BAB VI Hasil Pengamatan dan Pembahasan (fix)
BAB VI
HASIL DAN PEMBAHASAN
6.1
Hasil Pengamatan
Beberapa spesifikasi karbon aktif dihasilkan dari penelitian ini. Perbedaan
suhu karbonisasi dan aktivasi karbon memberikan karakteristik karbon aktif yang
berbeda. Aktivasi limbah kulit singkong dilakukan dengan metode aktivasi secara
kimia. Metode ini dilakukan dengan merendam limbah kulit singkong dalam
aktivator KOH. Arang aktif yang diperoleh di karakterisasi meliputi kadar air,
kadar abu dan daya adsorbsi arang aktif terhadap iod.
6.1.1 Kadar Air
Berikut hasil pengukuran kadar air kulit singkong terlihat pada tabel 10.
Tabel 9. Hasil analisis kadar air
Jenis bahan
Kulit singkong kering
Kulit singkong kering
Kulit singkong kering
Kulit singkong kering
Kulit singkong kering
Kulit singkong kering
Kulit singkong kering
Waktu ( menit )
0
30
60
90
120
150
180
Berat ( gram )
5
4,82
4,77
4,61
4,53
4,53
4,53
Tabel 10. Hasil analisis kadar air
Jenis bahan
Berat awal (gr)
Berat akhir (gr)
Kadar air (%)
Sekam padi
5
4,53
9,4
31
Suhu ( oC)
105
105
105
105
105
105
105
6.1.2 Kadar abu
Tabel 11. Hasil analisis kadar abu
Jenis bahan
Berat awal (gr)
Berat akhir (gr)
Kadar abu (%)
Sekam padi
10
0,533
5,33
6.1.3
Bilangan Iod
Tabel 12. Hasil analisis daya adsorbsi karbon aktif dengan aktivator KOH 0,1 N
Suhu Karbonisasi (oC)
300
400
500
600
700
Bilangan Iod (%)
11,675
11,928
10,405
9,898
8,882
Konsentrasi (N)
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
Tabel 13. Hasil analisis daya adsorbsi karbon aktif dengan aktivator KOH 0,2 N
Suhu Karbonisasi (oC)
300
400
500
600
700
Bilangan Iod (%)
12,436
11,674
9,898
7,868
6,852
Konsentrasi (%)
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
Tabel 14. Hasil analisis daya adsorbsi karbon aktif dengan aktivator KOH 0,3 N
Suhu Karbonisasi (oC)
300
400
500
600
700
Bilangan Iod (%)
13,451
12,436
9,910
8,629
7,614
Konsentrasi (%)
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
Tabel 15. Hasil analisis daya adsorbsi karbon aktif dengan aktivator KOH 0,4 N
Suhu Karbonisasi (oC)
300
400
500
600
700
Bilangan Iod (%)
10,659
11,167
9,898
7,614
6,599
32
Konsentrasi (%)
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
Tabel 16. Hasil analisis daya adsorbsi karbon aktif dengan aktivator KOH 0,5 N
Suhu Karbonisasi (oC)
300
400
500
600
700
Bilangan Iod (%)
10,405
8,883
7,614
6,853
6,091
Konsentrasi (%)
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Grafik Hubungan Suhu Karbonisasi vs Angka Iod
16
14
Angka Iod (%)
12
KOH 0,1 N
KOH 0,2 N
KOH 0,3 N
KOH 0,4 N
KOH 0,5 N
10
8
6
4
2
0
250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750
Suhu (0C)
Gambar 4. Grafik hubungan suhu karbonisasi terhadap bilangan iod
33
6.2
Pembahasan
6.2.1
Kadar Air
Salah satu sifat kimia dari karbon aktif yang mempengaruhi kualitas dari
karbon aktif itu sendiri adalah kadar air. Pengujian kadar air dilakukan dengan
memanaskan kulit singkong kering dalam oven pada suhu 105 oC selama 3 jam.
Dari pemanasan tersebut diharapkan air yang terkandung dalam kulit singkong
kering akan menguap secara maksimal. Dari tabel 10. terlihat bahwa kulit
singkong kering mengalami penurunan berat. Hasil kadar air pada kulit singkong
kering adalah 9,4 %. Hasil kadar air ini sangat mempengaruhi kualitas karbon
aktif. Terikatnya molekul air yang ada pada kulit singkong akan menyebabkan
pori – pori karbon aktif semakin besar.
6.2.2 Kadar Abu
Selain kadar air, parameter lain yang juga mempengaruhi kualitas
karbon aktif adalah kadar abu. Kadar abu akan mempengaruhi kualitas
karbon aktif sebagai adsorben. Keberadaan abu yang berlebihan dapat
menyebabkan terjadinya penyumbatan pori-pori karbon aktif sehingga luas
permukaan karbon aktif berkurang.
Pengujian kadar abu dilakukan dengan memanaskan karbon aktif
dalam furnace pada suhu 600oC selama 2 jam. Hasil yang diperoleh adalah
abu yang berupa oksida-oksida logam yang terdiri dari mineral yang tidak
34
dapat menguap pada proses pengabuan. Dari hasil perhitungan diperoleh
kadar abu kulit singkong pada tabel 12. adalah 5,33%.
6.2.3
Bilangan Iod
Parameter lain yang dapat menunjukkan kualitas karbon aktif adalah daya
adsorpsi karbon aktif terhadap larutan iod. Daya adsorpsi karbon aktif terhadap
iod memiliki korelasi dengan luas permukaan dari arang aktif. Dimana semakin
besar angka iod maka semakin besar kemampuan dalam mengadsorpsi
adsorbat atau zat terlarut (Subadra dkk, 2005). Salah satu metode yang
digunakan dalam analisis daya adsorpsi arang aktif terhadap iod adalah dengan
metode titrasi iodometri.
Kereaktifan
dari
karbon
aktif
dapat
dilihat
dari
kemampuannya
mengadsorpsi substrat. Daya adsorpsi tersebut dapat ditunjukkan dengan
besarnya angka iod (iodine number) yaitu angka yang menunjukkan seberapa
besar adsorben dapat mengadsorpsi iod. Semakin besar nilai angka iod maka
semakin besar pula daya adsorpsi dari adsorben. Penambahan larutan iod 0,1 N
berfungsi sebagai adsorbatnya yang akan diserap oleh arang aktif sebagai
adsorbennya.
Terserapnya larutan iod ditunjukkan dengan adanya pengurangan
konsentrasi larutan iod. Pengukuran konsentrasi iod sisa dapat dilakukan dengan
menitrasi larutan iod dengan natrium tiosulfat 0,1 N dan indikator yang digunakan
yaitu amilum. Titik akhir terjadi bila warna dari iod hilang saat dititrasi dengan
natrium tiosulfat (Harjadi, 1993).
35
Reaksi yang terjadi:
I 2 + 2 S2 O 3 2
2 I- + S4O6-2
-
Proses perendaman dengan aktivator pada dasarnya dilakukan
untuk mengurangi kadar tar yang mungkin menutup pori-pori dari
karbon aktif, sebagai akibatnya pori-pori pada karbon aktif semakin
besar atau dengan kata lain luas permukaan karbon aktif semakin
bertambah. Semakin luas permukaan karbon aktif maka semakin tinggi
daya adsorpsinya.
Pada grafik menunjukan bilangan iodine berbanding terbalik
dengan suhu karbonisasi semakin naik temperaturnya maka bilangan
iodine semakin turun. Bilangan iodine optimal pada suhu karbonisasi
300 oC dengan menggunakan aktivator KOH dengan konsentrasi 0,3 N
yaitu dengan bilangan iod sebesar 13,451%. Sedangkan bilangan
iodine minimal pada suhu karbonisasi 700 oC dengan konsentrasi KOH
0,5 N yaitu dengan bilangan iod sebesar 6,091%.
Kecilnya daya adsorbsi terhadap iod dapat disebabkan rusaknya
dinding struktur dari arang tersebut atau karena tersumbatnya poripori dari karbon aktif. Suhu karbonisasai yang tinggi menyebabkan
terbentuknya abu yang dapat menutup pori dari karbon aktif,
sedangkan
konsentrasi
dari
aktivator
yang
cukup
besar
dapat
menyebabkan rusaknya dinding struktur dari karbon aktif. Hal tersebut
akan berakibat pada daya adsorbsi terhadap iod semakin kecil.
36
HASIL DAN PEMBAHASAN
6.1
Hasil Pengamatan
Beberapa spesifikasi karbon aktif dihasilkan dari penelitian ini. Perbedaan
suhu karbonisasi dan aktivasi karbon memberikan karakteristik karbon aktif yang
berbeda. Aktivasi limbah kulit singkong dilakukan dengan metode aktivasi secara
kimia. Metode ini dilakukan dengan merendam limbah kulit singkong dalam
aktivator KOH. Arang aktif yang diperoleh di karakterisasi meliputi kadar air,
kadar abu dan daya adsorbsi arang aktif terhadap iod.
6.1.1 Kadar Air
Berikut hasil pengukuran kadar air kulit singkong terlihat pada tabel 10.
Tabel 9. Hasil analisis kadar air
Jenis bahan
Kulit singkong kering
Kulit singkong kering
Kulit singkong kering
Kulit singkong kering
Kulit singkong kering
Kulit singkong kering
Kulit singkong kering
Waktu ( menit )
0
30
60
90
120
150
180
Berat ( gram )
5
4,82
4,77
4,61
4,53
4,53
4,53
Tabel 10. Hasil analisis kadar air
Jenis bahan
Berat awal (gr)
Berat akhir (gr)
Kadar air (%)
Sekam padi
5
4,53
9,4
31
Suhu ( oC)
105
105
105
105
105
105
105
6.1.2 Kadar abu
Tabel 11. Hasil analisis kadar abu
Jenis bahan
Berat awal (gr)
Berat akhir (gr)
Kadar abu (%)
Sekam padi
10
0,533
5,33
6.1.3
Bilangan Iod
Tabel 12. Hasil analisis daya adsorbsi karbon aktif dengan aktivator KOH 0,1 N
Suhu Karbonisasi (oC)
300
400
500
600
700
Bilangan Iod (%)
11,675
11,928
10,405
9,898
8,882
Konsentrasi (N)
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
Tabel 13. Hasil analisis daya adsorbsi karbon aktif dengan aktivator KOH 0,2 N
Suhu Karbonisasi (oC)
300
400
500
600
700
Bilangan Iod (%)
12,436
11,674
9,898
7,868
6,852
Konsentrasi (%)
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
Tabel 14. Hasil analisis daya adsorbsi karbon aktif dengan aktivator KOH 0,3 N
Suhu Karbonisasi (oC)
300
400
500
600
700
Bilangan Iod (%)
13,451
12,436
9,910
8,629
7,614
Konsentrasi (%)
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
Tabel 15. Hasil analisis daya adsorbsi karbon aktif dengan aktivator KOH 0,4 N
Suhu Karbonisasi (oC)
300
400
500
600
700
Bilangan Iod (%)
10,659
11,167
9,898
7,614
6,599
32
Konsentrasi (%)
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
Tabel 16. Hasil analisis daya adsorbsi karbon aktif dengan aktivator KOH 0,5 N
Suhu Karbonisasi (oC)
300
400
500
600
700
Bilangan Iod (%)
10,405
8,883
7,614
6,853
6,091
Konsentrasi (%)
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Grafik Hubungan Suhu Karbonisasi vs Angka Iod
16
14
Angka Iod (%)
12
KOH 0,1 N
KOH 0,2 N
KOH 0,3 N
KOH 0,4 N
KOH 0,5 N
10
8
6
4
2
0
250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750
Suhu (0C)
Gambar 4. Grafik hubungan suhu karbonisasi terhadap bilangan iod
33
6.2
Pembahasan
6.2.1
Kadar Air
Salah satu sifat kimia dari karbon aktif yang mempengaruhi kualitas dari
karbon aktif itu sendiri adalah kadar air. Pengujian kadar air dilakukan dengan
memanaskan kulit singkong kering dalam oven pada suhu 105 oC selama 3 jam.
Dari pemanasan tersebut diharapkan air yang terkandung dalam kulit singkong
kering akan menguap secara maksimal. Dari tabel 10. terlihat bahwa kulit
singkong kering mengalami penurunan berat. Hasil kadar air pada kulit singkong
kering adalah 9,4 %. Hasil kadar air ini sangat mempengaruhi kualitas karbon
aktif. Terikatnya molekul air yang ada pada kulit singkong akan menyebabkan
pori – pori karbon aktif semakin besar.
6.2.2 Kadar Abu
Selain kadar air, parameter lain yang juga mempengaruhi kualitas
karbon aktif adalah kadar abu. Kadar abu akan mempengaruhi kualitas
karbon aktif sebagai adsorben. Keberadaan abu yang berlebihan dapat
menyebabkan terjadinya penyumbatan pori-pori karbon aktif sehingga luas
permukaan karbon aktif berkurang.
Pengujian kadar abu dilakukan dengan memanaskan karbon aktif
dalam furnace pada suhu 600oC selama 2 jam. Hasil yang diperoleh adalah
abu yang berupa oksida-oksida logam yang terdiri dari mineral yang tidak
34
dapat menguap pada proses pengabuan. Dari hasil perhitungan diperoleh
kadar abu kulit singkong pada tabel 12. adalah 5,33%.
6.2.3
Bilangan Iod
Parameter lain yang dapat menunjukkan kualitas karbon aktif adalah daya
adsorpsi karbon aktif terhadap larutan iod. Daya adsorpsi karbon aktif terhadap
iod memiliki korelasi dengan luas permukaan dari arang aktif. Dimana semakin
besar angka iod maka semakin besar kemampuan dalam mengadsorpsi
adsorbat atau zat terlarut (Subadra dkk, 2005). Salah satu metode yang
digunakan dalam analisis daya adsorpsi arang aktif terhadap iod adalah dengan
metode titrasi iodometri.
Kereaktifan
dari
karbon
aktif
dapat
dilihat
dari
kemampuannya
mengadsorpsi substrat. Daya adsorpsi tersebut dapat ditunjukkan dengan
besarnya angka iod (iodine number) yaitu angka yang menunjukkan seberapa
besar adsorben dapat mengadsorpsi iod. Semakin besar nilai angka iod maka
semakin besar pula daya adsorpsi dari adsorben. Penambahan larutan iod 0,1 N
berfungsi sebagai adsorbatnya yang akan diserap oleh arang aktif sebagai
adsorbennya.
Terserapnya larutan iod ditunjukkan dengan adanya pengurangan
konsentrasi larutan iod. Pengukuran konsentrasi iod sisa dapat dilakukan dengan
menitrasi larutan iod dengan natrium tiosulfat 0,1 N dan indikator yang digunakan
yaitu amilum. Titik akhir terjadi bila warna dari iod hilang saat dititrasi dengan
natrium tiosulfat (Harjadi, 1993).
35
Reaksi yang terjadi:
I 2 + 2 S2 O 3 2
2 I- + S4O6-2
-
Proses perendaman dengan aktivator pada dasarnya dilakukan
untuk mengurangi kadar tar yang mungkin menutup pori-pori dari
karbon aktif, sebagai akibatnya pori-pori pada karbon aktif semakin
besar atau dengan kata lain luas permukaan karbon aktif semakin
bertambah. Semakin luas permukaan karbon aktif maka semakin tinggi
daya adsorpsinya.
Pada grafik menunjukan bilangan iodine berbanding terbalik
dengan suhu karbonisasi semakin naik temperaturnya maka bilangan
iodine semakin turun. Bilangan iodine optimal pada suhu karbonisasi
300 oC dengan menggunakan aktivator KOH dengan konsentrasi 0,3 N
yaitu dengan bilangan iod sebesar 13,451%. Sedangkan bilangan
iodine minimal pada suhu karbonisasi 700 oC dengan konsentrasi KOH
0,5 N yaitu dengan bilangan iod sebesar 6,091%.
Kecilnya daya adsorbsi terhadap iod dapat disebabkan rusaknya
dinding struktur dari arang tersebut atau karena tersumbatnya poripori dari karbon aktif. Suhu karbonisasai yang tinggi menyebabkan
terbentuknya abu yang dapat menutup pori dari karbon aktif,
sedangkan
konsentrasi
dari
aktivator
yang
cukup
besar
dapat
menyebabkan rusaknya dinding struktur dari karbon aktif. Hal tersebut
akan berakibat pada daya adsorbsi terhadap iod semakin kecil.
36