�

Dimana : A = Volume larutan iodin (mL)

B = Volume Na2S2O3 yang terpakai (mL) fp = faktor pengenceran

a = bobot karbon aktif (g)

N(Na2S2O3) = kosentrasi Na2S2O3 (N) N(iodin) = kosentrasi iodin (N)

126,93 = jumlah iodin sesuai 1 mL larutan Na2S2O3

Diketahui : a = 5 g

Volume iodin = 10mL N (Na2S2O3) = 0,025 N N (iodin) = 0,1 N Pada suhu aktivasi 500oC :

10 �� −0,76 ��_0,1�_� 0,025 �� 126,93

5 �

= 249,0366 mg/g

Pada suhu aktivasi 600oC : 10 �� −0,56 ��_0,1�_� 0,025 �� 126,93

5 �

= 250,3059 mg/g

Pada suhu aktivasi 700oC : 10 �� −0,42 ��_0,1�_� 0,025 �� 126,93

5 �

= 251,1944 mg/g

Pada suhu aktivasi 800oC : 10 �� −0,26 ��� 0,025 �

0,1� � 126,93