Adsorpsi Residu Pestisida Jenis Diazinon Menggunakan Komposit Kitosan-Zeolit Dan Kajian Kinetika Adsorpsi
ADSORPSI RESIDU PESTISIDA JENIS DIAZINON
MENGGUNAKAN KOMPOSIT KITOSAN-ZEOLIT DAN
KAJIAN KINETIKA ADSORPSI
DESSY KAMALIA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Adsorpsi Residu
Pestisida Jenis Diazinon Menggunakan Komposit Kitosan-Zeolit dan Kajian
Kinetika Adsorpsi adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Dessy Kamalia
NIM G44110005
ABSTRAK
DESSY KAMALIA. Adsorpsi Residu Pestisida Jenis Diazinon Menggunakan
Komposit Kitosan-Zeolit dan Kajian Kinetika Adsorpsi. Dibimbing oleh HENNY
PURWANINGSIH dan M. KHOTIB.
Penggunaan pestisida yang semakin meningkat oleh para petani ternyata
memberi efek buruk pada lingkungan berupa cemaran residu pestisida jika
digunakan secara berlebihan. Penelitian ini bertujuan mengukur kemampuan
adsorben kitosan dan komposit kitosan-zeolit dalam mengadsorpsi diazinon dan
mengkaji kinetika adsorpsinya. Adsorpsi dilakukan melalui 2 sistem, yaitu sistem
tumpak dan sistem kontinu. Kondisi optimum adsorpsi ditentukan berdasarkan
ragam waktu dan konsentrasi. Kondisi yang menghasilkan kondisi terbaik adalah
adsorben komposit kitosan-zeolit melalui sistem kontinu dengan kondisi terbaik
pada waktu 15 menit dan konsentrasi 30 mg/L. Kapasitas adsorpsi terbesar untuk
kitosan dan komposit kitosan-zeolit berturut-turut sebesar 310 µg/g dan 1746 µg/g
dengan efisiensi adsorpsi berturut-turut 10% dan 57%. Jadi, komposit kitosanzeolit jauh lebih efektif mengadsorpsi diazinon dibandingkan dengan kitosan.
Kedua adsorben diduga mengikuti tipe isoterm Freundlich dan kinetika orde
kedua semu.
Kata kunci: adsorpsi, diazinon, kitosan, kinetika, zeolit
ABSTRACT
DESSY KAMALIA. Adsorption of Diazinon Residual Pesticides Using ChitosanZeolite Composite and the Study on Adsorption Kinetics. Supervised by HENNY
PURWANINGSIH and M. KHOTIB.
The increasing of pesticides used by farmers gives a negative effect on the
environment due to pollution by pesticide residues if overused. This study aimed
to evaluate the ability of chitosan and chitosan-zeolite composite in adsorbing
diazinon its kinetic study. The adsorption was observed on 2 systems, namely
adsorption in batch and continuous systems. The optimum condition of adsorption
was determined based on time and concentration. The best condition was
chitosan-zeolite composite adsorbent using continuous system, in 15 minutes and
concentration of 30 mg/L. The adsorption capacity of chitosan and chitosanzeolite composite was 24 µg/g and 1792 µg/g with adsorption efficiency of 11%
and 59%, respectively. Hence, the chitosan-zeolite composites is more effective in
adsorbing diazinon as compared with chitosan. Both adsorbents followed
Freundlich isotherm type and pseudo-second order kinetics.
Keywords: adsorption, diazinon, chitosan, kinetics, zeolite
ADSORPSI RESIDU PESTISIDA JENIS DIAZINON
MENGGUNAKAN KOMPOSIT KITOSAN-ZEOLIT DAN
KAJIAN KINETIKA ADSORPSI
DESSY KAMALIA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2015 ini ialah
adsorpsi residu pestisida, dengan judul Adsorpsi Residu Pestisida Jenis Diazinon
Menggunakan Komposit Kitosan-Zeolit dan Kajian Kinetika Adsorpsi.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr Henny Purwaningsih, MSi selaku
pembimbing I dan Mohammad Khotib, MSi selaku pembimbing II. Di samping
itu, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada seluruh dosen dan staf
Laboratorium Kimia Terpadu Institut Pertanian Bogor khususnya kepada Bapak
M. Farid, Bapak Zainal, Ka Tari, Ka Denar dan Ka Agy yang telah banyak
memberikan saran dan bantuan kepada penulis selama penelitian. Terima kasih
kepada Restu dan Syari yang telah memberikan saran dan bantuan dalam
penelitian ini. Terima kasih penulis ucapkan kepada teman-teman mahasiswa
penelitian Laboratorium Terpadu IPB dan Kimia angkatan 48 yang telah
memberikan semangat dan dukungan kepada penulis. Ucapan terima kasih tak
terhingga penulis ucapkan kepada Ibu, Ayah, dan adikku tercinta atas doa,
dukungan dan kasih sayang yang telah diberikan.
Semoga karya tulis ini bermanfaat.
Bogor, September 2015
Dessy Kamalia
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
METODE
2
Alat dan Bahan
2
Metode Penelitian
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Aktivasi Zeolit
5
Preparasi Komposit Kitosan-Zeolit
6
Analisis FTIR
6
Penentuan Kondisi Optimum Adsorpsi Sistem Tumpak
7
Penentuan Kondisi Optimum Adsorpsi Sistem Kontinu
9
Isoterm Adsorpsi
11
Orde Reaksi Adsorpsi
13
SIMPULAN DAN SARAN
16
Simpulan
16
Saran
16
DAFTAR PUSTAKA
16
LAMPIRAN
18
DAFTAR TABEL
1 Nilai n, k, α, dan β kedua adsorben pada sistem tumpak
2 Nilai n, k, α, dan β kedua adsorben pada sistem kontinu
3 Nilai beberapa variabel kinetika berdasarkan jenis model orde kinetika
(sistem tumpak)
4 Nilai beberapa variabel kinetika berdasarkan jenis model orde kinetika
(sistem kontinu)
12
13
14
15
DAFTAR GAMBAR
1 Struktur Diazinon (Sapahin et al. 2015)
2 Spektrum tumpuk zeolit, kitosan, dan komposit
3 Kurva hubungan antara waktu kontak dan kapasitas adsorpsi diazinon
menggunakan adsorben kitosan dan komposit kitosan-zeolit pada sistem
tumpak
4 Kurva hubungan antara konsentrasi dengan kapasitas adsorpsi diazinon
menggunakan adsorben kitosan dan komposit kitosan-zeolit pada sistem
tumpak
5 Kurva hubungan antara waktu kontak dengan kapasitas adsorpsi diazinon
menggunakan adsorben kitosan dan komposit kitosan-zeolit pada sistem
kontinu
6 Kurva hubungan antara konsentrasi dengan kapasitas adsorpsi diazinon
menggunakan adsorben kitosan dan komposit kitosan-zeolit pada sistem
kontinu
7 Kurva isoterm Langmuir dan Freundlich adsorpsi diazinon pada adsorben
kitosan dan komposit kitosan-zeolit menggunakan sistem tumpak
8 Kurva isoterm Langmuir dan Freundlich adsorpsi diazinon pada adsorben
kitosan dan komposit kitosan-zeolit menggunakan sistem kontinu
9 Kurva orde 1 semu dan orde 2 semu adsorpsi diazinon pada adsorben
kitosan dan komposit kitosan-zeolit menggunakan sistem tumpak
10 Kurva orde 1 semu dan orde 2 semu adsorpsi diazinon pada adsorben
kitosan dan komposit kitosan-zeolit menggunakan sistem kontinu
1
7
8
9
10
10
11
13
14
15
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
Diagram alir penelitian
Spesifikasi fisika dan kimia kitosan dari BIOTECH SURINDO
Penentuan panjang gelombang maksimum larutan diazinon
Konsentrasi dan absorbansi larutan diazinon pada pembuatan kurva
standar diazinon ( λ maksimum = 247 nm)
5 Penentuan waktu kontak optimum diazinon yang teradsorpsi oleh kitosan
dan komposit kitosan-zeolit dengan sistem tumpak
6 Penentuan konsentrasi optimum diazinon yang teradsorpsi oleh kitosan
dan komposit kitosan-zeolit dengan sistem tumpak
7 Penentuan waktu kontak optimum diazinon yang teradsorpsi oleh kitosan
dan komposit kitosan-zeolit dengan sistem kontinu
19
20
21
22
23
24
25
8 Penentuan konsentrasi optimum diazinon yang teradsorpsi oleh kitosan
dan komposit kitosan-zeolit dengan sistem kontinu
9 Data isoterm Langmuir dan Freundlich untuk adsorpsi diazinon oleh
adsorben kitosan dan komposit kitosan-zeolit sistem tumpak
10 Data isoterm Langmuir dan Freundlich untuk adsorpsi diazinon oleh
adsorben kitosan dan komposit kitosan-zeolit sistem kontinu
11 Data kinetika adsorpsi diazinon oleh adsorben kitosan dan komposit
kitosan-zeolit sistem tumpak
12 Data kinetika adsorpsi diazinon oleh adsorben kitosan dan komposit
kitosan-zeolit sistem kontinu
26
27
28
29
30
MENGGUNAKAN KOMPOSIT KITOSAN-ZEOLIT DAN
KAJIAN KINETIKA ADSORPSI
DESSY KAMALIA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Adsorpsi Residu
Pestisida Jenis Diazinon Menggunakan Komposit Kitosan-Zeolit dan Kajian
Kinetika Adsorpsi adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Dessy Kamalia
NIM G44110005
ABSTRAK
DESSY KAMALIA. Adsorpsi Residu Pestisida Jenis Diazinon Menggunakan
Komposit Kitosan-Zeolit dan Kajian Kinetika Adsorpsi. Dibimbing oleh HENNY
PURWANINGSIH dan M. KHOTIB.
Penggunaan pestisida yang semakin meningkat oleh para petani ternyata
memberi efek buruk pada lingkungan berupa cemaran residu pestisida jika
digunakan secara berlebihan. Penelitian ini bertujuan mengukur kemampuan
adsorben kitosan dan komposit kitosan-zeolit dalam mengadsorpsi diazinon dan
mengkaji kinetika adsorpsinya. Adsorpsi dilakukan melalui 2 sistem, yaitu sistem
tumpak dan sistem kontinu. Kondisi optimum adsorpsi ditentukan berdasarkan
ragam waktu dan konsentrasi. Kondisi yang menghasilkan kondisi terbaik adalah
adsorben komposit kitosan-zeolit melalui sistem kontinu dengan kondisi terbaik
pada waktu 15 menit dan konsentrasi 30 mg/L. Kapasitas adsorpsi terbesar untuk
kitosan dan komposit kitosan-zeolit berturut-turut sebesar 310 µg/g dan 1746 µg/g
dengan efisiensi adsorpsi berturut-turut 10% dan 57%. Jadi, komposit kitosanzeolit jauh lebih efektif mengadsorpsi diazinon dibandingkan dengan kitosan.
Kedua adsorben diduga mengikuti tipe isoterm Freundlich dan kinetika orde
kedua semu.
Kata kunci: adsorpsi, diazinon, kitosan, kinetika, zeolit
ABSTRACT
DESSY KAMALIA. Adsorption of Diazinon Residual Pesticides Using ChitosanZeolite Composite and the Study on Adsorption Kinetics. Supervised by HENNY
PURWANINGSIH and M. KHOTIB.
The increasing of pesticides used by farmers gives a negative effect on the
environment due to pollution by pesticide residues if overused. This study aimed
to evaluate the ability of chitosan and chitosan-zeolite composite in adsorbing
diazinon its kinetic study. The adsorption was observed on 2 systems, namely
adsorption in batch and continuous systems. The optimum condition of adsorption
was determined based on time and concentration. The best condition was
chitosan-zeolite composite adsorbent using continuous system, in 15 minutes and
concentration of 30 mg/L. The adsorption capacity of chitosan and chitosanzeolite composite was 24 µg/g and 1792 µg/g with adsorption efficiency of 11%
and 59%, respectively. Hence, the chitosan-zeolite composites is more effective in
adsorbing diazinon as compared with chitosan. Both adsorbents followed
Freundlich isotherm type and pseudo-second order kinetics.
Keywords: adsorption, diazinon, chitosan, kinetics, zeolite
ADSORPSI RESIDU PESTISIDA JENIS DIAZINON
MENGGUNAKAN KOMPOSIT KITOSAN-ZEOLIT DAN
KAJIAN KINETIKA ADSORPSI
DESSY KAMALIA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2015 ini ialah
adsorpsi residu pestisida, dengan judul Adsorpsi Residu Pestisida Jenis Diazinon
Menggunakan Komposit Kitosan-Zeolit dan Kajian Kinetika Adsorpsi.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr Henny Purwaningsih, MSi selaku
pembimbing I dan Mohammad Khotib, MSi selaku pembimbing II. Di samping
itu, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada seluruh dosen dan staf
Laboratorium Kimia Terpadu Institut Pertanian Bogor khususnya kepada Bapak
M. Farid, Bapak Zainal, Ka Tari, Ka Denar dan Ka Agy yang telah banyak
memberikan saran dan bantuan kepada penulis selama penelitian. Terima kasih
kepada Restu dan Syari yang telah memberikan saran dan bantuan dalam
penelitian ini. Terima kasih penulis ucapkan kepada teman-teman mahasiswa
penelitian Laboratorium Terpadu IPB dan Kimia angkatan 48 yang telah
memberikan semangat dan dukungan kepada penulis. Ucapan terima kasih tak
terhingga penulis ucapkan kepada Ibu, Ayah, dan adikku tercinta atas doa,
dukungan dan kasih sayang yang telah diberikan.
Semoga karya tulis ini bermanfaat.
Bogor, September 2015
Dessy Kamalia
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
METODE
2
Alat dan Bahan
2
Metode Penelitian
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Aktivasi Zeolit
5
Preparasi Komposit Kitosan-Zeolit
6
Analisis FTIR
6
Penentuan Kondisi Optimum Adsorpsi Sistem Tumpak
7
Penentuan Kondisi Optimum Adsorpsi Sistem Kontinu
9
Isoterm Adsorpsi
11
Orde Reaksi Adsorpsi
13
SIMPULAN DAN SARAN
16
Simpulan
16
Saran
16
DAFTAR PUSTAKA
16
LAMPIRAN
18
DAFTAR TABEL
1 Nilai n, k, α, dan β kedua adsorben pada sistem tumpak
2 Nilai n, k, α, dan β kedua adsorben pada sistem kontinu
3 Nilai beberapa variabel kinetika berdasarkan jenis model orde kinetika
(sistem tumpak)
4 Nilai beberapa variabel kinetika berdasarkan jenis model orde kinetika
(sistem kontinu)
12
13
14
15
DAFTAR GAMBAR
1 Struktur Diazinon (Sapahin et al. 2015)
2 Spektrum tumpuk zeolit, kitosan, dan komposit
3 Kurva hubungan antara waktu kontak dan kapasitas adsorpsi diazinon
menggunakan adsorben kitosan dan komposit kitosan-zeolit pada sistem
tumpak
4 Kurva hubungan antara konsentrasi dengan kapasitas adsorpsi diazinon
menggunakan adsorben kitosan dan komposit kitosan-zeolit pada sistem
tumpak
5 Kurva hubungan antara waktu kontak dengan kapasitas adsorpsi diazinon
menggunakan adsorben kitosan dan komposit kitosan-zeolit pada sistem
kontinu
6 Kurva hubungan antara konsentrasi dengan kapasitas adsorpsi diazinon
menggunakan adsorben kitosan dan komposit kitosan-zeolit pada sistem
kontinu
7 Kurva isoterm Langmuir dan Freundlich adsorpsi diazinon pada adsorben
kitosan dan komposit kitosan-zeolit menggunakan sistem tumpak
8 Kurva isoterm Langmuir dan Freundlich adsorpsi diazinon pada adsorben
kitosan dan komposit kitosan-zeolit menggunakan sistem kontinu
9 Kurva orde 1 semu dan orde 2 semu adsorpsi diazinon pada adsorben
kitosan dan komposit kitosan-zeolit menggunakan sistem tumpak
10 Kurva orde 1 semu dan orde 2 semu adsorpsi diazinon pada adsorben
kitosan dan komposit kitosan-zeolit menggunakan sistem kontinu
1
7
8
9
10
10
11
13
14
15
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
Diagram alir penelitian
Spesifikasi fisika dan kimia kitosan dari BIOTECH SURINDO
Penentuan panjang gelombang maksimum larutan diazinon
Konsentrasi dan absorbansi larutan diazinon pada pembuatan kurva
standar diazinon ( λ maksimum = 247 nm)
5 Penentuan waktu kontak optimum diazinon yang teradsorpsi oleh kitosan
dan komposit kitosan-zeolit dengan sistem tumpak
6 Penentuan konsentrasi optimum diazinon yang teradsorpsi oleh kitosan
dan komposit kitosan-zeolit dengan sistem tumpak
7 Penentuan waktu kontak optimum diazinon yang teradsorpsi oleh kitosan
dan komposit kitosan-zeolit dengan sistem kontinu
19
20
21
22
23
24
25
8 Penentuan konsentrasi optimum diazinon yang teradsorpsi oleh kitosan
dan komposit kitosan-zeolit dengan sistem kontinu
9 Data isoterm Langmuir dan Freundlich untuk adsorpsi diazinon oleh
adsorben kitosan dan komposit kitosan-zeolit sistem tumpak
10 Data isoterm Langmuir dan Freundlich untuk adsorpsi diazinon oleh
adsorben kitosan dan komposit kitosan-zeolit sistem kontinu
11 Data kinetika adsorpsi diazinon oleh adsorben kitosan dan komposit
kitosan-zeolit sistem tumpak
12 Data kinetika adsorpsi diazinon oleh adsorben kitosan dan komposit
kitosan-zeolit sistem kontinu
26
27
28
29
30