Adsorpsi Logam Cu(II) dan Cr(VI) pada kitosan bentuk serpihan dan butiran

ADSORPSI LOGAM Cu(II) DAN Cr(VI) PADA
KITOSAN BENTUK SERPIHAN DAN BUTIRAN

DIAN NURDIANI

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2005

ABSTRAK
DIAN NURDIANI. Adsorpsi Logam Cu(II) dan Cr(VI) pada Kitosan Bentuk Serpihan
dan Butiran. Dibimbing oleh AHMAD SJAHRIZA dan PURWANTININGSIH SUGITA.
Kitosan merupakan polimer alam yang dihasilkan dari limbah kulit udang. Kitosan
dapat digunakan sebagai biopolimer yang bermanfaat untuk menjerap ion logam berat.
Bentuk kitosan yang digunakan adalah bentuk serpihan dan butiran. Ion logam yang
digunakan adalah Cu(II) dan Cr(VI). Studi adsorpsi kedua bentuk kitosan terhadap kedua
jenis ion logam dilakukan pada kondisi pH 3 dan pH 7, konsentrasi larutan logam 1000
ppm dan 500 ppm dengan waktu pengamatan 2, 4, 6, 8, 10, 15, dan 30 menit. Pengukuran
dilakukan pada panjang gelombang 560 nm untuk logam Cu(II) dan 540 nm untuk logam

Cr(VI).
Kapasitas adsorpsi maksimum untuk logam Cu(II) terjadi pada pH 7, konsentrasi 1000
ppm dan kitosan bentuk serpihan. Kapasitas adsorpsi maksimum untuk logam Cr(VI)
terjadi pada pH 3, konsentrasi 1000 ppm dan kitosan bentuk serpihan. Kondisi yang sama
terjadi pada ion logam dalam campuran ion logam Cu(II) dan Cr(VI), kapasitas adsorpsi
kitosan terhadap logam Cu(II) lebih tinggi dari pada kapasitas adsorpsi kitosan terhadap
logam Cr(VI).
Isoterm adsorpsi yang sesuai adalah Langmuir dan Freundlich. Konstanta pada
persamaan isoterm Langmuir untuk kitosan bentuk serpihan adalah k1 = 0.28 ± 9.64 x 10-2
dm3.g-1, k2 = -8.58 x 10-3 ± 2.41 x 10-3 dm3.mg, linearitas kurva 90.65%. Konstanta pada
persamaan isoterm Freundlich untuk kitosan bentuk serpihan adalah k = 2.08 x 10-2 ±
0.035 g.dm-3, 1/n = 1.82 ± 0.124 mg.g-1, linearitas kurva 91.84%. Konstanta pada
persamaan isoterm Langmuir untuk kitosan bentuk butiran adalah k1 = 0.14 ± 3.11 x 10-2
dm3.g-1, k2 = -9.74 x 10-3 ± 7.79 x 10-4 dm3.mg, linearitas kurva 96.32%. Konstanta pada
persamaan isoterm Freundlich untuk kitosan bentuk butiran adalah k = 1.92 x 10-4 ± 2.26
x 10-4 g.dm-3, 1/n = 2.93 ± 3.41 x 10-2 mg.g-1, linearitas kurva 98.76%.

ABSTRACT
DIAN NURDIANI. Cu(II) and Cr(VI) Adsorption in Chitosan Flakes and Beads.
Supervised by AHMAD SJAHRIZA and PURWANTININGSIH SUGITA.

Chitosan is a natural polymer derived from shrimp crust. Chitosan is a biopolymer that
could be applied to adsorp some heavy metals. Chitosan used in this experiment was in
flake and bead forms. Adsorption of those chitosan forms were observed in two different
pH conditions, namely 3 and 7, and at concentrations 1000 ppm and 500 ppm,
respectively. Adsorption was observed after 2, 4, 6, 8, 10, 15, and 30 minutes. Heavy
metal concentration was measured using visible spectrophotometer method at 560 nm for
Cu(II) and 540 nm for Cr(VI).
Maximum adsorption capacity of Cu(II) for flakes occured at pH 7, 1000 ppm
concentration. While, for Cr(VI), the maximum adsorption for flakes also happened at
pH 3, 1000 ppm concentration. Similar condition was occurred for solution made of
mixture of equal volume of Cu(II) and Cr(VI), applied and it found adsorption capacity of
the Cu(II) was higher than Cr(VI).
The appropriate adsorption isotherm fitting Langmuir and Freundlich models. The
constant of Langmuir isotherm of the flakes form obtained graphically was k1 = 0.28 ±
9.64 x 10-2 dm3.g-1, k2 = -8.58 x 10-3 ± 2.41 x 10-3 dm3.mg with linearity 90.65% and the
constant of Freundlich isotherm of flakes chitosan obtained was k = 2.08 x 10-2 ± 0.035
g.dm-3, 1/n = 1.82 ± 0.124 mg.g-1 with linearity 91.84%. Furthermore, the constant
Langmuir isotherm constant of beads form was k1 = 0.14 ± 3.11 x 10-2 dm3.g-1, k2 = -9.74
x 10-3 ± 7.79 x 10-4 dm3.mg with linearity 96.32% and the Freundlich constant of it was k
= 1.92 x 10-4 ± 2.26 x 10-4 g.dm-3, 1/n = 2.93 ± 3.41 x 10-2 mg.g-1, with linearity 98.76%.

ADSORPSI LOGAM Cu(II) DAN Cr(VI) PADA
KITOSAN BENTUK SERPIHAN DAN BUTIRAN

DIAN NURDIANI

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
2005

Judul Skripsi : Adsorpsi Logam Cu(II) dan Cr(VI) pada Kitosan Bentuk
Serpihan dan Butiran
Nama

: Dian Nurdiani
NIM
: G01400051

Disetujui

Drs. Ahmad Sjahriza
Ketua

Dr. Purwantiningsih Sugita, M.S.
Anggota

Diketahui
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Dr. Ir. Yonny Koesmaryono
NIP 131 473 999

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya
sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam
penelitian ini adalah kajian penjerapan logam berat pada kitosan, dengan judul
Adsorpsi Logam Cu(II) dan Cr(VI) pada Kitosan Bentuk Serpihan dan Butiran.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Drs. Ahmad Sjahriza dan Dr.
Purwantiningsih Sugita, M.S. selaku pembimbing yang telah memberikan
bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan karya tulis ini. Ungkapan terima
kasih juga kepada Mama, Mimi, A Hamid, Teh Yoyoh, Mas Parno, Teh Tuti, dan
keluarga atas dukungan baik moril maupun materiil serta kasih sayang dan
doanya. Penghargaan penulis sampaikan kepada Pak Mail, Pak Nano, Ibu Ai, Pak
Pam, Om Em, Pak Sabur, Mas Toni, Mas Heri serta staf dosen kimia fisik FMIPA
IPB atas bantuannya. Selain itu, ucapan terima kasih kepada Isye, Nisa, Ulil,
selaku rekan kerja yang baik (Shrimp family), Mbak Retno, Mbak Ain, Denny,
Ira, Mila, Dewi, Adi, Dede, Gana, Hisam, rekan Kimia 37, Frans Hadi Nugroho,
teman-teman di Bafak 5, Lia, Desi, Susi, Dina, Afini, Nova atas persahabatan,
perhatian, ilmu, semangat yang diberikan serta kebersamaan yang indah.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Oktober 2005

Dian Nurdiani

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Majalengka pada tanggal 12 Oktober 1981 dari ayah
Djunaedi dan ibu Lili Djulaeliyah. Penulis merupakan putri keempat dari enam
bersaudara.
Tahun 2000 penulis lulus dari SMU Negeri 1 Majalengka dan pada tahun yang
sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB
(USMI). Penulis memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum mata
kuliah Komia Koloid pada tahun ajaran 2002/2003; Kimia Lingkungan pada tahun
ajaran 2003/2004; Kimia Fisik pada tahun ajaran 2002/2003 dan 2004/2005. Pada
tahun 2003 penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan di Balai Penelitian dan
Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara Bandung. Penulis juga pernah
mengajar di Lembaga Bimbingan Belajar PrestasIPB pada tahun 2003/2004 dan
Private Community pada tahun 2004/2005.

DAFTAR ISI
Halaman

DAFTAR TABEL............................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... ix
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... x
PENDAHULUAN ........................................................................................... 1
TINJAUAN PUSTAKA...................................................................................
Kitosan.....................................................................................................
Isoterm Adsorpsi ......................................................................................
Logam Berat ............................................................................................
Tembaga ..................................................................................................
Kromium..................................................................................................

1
1
2
3
3
4

METODE PENELITIAN................................................................................. 4
Bahan dan Alat......................................................................................... 4

Metode ................................................................................................. 4
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................
Pembuatan Kitosan Bentuk Butiran.........................................................
Pembuatan Larutan Tunggal Ion Logam..................................................
Pembuatan Kurva Standar .......................................................................
Adsorpsi Ion Logam pada Kitosan ..........................................................
Analisis FTIR .........................................................................................
Isoterm Adsorpsi.....................................................................................

5
5
5
6
6
7
8

SIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 9
Simpulan ................................................................................................. 9
Saran....................................................................................................... 10

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 10
LAMPIRAN .................................................................................................... 12

DAFTAR TABEL
Halaman
1

Parameter mutu kitosan .............................................................................. 2

2

Pencemaran utama dari logam dan sumbernya di alam ............................... 3

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1

Struktur kitosan........................................................................................... 1

2

Hubungan antara waktu dan kapasitas adsorpsi maksimum pada
larutan tunggal ion logam pH 3.00 ............................................................. 6

3

Hubungan antara waktu dan kapasitas adsorpsi maksimum pada
larutan tunggal ion logam pH 7.00.............................................................. 6

4

Bentuk kelat kitosan dengan ion logam Cu(II) ............................................ 7

5

Hubungan antara waktu dan kapasitas adsorpsi maksimum pada
larutan campuran ion logam pH 3.00 .......................................................... 7

6

Hubungan antara waktu dan kapasitas adsorpsi maksimum pada
larutan campuran ion logam pH 7.00 .......................................................... 7

7

Spektrum FTIR kitosan-Cu(II) (a), kitosan (b), kitosan-Cr(VI) (c).............. 8

8 Isoterm adsorpsi Langmuir logam Cu(II) pada kitosan bentuk serpihan ...... 8
9

Isoterm adsorpsi Freundlich logam Cu(II) pada kitosan bentuk serpihan..... 9

10 Isoterm adsorpsi Langmuir logam Cu(II) pada kitosan bentuk butiran ........ 9
11 Isoterm adsorpsi Freundlich logam Cu(II) pada kitosan bentuk butiran....... 9

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1

Bagan alir penelitian................................................................................... 12

2

Panjang gelombang maksimum larutan CuSO4.5H2O dan K2Cr2O7 ........... 13

3

Kurva standar CuSO4.5H2O dan K2Cr2O7 ................................................... 14

4

Kapasitas adsorpsi maksimum pada larutan tunggal ion logam pH 3.00...... 15

5

Kapasitas adsorpsi maksimum pada larutan tunggal ion logam pH 7.00...... 15

6

Kapasitas adsorpsi maksimum pada larutan campuran ion logam pH 3.00 .. 16

7

Kapasitas adsorpsi maksimum pada larutan campuran ion logam pH 7.00 .. 16

ADSORPSI LOGAM Cu(II) DAN Cr(VI) PADA
KITOSAN BENTUK SERPIHAN DAN BUTIRAN

DIAN NURDIANI

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2005

ABSTRAK
DIAN NURDIANI. Adsorpsi Logam Cu(II) dan Cr(VI) pada Kitosan Bentuk Serpihan
dan Butiran. Dibimbing oleh AHMAD SJAHRIZA dan PURWANTININGSIH SUGITA.
Kitosan merupakan polimer alam yang dihasilkan dari limbah kulit udang. Kitosan
dapat digunakan sebagai biopolimer yang bermanfaat untuk menjerap ion logam berat.
Bentuk kitosan yang digunakan adalah bentuk serpihan dan butiran. Ion logam yang
digunakan adalah Cu(II) dan Cr(VI). Studi adsorpsi kedua bentuk kitosan terhadap kedua
jenis ion logam dilakukan pada kondisi pH 3 dan pH 7, konsentrasi larutan logam 1000
ppm dan 500 ppm dengan waktu pengamatan 2, 4, 6, 8, 10, 15, dan 30 menit. Pengukuran
dilakukan pada panjang gelombang 560 nm untuk logam Cu(II) dan 540 nm untuk logam
Cr(VI).
Kapasitas adsorpsi maksimum untuk logam Cu(II) terjadi pada pH 7, konsentrasi 1000
ppm dan kitosan bentuk serpihan. Kapasitas adsorpsi maksimum untuk logam Cr(VI)
terjadi pada pH 3, konsentrasi 1000 ppm dan kitosan bentuk serpihan. Kondisi yang sama
terjadi pada ion logam dalam campuran ion logam Cu(II) dan Cr(VI), kapasitas adsorpsi
kitosan terhadap logam Cu(II) lebih tinggi dari pada kapasitas adsorpsi kitosan terhadap
logam Cr(VI).
Isoterm adsorpsi yang sesuai adalah Langmuir dan Freundlich. Konstanta pada
persamaan isoterm Langmuir untuk kitosan bentuk serpihan adalah k1 = 0.28 ± 9.64 x 10-2
dm3.g-1, k2 = -8.58 x 10-3 ± 2.41 x 10-3 dm3.mg, linearitas kurva 90.65%. Konstanta pada
persamaan isoterm Freundlich untuk kitosan bentuk serpihan adalah k = 2.08 x 10-2 ±
0.035 g.dm-3, 1/n = 1.82 ± 0.124 mg.g-1, linearitas kurva 91.84%. Konstanta pada
persamaan isoterm Langmuir untuk kitosan bentuk butiran adalah k1 = 0.14 ± 3.11 x 10-2
dm3.g-1, k2 = -9.74 x 10-3 ± 7.79 x 10-4 dm3.mg, linearitas kurva 96.32%. Konstanta pada
persamaan isoterm Freundlich untuk kitosan bentuk butiran adalah k = 1.92 x 10-4 ± 2.26
x 10-4 g.dm-3, 1/n = 2.93 ± 3.41 x 10-2 mg.g-1, linearitas kurva 98.76%.

ABSTRACT
DIAN NURDIANI. Cu(II) and Cr(VI) Adsorption in Chitosan Flakes and Beads.
Supervised by AHMAD SJAHRIZA and PURWANTININGSIH SUGITA.
Chitosan is a natural polymer derived from shrimp crust. Chitosan is a biopolymer that
could be applied to adsorp some heavy metals. Chitosan used in this experiment was in
flake and bead forms. Adsorption of those chitosan forms were observed in two different
pH conditions, namely 3 and 7, and at concentrations 1000 ppm and 500 ppm,
respectively. Adsorption was observed after 2, 4, 6, 8, 10, 15, and 30 minutes. Heavy
metal concentration was measured using visible spectrophotometer method at 560 nm for
Cu(II) and 540 nm for Cr(VI).
Maximum adsorption capacity of Cu(II) for flakes occured at pH 7, 1000 ppm
concentration. While, for Cr(VI), the maximum adsorption for flakes also happened at
pH 3, 1000 ppm concentration. Similar condition was occurred for solution made of
mixture of equal volume of Cu(II) and Cr(VI), applied and it found adsorption capacity of
the Cu(II) was higher than Cr(VI).
The appropriate adsorption isotherm fitting Langmuir and Freundlich models. The
constant of Langmuir isotherm of the flakes form obtained graphically was k1 = 0.28 ±
9.64 x 10-2 dm3.g-1, k2 = -8.58 x 10-3 ± 2.41 x 10-3 dm3.mg with linearity 90.65% and the
constant of Freundlich isotherm of flakes chitosan obtained was k = 2.08 x 10-2 ± 0.035
g.dm-3, 1/n = 1.82 ± 0.124 mg.g-1 with linearity 91.84%. Furthermore, the constant
Langmuir isotherm constant of beads form was k1 = 0.14 ± 3.11 x 10-2 dm3.g-1, k2 = -9.74
x 10-3 ± 7.79 x 10-4 dm3.mg with linearity 96.32% and the Freundlich constant of it was k
= 1.92 x 10-4 ± 2.26 x 10-4 g.dm-3, 1/n = 2.93 ± 3.41 x 10-2 mg.g-1, with linearity 98.76%.

ADSORPSI LOGAM Cu(II) DAN Cr(VI) PADA
KITOSAN BENTUK SERPIHAN DAN BUTIRAN

DIAN NURDIANI

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
2005

Judul Skripsi : Adsorpsi Logam Cu(II) dan Cr(VI) pada Kitosan Bentuk
Serpihan dan Butiran
Nama
: Dian Nurdiani
NIM
: G01400051

Disetujui

Drs. Ahmad Sjahriza
Ketua

Dr. Purwantiningsih Sugita, M.S.
Anggota

Diketahui
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Dr. Ir. Yonny Koesmaryono
NIP 131 473 999

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya
sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam
penelitian ini adalah kajian penjerapan logam berat pada kitosan, dengan judul
Adsorpsi Logam Cu(II) dan Cr(VI) pada Kitosan Bentuk Serpihan dan Butiran.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Drs. Ahmad Sjahriza dan Dr.
Purwantiningsih Sugita, M.S. selaku pembimbing yang telah memberikan
bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan karya tulis ini. Ungkapan terima
kasih juga kepada Mama, Mimi, A Hamid, Teh Yoyoh, Mas Parno, Teh Tuti, dan
keluarga atas dukungan baik moril maupun materiil serta kasih sayang dan
doanya. Penghargaan penulis sampaikan kepada Pak Mail, Pak Nano, Ibu Ai, Pak
Pam, Om Em, Pak Sabur, Mas Toni, Mas Heri serta staf dosen kimia fisik FMIPA
IPB atas bantuannya. Selain itu, ucapan terima kasih kepada Isye, Nisa, Ulil,
selaku rekan kerja yang baik (Shrimp family), Mbak Retno, Mbak Ain, Denny,
Ira, Mila, Dewi, Adi, Dede, Gana, Hisam, rekan Kimia 37, Frans Hadi Nugroho,
teman-teman di Bafak 5, Lia, Desi, Susi, Dina, Afini, Nova atas persahabatan,
perhatian, ilmu, semangat yang diberikan serta kebersamaan yang indah.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Oktober 2005
Dian Nurdiani

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Majalengka pada tanggal 12 Oktober 1981 dari ayah
Djunaedi dan ibu Lili Djulaeliyah. Penulis merupakan putri keempat dari enam
bersaudara.
Tahun 2000 penulis lulus dari SMU Negeri 1 Majalengka dan pada tahun yang
sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB
(USMI). Penulis memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum mata
kuliah Komia Koloid pada tahun ajaran 2002/2003; Kimia Lingkungan pada tahun
ajaran 2003/2004; Kimia Fisik pada tahun ajaran 2002/2003 dan 2004/2005. Pada
tahun 2003 penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan di Balai Penelitian dan
Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara Bandung. Penulis juga pernah
mengajar di Lembaga Bimbingan Belajar PrestasIPB pada tahun 2003/2004 dan
Private Community pada tahun 2004/2005.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL............................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... ix
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... x
PENDAHULUAN ........................................................................................... 1
TINJAUAN PUSTAKA...................................................................................
Kitosan.....................................................................................................
Isoterm Adsorpsi ......................................................................................
Logam Berat ............................................................................................
Tembaga ..................................................................................................
Kromium..................................................................................................

1
1
2
3
3
4

METODE PENELITIAN................................................................................. 4
Bahan dan Alat......................................................................................... 4
Metode ................................................................................................. 4
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................
Pembuatan Kitosan Bentuk Butiran.........................................................
Pembuatan Larutan Tunggal Ion Logam..................................................
Pembuatan Kurva Standar .......................................................................
Adsorpsi Ion Logam pada Kitosan ..........................................................
Analisis FTIR .........................................................................................
Isoterm Adsorpsi.....................................................................................

5
5
5
6
6
7
8

SIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 9
Simpulan ................................................................................................. 9
Saran....................................................................................................... 10
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 10
LAMPIRAN .................................................................................................... 12

DAFTAR TABEL
Halaman
1

Parameter mutu kitosan .............................................................................. 2

2

Pencemaran utama dari logam dan sumbernya di alam ............................... 3

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1

Struktur kitosan........................................................................................... 1

2

Hubungan antara waktu dan kapasitas adsorpsi maksimum pada
larutan tunggal ion logam pH 3.00 ............................................................. 6

3

Hubungan antara waktu dan kapasitas adsorpsi maksimum pada
larutan tunggal ion logam pH 7.00.............................................................. 6

4

Bentuk kelat kitosan dengan ion logam Cu(II) ............................................ 7

5

Hubungan antara waktu dan kapasitas adsorpsi maksimum pada
larutan campuran ion logam pH 3.00 .......................................................... 7

6

Hubungan antara waktu dan kapasitas adsorpsi maksimum pada
larutan campuran ion logam pH 7.00 .......................................................... 7

7

Spektrum FTIR kitosan-Cu(II) (a), kitosan (b), kitosan-Cr(VI) (c).............. 8

8 Isoterm adsorpsi Langmuir logam Cu(II) pada kitosan bentuk serpihan ...... 8
9

Isoterm adsorpsi Freundlich logam Cu(II) pada kitosan bentuk serpihan..... 9

10 Isoterm adsorpsi Langmuir logam Cu(II) pada kitosan bentuk butiran ........ 9
11 Isoterm adsorpsi Freundlich logam Cu(II) pada kitosan bentuk butiran....... 9

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1

Bagan alir penelitian................................................................................... 12

2

Panjang gelombang maksimum larutan CuSO4.5H2O dan K2Cr2O7 ........... 13

3

Kurva standar CuSO4.5H2O dan K2Cr2O7 ................................................... 14

4

Kapasitas adsorpsi maksimum pada larutan tunggal ion logam pH 3.00...... 15

5

Kapasitas adsorpsi maksimum pada larutan tunggal ion logam pH 7.00...... 15

6

Kapasitas adsorpsi maksimum pada larutan campuran ion logam pH 3.00 .. 16

7

Kapasitas adsorpsi maksimum pada larutan campuran ion logam pH 7.00 .. 16

PENDAHULUAN
Kekayaan sumber daya alam di bidang
perikanan di Indonesia sangat melimpah.
Salah satu potensi dari sumber daya tersebut
adalah udang. Industri budidaya udang yang
disertai pengolahan udang untuk ekspor,
masih menjadi andalan bagi para pengusaha
perikanan di Indonesia. Selama ini potensi
udang Indonesia rata-rata meningkat sebesar
7,4 % per tahun. Peningkatan ekspor ke luar
negeri dalam berbagai bentuk, baik itu segar,
beku maupun olahan dari tahun ke tahun
mengalami peningkatan. Data tahun 2001,
potensi udang nasional mencapai 633,681 ton.
Dengan asumsi laju peningkatan tersebut
tetap, maka pada tahun 2004 potensi udang
diperkirakan sebesar 785,025 ton. Dari proses
pembekuan udang untuk ekspor, 60-70 % dari
berat udang akan menjadi limbah (bagian
kepala dan kulit) sehingga diperkirakan akan
akan dihasilkan limbah udang sebesar 510,266
ton (Prasetyo 2004). Limbah sebanyak itu,
jika tidak ditangani secara tepat akan
menimbulkan
dampak
negatif
bagi
lingkungan, karena selama ini pemanfaatan
limbah cangkang udang hanya terbatas untuk
pakan ternak saja seperti itik, bahkan sering
dibiarkan membusuk. Salah satu alternatif
yang dapat dilakukan adalah memanfaatkan
limbah tersebut menjadi produk kitosan yang
merupakan polisakarida turunan dari kitin
yang terdapat pada kulit crustacea seperti
udang, kepiting, dan lobster.
Kitosan
sebagai
biopolimer
dapat
digunakan untuk menjerap ion logam berat
yang terdapat dalam air permukaan dan
limbah industri. Selain karena biopolimer ini
mudah diperoleh dan ramah lingkungan,
biopolimer tersebut memiliki gugus-gugus
fungsi yang berbeda seperti hidroksil dan
amina yang memungkinkan ion logam dapat
terikat baik secara adsorpsi fisik maupun
adsorpsi kimia (Schmul et al. 2001).
Penggunaan biopolimer ini dapat bermanfaat
dalam pengolahan limbah industri yang
mengandung logam-logam berat sepeti Cd,
Pb, Hg, dan Cu (Marganof 2003). Pencemaran
logam-logam
berat
tersebut
dapat
membahayakan kehidupan perairan dan
kesehatan manusia meskipun dalam jumlah
yang sangat kecil. Penelitian sebelumnya
melaporkan bahwa telah banyak metode yang
digunakan untuk menghilangkan logam berat
dalam perairan di antaranya presipitasi,
filtrasi, penukar ion, elektrodeposisi, adsorpsi
dan sistem membran (Schmul et al. 2001).

Metode-metode tersebut memiliki kelebihan
dan kekurangan masing-masing, bahkan
terkadang masih menyisakan masalah.
Penelitian ini bertujuan menentukan
kapasitas adsorpsi kitosan bentuk serpihan dan
butiran terhadap logam Cu(II) dan Cr(VI)
dalam larutan tunggal ion logam dan larutan
campuran logam tersebut. Menentukan
koefisien adsorpsi serta menentukan isoterm
adsorpsi yang sesuai Hasil penelitian ini
diharapkan akan memperluas pemanfaatan
limbah udang dan membuka peluang
pemanfaatan kitosan sebagai adsorben untuk
menangani limbah cair industri khususnya
yang tercemari logam berat.

TINJAUAN PUSTAKA
Kitosan
Kitosan disebut juga dengan â-(1,4)-2amino-2-dioksi-D-glukopiranosa merupakan
turunan dari kitin yang diperoleh melalui
proses deasetilasi. Polimer ini dapat diisolasi
dari kulit udang, kulit kepiting, lobster, kerang
bahkan jamur (fungi). Kitosan juga
mempunyai tiga jenis gugus fungsi yaitu asam
amino, gugus hidroksil primer dan sekunder.
Adanya gugus fungsi menyebabkan kitosan
memiliki reaktifitas kimia yang tinggi
(Marganof 2003). Kitosan merupakan
senyawa yang tidak larut dalam air, namun
hanya larut dalam asam organik dan dapat
dengan mudah berinteraksi dengan zat-zat
organik lainnya seperti protein (Karthikeyan
et al 2004). Menurut Li et al. (1992), kitosan
juga dapat larut dalam asam anorganik seperti
asam nitrat, HCl, asam perklorat, dan H3PO4
setelah dikocok dan dipanaskan untuk waktu
yang lama. Kelarutannya dalam asam organik
disebabkan oleh persen amino yang dimiliki
oleh kitosan dan akan membentuk larutan
kental yang dapat digunakan untuk
membentuk gel dalam berbagai bentuk seperti
partikel, membran, lapisan, serat dan spon (Jin
et al. 2003).

Gambar 1 Struktur kitosan
Parameter mutu kitosan adalah derajat
deasetilasi, kadar abu, kadar air, dan
viskositas.
Kitosan
dagang
biasanya

mempunyai bobot molekul sekitar 100.0001.200.000. Viskositas kitosan dipengaruhi
oleh beberapa faktor seperti derajat
deasetilasi, bobot molekul, konsentrasi
pelarut, kekuatan ionik, pH, dan suhu (Li et
al. 1992).
Tabel 1 Parameter mutu kitosan *
Parameter
Nilai
Ukuran
Serpihan
partikel
sampai
bubuk
Kadar Air
≤ 10%
Kadar Abu
≤ 2%
Derajat
≥ 70%
Deasetilasi
Warna
Jernih
larutan
Viskositas:
1% kitosan
(cps)
Rendah
2.000
* Sumber: Lab Protan dalam Manullang
(1997)
Rustono (2000) melaporkan bahwa derajat
putih kitosan merupakan parameter yang tak
kalah pentingnya, dan hidrogen peroksida,
H2O2 dapat digunakan untuk meningkatkan
derajat putih kitosan. Namun H2O2 juga dapat
merusak cincin kitosan sehingga membentuk
kitosan dengan bobot molekul yang rendah
(Yin et al. 2004). Variasi konsentrasi NaOH
dan suhu proses turut mempengaruhi derajat
deasetilasi kitosan (Fauzan 2001).
Di Jepang lebih dari 20 tahun terakhir,
kitin dan kitosan digunakan dalam bidang
kesehatan. Diantaranya dapat digunakan
sebagai obat, mengobati luka bakar,
komponen pada lensa kontak, komponen
dalam alat-alat operasi seperti sarung tangan,
benang operasi, membran pada operasi
plastik, dan lain-lain. Di bidang kosmetik
kitosan digunakan sebagai pelembab dan
lotion. Di bidang industri antara lain sebagai
perekat kualitas tinggi, pemurnian air minum,
peningkatan zat warna dalam industri kertas,
tekstil, dan pulp karena sifatnya yang baik
untuk mencegah pengerutan, dan sebagai
senyawa pengkelat atau penjerap, bahkan
Chung et al. (2004) melaporkan bahwa
kitosan dapat berinteraksi dengan bakteri
dengan mempelajari karakteristiknya pada
dinding sel.
Kitosan
dapat
digunakan
sebagai
biopolimer yang bermanfaat di bidang

lingkungan yaitu menjerap ion logam berat
seperti Pb, Cu, Hg, dan U pada air permukaan
sehingga menjadi lebih mudah dipisahkan dan
ditangani. Kitosan dapat mengkelat ion logam
5-6 kali lebih besar dari pada kitin. Polimer ini
dapat berfungsi sebagai penjerap ion logam
selama gugus amino pada cincin kitosan
berfungsi sebagai sisi aktif untuk mengkelat
logam (Karthikeyan et al. 2004).
Isoterm Adsorpsi
Segi penting dari adsorpsi adalah
kesetimbangan dan kinetika. Hubungan antara
partikel yang terjerap (adsorbat) dengan
penjerapnya (adsorben) digambarkan dengan
isoterm adsorpsi, yang merupakan gambaran
keadaan setimbang antara konsentrasi zat
terlarut yang terjerap pada permukaan padatan
dengan jumlah penjerap pada suhu tetap
(Muhammad et al. 1998). Terdapat dua jenis
isoterm adsorpsi, yaitu isoterm adsorpsi
Lamgmuir dan isoterm adsorpsi Freundlich.
Isoterm Langmuir. Irving Langmuir
mengemukakan hubungan antara jumlah gas
yang terjerap pada permukaan dengan tekanan
gas tersebut. Isoterm adsorpsi juga sering
digunakan untuk adsorpsi zat terlarut dalam
suatu larutan (Muhammad et al. 1998)
Isoterm Langmuir biasanya digunakan
untuk menggambarkan proses kimisorpsi.
Sistem yang menjalani tipe isoterm Langmuir
akan terus melakukan adsorpsi sampai
tercapai lapisan monolayer.
Persamaan untuk isotherm Langmuir
adalah:

Q =

k1c
1 + k2c

Bentuk linear persamaan isoterm Langmuir
adalah sebagai berikut:

k2
x
1
=
+
c
Q
k1
k1
Keterangan:
Q
= jumlah adsorbat per unit
adsorben
k
= konstanta empiris
c
= konsentrasi
kesetimbangan
adsorbat dalam larutan setelah
adsorpsi
Meskipun isoterm Langmur ini jarang
digunakan untuk sistem yang heterogen,
namun dapat menggambarkan konsep yang
jelas tentang lapisan monolayer.

Isoterm Freundlich. Herbert Max Finley
Freundlich mengemukakan suatu persamaan
isoterm adsorpsi untuk sistem non ideal pada
tahun 1906. Isoterm ini paling umum
digunakan karena dapat mengkarakterisasi
kebanyakan proses adsorpsi dengan baik
(Pope 2004), selain itu dapat digunakan untuk
permukaan yang heterogen yang sering
terdapat pada bahan alam.
Persamaan untuk isoterm Freundlich
adalah:

Q = kC

Tabel 2 Pencemaran utama dari logam dan
sumbernya di alam *
Unsur
Antimoni
Arsenik
Berilium
Kadmium
Kromium
Nikel

1
n

Perak

Apabila persamaan tersebut diubah ke
dalam bentuk logaritma akan diperoleh

LogQ = log k +

1
log C
n

Isoterm Freundlich menganggap bahwa
pada sisi permukaan adsorben akan terjadi
proses adsorpsi di bawah kondisi yang
diberikan. Isoterm Freundlich tidak mampu
memperkirakan
adanya
sisi-sisi
pada
permukaan yang mempu mencegah adsorpsi
pada saat kesetimbangan tercapai, dan hanya
ada beberapa sisi aktif saja yang mampu
mengadsorpsi molekul terlarut (Pope 2004).
Logam Berat
Istilah logam secara khas menggambarkan
suatu unsur yang merupakan konduktor listrik
yang baik dan mempunyai konduktivitas
panas,
rapatan,
kemudahan
ditempa,
kekerasan dan keelektropositifan yang tinggi
(Connel & Miller 1995).
Logam berat masih termasuk golongan
logam dengan kriteria-kriteria yang sama
dengan logam-logam lain. Perbedaannya
terletak pada pengaruh yang dihasilkan bila
logam berat berikatan dan atau masuk ke
dalam tubuh organisme hidup (Palar 2004).
Logam berat didefinisikan sebagai unsurunsur kimia dengan densitas lebih dari 5
g/cm3 dan biasanya bernomor atom 22 sampai
92 dan terletak pada perioda 4 sampai 7 dalam
sistem periodik unsur Berbeda dengan logam
biasa, logam berat biasanya menimbulkan
efek-efek khusus pada makhluk hidup. Dapat
dikatakan bahwa semua logam berat dapat
menjadi racun bagi tubuh makhluk hidup.
Proses alam seperti perubahan siklus alamiah,
memberikan kontribusi yang sangat besar ke
lingkungan (Tabel 2).

Raksa
Selen

Talium
Tembaga
Timbel
Zink

Sumber logam di alam
Stibrit (Sb2O3), sumber panas bumi,
drainase tambang
Logam
arsenida
dan
arsenat,
arsenoprit, arsenit (HAsO2)
Beril (Be3Al2Si6O16), fenasit (Be2SiO4)
Zink karbonat, tembaga karbonat, dan
bijih besi
Kromit (FeCr2O), krom oksida
(Cr2O3)
Mineral besi magnesia, besi sulfida,
nikel oksida, pentladit ([Fe,Ni]9S8,
nikel hidroksida (Ni(OH)3)
Perak bebas (Ago), perak klorida,
argentida (Ag2S), tembaga, timbal,
bijih zink
Raksa bebas (Hgo), sinabar (HgS)
Selen bebas (Seo), feroselit (FeS2),
deposit uranium, deposit kalkopritpentaldit-pirotit
Residu tembaga, timbal, perak
Tembaga bebas (Cuo), tembaga
sulfida, kalkoprit (CuFeS2)
Galena (PbS)
Zink sulfida, willemit (ZnSiO4),
kalamit (ZnCO3), drainase tambang

* Suhendrayatna (2001)
Kegiatan manusia juga merupakan suatu
sumber utama pemasukan logam ke
lingkungan perairan, seperti pertambangan
minyak, emas dan batu bara, pembangkit
tenaga listrik, pestisida, keramik, peleburan
logam, pabrik-pabrik pupuk dan kegiatan
industri lainnya.
Tembaga
Unsur tembaga dengan nomor atom 29,
bobot atom 63,546 g/mol dan densitas 8,96
g/cm3 merupakan salah satu jenis logam berat
yang berbahaya karena unsur ini dapat
mengganggu saluran pernafasan yaitu
menimbulkan kerusakan pada selaput lendir
yang berhubungan dengan hidung (Palar
2004). Secara kimia senyawa-senyawa yang
dibentuk oleh logam tembaga mempunyai
bilangan valensi +1 dan +2. Tembaga
merupakan penghantar listrik yang baik
setelah perak (Ag), karena itu logam tembaga
banyak digunakan dalam bidang elektronik
dan perlistrikan (Palar 2004). Meskipun
tembaga mengakibatkan keracunan atas
makhluk hidup, dalam jumlah yang sangat
kecil merupakan logam atau mineral penting
tubuh. Namun bila jumlahnya berlebih, maka
akan berubah fungsi menjadi zat racun bagi
tubuh. Secara alamiah tembaga dapat masuk
ke dalam suatu tatanan lingkungan akibat dari
berbagai peristiwa alam. Unsur ini dapat
bersumber dari peristiwa pengikisan (erosi)
dari batuan mineral. Melalui jalur non

alamiah, tembaga masuk ke tatanan
lingkungan sebagai akibat aktivitas manusia.
Sebagai contoh adalah limbah industri yang
menggunakan
tembaga
dalam
proses
produksinya.
Toksisitas logam yang dimiliki logam
tembaga
baru
akan
bekerja
dan
memperlihatkan pengaruhnya bila logam ini
telah masuk ke dalam tubuh organisme dalam
jumlah besar atau melebihi nilai toleransi
organisme tersebut.
Kromium
Unsur Cr dengan nomor atom 24, bobot
atom 51, 996 g/mol merupakan salah satu
jenis logam berat yang mempunyai daya racun
tinggi. Daya racun yang dimiliki oleh logam
Cr ditentukan oleh valensi ionnya. Ion Cr6+
merupakan bentuk logam Cr yang paling
banyak dipelajari sifat racunnya, bila
dibandingkan dengan ion-ion Cr2+ dan Cr3+.
Sifat racun yang dibawa logam ini
menyebabkan terjadinya keracunan akut dan
kronis.
Cr telah dimanfaatkan secara luas dalam
kehidupan manusia. Logam ini banyak
digunakan sebagai bahan pelapis (plating)
pada bermacam-macam peralatan mulai dari
peralatan rumah tangga sampai bahan
pembuat mobil. Cr juga banyak dibentuk
menjadi alloy (Palar 2004). Logam ini masuk
ke tatanan lingkungan diduga paling banyak
dari kegiatan-kegiatan perindistrian, rumah
tangga dan pembakaran serta mobilisasi
bahan-bahan bakar.
Logam atau persenyawaan Cr yang masuk
ke dalam tubuh akan ikut dalam proses
fisiologis atau metabolisme tubuh. Logam ini
akan berinteraksi dengan bermacam-macam
unsur biologis yang terdapat dalam tubuh.
Interaksi yang terjadi antara Cr dengan unsurunsur biologis tubuh, dapat menyebabkan
terganggunaya fungsi-fungsi tertentu yang
bekerja dalam proses metabolisme tubuh
(Palar 2004).

METODE PENELITIAN
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah
kitosan dengan derajat deasetilasi 75.97%,
asam asetat, NaOH, CuSO4· 5H2O, etilen
diamina, HCl, NH4OH, H2SO4, K2Cr2O7,
difenil karbazida (DPC), dan akuades.
Alat-alat
yang
digunakan
adalah
spektrofotometer Spektronic-20, FTIR Bio

Rad Excalibur Series, kuvet, kertas saring,
neraca analitik, pengaduk magnet, pH meter,
penangas air, dan alat-alat kaca lain yang
biasa terdapat di laboratorium.
Metode
Tahapan yang akan dilakukan dalam
penelitian ini terdiri atas isolasi kitosan,
pembuatan kitosan bentuk butiran, pembuatan
larutan tunggal ion logam Cu(II) dan Cr(VI),
penentuan panjang gelombang maksimum
larutan Cu(II) dan Cr(VI), pembuatan kurva
standar larutan Cu(II) dan Cr(VI), adsorpsi
logam Cu(II) dan Cr(VI) pada kitosan bentuk
serpihan dan butiran, isoterm adsorpsi, dan
analisis FTIR (Lampiran 1).
Pembuatan Kitosan Bentuk Butiran
Sebanyak 3 gram kitosan berbentuk
serpihan dilarutkan ke dalam 100 mL larutan
asam asetat 1 %. Larutan kitosan yang
terbentuk diteteskan pada larutan basa NaOH
4% sehingga diperoleh butiran berbentuk bola
dengan diameter rata-rata 2,5 mm. Kitosan
butiran yang terbentuk dikumpulkan dan
dicuci dengan akuades sampai pH netral.
Pembuatan Larutan Tunggal Ion Logam
Ion logam yang digunakan adalah Cu(II).
Larutan tunggal ion logam Cu(II) stok dibuat
dari CuSO4· 5H2O dengan konsentrasi 1000
ppm. Sebanyak 0.5 gram kristal CuSO4· 5 H2O
ditimbang kemudian dilarutkan dengan
akuades. Larutan dipindahkan ke dalam labu
takar 1 L lalu ditepatkan volumenya sampai
tanda tera. Larutan stok Cr(VI) dibuat dengan
melarutkan 0.5 g kristal K2Cr2O7 dengan
akuades, kemudian ditepatkan volumenya
sampai 1 L sehingga diperoleh konsentrasi
1000 ppm.
Pembuatan Larutan Standar
Larutan stok CuSO4· 5H2O dibuat dengan
konsentrasi 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700,
800, 900, dan 1000 ppm. Sebanyak 5.0 mL
dari masing-masing larutan dipipet ke dalam
tabung reaksi kemudian ditambahkan 0.5 mL
etilen diamin lalu ditambah akuades sampai
volume akhir 7 mL, hingga larutan berwarna
ungu.Larutan stok K2Cr2O7 dibuat dengan
variasi konsentrasi 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6,
0.7, 0.8, 0.9, dan 1.0 ppm. Ke dalam masingmasing larutan ditambah dengan 0.5 mL
H2SO4 9M dan 1 mL larutan difenilkarbazida,
hingga larutan berwarna ungu.

Pembuatan Kurva Standar
Kurva standar diukur pada panjang
gelombang maksimum yang ditentukan
terlebih dahulu dengan mengukur absorban
larutan pada panjang gelombang antara 400600 nm. Kemudian setiap larutan standar
Cu(II) yang telah dibuat diukur absorbansinya
pada panjang gelombang maksimum yang
telah diperoleh. Kurva standar dibuat dengan
memplotkan absorban dengan konsentrasi
larutan standar Cu(II). Prosedur yang sama
dilakukan untuk membuat kurva standar
logam Cr(VI) pada kisaran panjang
gelombang 400-600 nm.
Adsorpsi Ion Logam pada Kitosan
Sebanyak 1.0 gram kitosan (bentuk
serpihan dan butiran) ditambah dengan 50 mL
larutan tunggal ion logam Cu(II) dan Cr(VI).
pH awal larutan dalam gelas piala diukur
kemudian ditutup dengan gelas arloji.
Campuran dikocok dengan pengaduk magnet
dengan kecepatan 300 rpm selama 2, 4, 6, 8,
10, 15 dan 30 menit kemudian disaring.
Sebanyak 40 mL supernatan diambil,
dimasukkan ke dalam gelas piala. 5 mL dari
larutan tersebut ditambah dengan 0.5 etilen
diamin dan diencerkan dengan akudes sampai
volume 7 mL untuk penentuan kadar Cu(II)
yang tersisa sedangkan untuk penentuan kadar
Cr(VI) yang tersisa 5 mL larutan tersebut
ditambah dengan 0.5 mL H2SO4 9M dan 1.0
mL
larutan
defenilkarbazida.
Larutan
kemudian dianalisis dengan menggunakan
spektrofotometer spektronik-20 pada panjang
gelombang maksimum yang telah diperoleh
untuk menentukan konsentrasi ion logam
bebas yang masih terlarut. Konsentrasi ion
logam dihitung dengan menggunakan kurva
standar yang dibuat dari hubungan absorbansi
dengan konsentrasi larutan standar. pH residu
diukur sebagai pH akhir. Selanjutnya
kapasitas adsorpsi dapat dihitung dengan
persamaan

Q=

V (Co − Ca )
m

Keterangan:
Q = kapasitas adsorpsi per bobot kitosan
(mg/g)
V = volume larutan (mL)
Co = konsentrsi awal larutan (ppm)
Ca = konsentrasi akhir larutan (ppm)
m = massa kitosan (g)
Prosedur yang sama dilakukan untuk
larutan campuran logam Cu(II) dan Cr(VI).

Isoterm Adsorpsi
Sebanyak 1.0 gram kitosan (bentuk
serpihan dan butiran) ditambah dengan 50 mL
larutan tunggal ion logam Cu(II) dan Cr(VI)
dengan konsentrasi 100, 250, 500, 750, dan
1000 ppm pada kondisi pH 7. Larutan
kemudian dikocok dengan menggunakan
stirer pada kecepatan 250 rpm pada suhu
25ºC. Reaksi dihentikan pada menit ke-30.
Larutan kemudian disaring dan kadar ion
logam
yang
tersisa
diukur
dengan
menggunakan spektofotometer Spektronik-20.
Kapasitas adsorpsi (Q) dan konstanta afinitas
(k) dihitung dengan model isoterm adsorpsi
Langmuir dan Freundlich.
Analisis FTIR
Kitosan yang telah menjerap ion logam
Cu(II) dan Cr(VI) diamati perubahan gugus
fungsinya dengan menggunakan FTIR.
Sampel digerus dan dimasukkan ke dalam
pelet KBr, setelah itu sampel dilarik pada
bilangan gelombang antara 400-4000 cm-1.
Spektrum yang dihasilkan dianalisis untuk
melihat perubahan gugus fungsi yang
terbentuk pada sampel.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembuatan Kitosan Bentuk Butiran
Pembuatan kitosan bentuk butiran
dilakukan pada larutan kitosan dengan
konsentrasi 3% dan larutan NaOH 4%,
kondisi ini dipilih setelah melakukan optimasi
pada bentuk kitosan butiran yang dihasilkan,
sehingga diperoleh butiran kitosan yang
sempurna. Kitosan bentuk butiran yang
diperoleh berwarna putih kecokelatan dengan
diameter butiran rata-rata 2.5 mm.
Pembuatan Larutan Tunggal Ion Logam
Larutan standar yang digunakan adalah
larutan CuSO4.5H2O dan larutan K2Cr2O7.
Kedua larutan dibuat dalam konsentrasi 1000
ppm
sebagai
larutan
stok.
Larutan
CuSO4.5H2O berwarna biru terang sedangkan
larutan K2Cr2O7 berwarna kuning kecoklatan.
Pengompleks yang digunakan untuk logam
Cu(II) adalah etilena diamina yang
membentuk kompleks berwarna ungu
sedangkan untuk logam Cr(VI) adalah difenil
karbazida yang akan membentuk kompleks
berwarna ungu dengan ion logam.

Kurva standar diukur pada panjang
gelombang 560 nm untuk logam Cu(II) dan
540 nm untuk logam Cr(VI). Panjang
gelombang ini merupakan panjang gelombang
pada saat absorban maksimum dari kedua
larutan (Lampiran 2).
Kurva standar untuk kedua jenis larutan
memiliki linieritas yang tinggi yang
ditunjukkan dengan nilai R2 yang hampir
mendekati 1 (Lampiran 3).
Adsorpsi Ion Logam pada Kitosan

Q (m g /g )

Kapasitas adsorpsi maksimum (Q) untuk
larutan tunggal ion logam diamati pada pH 3
dan pH 7. Pemilihan nilai pH ini didasarkan
pada kisaran nilai pH air limbah yang umum
terdapat di perairan, di samping itu untuk
mencegah terbentuknya hidroksida logam
yang mungkin terjadi pada pH tinggi. pH
terlalu rendah dihindari untuk mencegah
terjadinya persaingan proton dengan ion
logam. Konsentrasi larutan yang dipilih
adalah 500 ppm dan 1000 ppm dengan bentuk
kitosan serpihan (S)
dan butiran (B).
Gambar 2 menunjukkan kapasitas adsorpsi
maksimum kitosan terhadap logam Cu(II)
pada larutan tunggal ion logam pH 3.00.
50,0000
45,0000
40,0000
35,0000
30,0000
25,0000
20,0000
15,0000
10,0000
5,0000
0,0000

S/Cu /1000
B/Cu /1000
S/Cu /500
B/Cu /500
S/Cr/1000
B/Cr/1000
S/Cr/500
B/Cr/500
2

4

6

8

10

15

W aktu (men it)

Gambar 2 Hubungan antara waktu dan
kapasitas adsorpsi maksimum pada
larutan tunggal ion logam pH 3.00
Gambar 2 memberikan informasi bahwa
pada kondisi larutan pH 3 logam Cu(II) lebih
banyak terjerap dari pada logam Cr(VI) hal ini
terjadi karena perbedaan ukuran kedua jenis
logam, logam Cu(II) memiliki muatan +2
sedangkan logam Cr(VI) memiliki muatan +6
sehingga logam Cu(II) lebih mudah terikat
pada permukaan kitosan. Selain karena
perbedaan jenis logam, kapasitas adsorpsi
juga dipengaruhi oleh konsentrasi larutan ion
logam yang digunakan dan bentuk kitosan
yang digunakan sebagai penjerap. Kapasitas

adsorpsi kitosan lebih besar pada konsentrasi
larutan 1000 ppm, hal ini terjadi karena lebih
banyak ion logam yang terlarut sehingga lebih
banyak juga ion logam terjerap pada
permukaan kitosan. Bentuk kitosan yang
mampu menjerap logam lebih banyak adalah
bentuk serpihan karena lebih banyak
menyediakan sisi aktif untuk mengikat ion
logam daripada bentuk butiran.
Hal yang sama terjadi pada kondisi
larutan ion logam pH 7 (Gambar 3). Pada
kondisi pH ini logam Cu(II) lebih banyak
terjerap dari pada logam Cr(VI), kapasitas
adsorpsi lebih tinggi pada konsentrasi larutan
1000 ppm dan bentuk kitosan serpihan.
60,0000
S/Cu /1000
50,0000

B/Cu /1000
S/Cu /500

40,0000
Q (m g /g )

Pembuatan Kurva Standar

B/Cu /500

30,0000

S/Cr/1000

20,0000

B/Cr/1000
S/Cr/500

10,0000

B/Cr/500
0,0000
2

4

6

8

10

15

30

W aktu (men it)

Gambar 3 Hubungan antara waktu dan
kapasitas adsorpsi maksimum pada
larutan tunggal ion logam pH 7.00
Gambar 2 dan 3 menunjukkan bahwa
kapasitas adsorpsi untuk kedua jenis logam
memiliki pola yang sama pada kondisi pH
yang berbeda, namun kapasitas adsorpsi
logam Cu(II) lebih tinggi pada pH 7 (lampiran
6 dan 7). Meningkatnya kapasitas adsorpsi
kitosan terhadap logam Cu(II) pada pH 7
dibandingkan dengan pH 3 terjadi karena
gugus aktif kitosan (NH2) pada pH 3 lebih
banyak terdapat dalam keadaan terprotonasi
sehingga kompleks antara kitosan dengan ion
logam Cu sulit terbentuk. Sedangkan
kapasitas adsorpsi kitosan terhadap logam
Cr(VI) mengalami sedikit perbedaan, Cr(VI)
lebih banyak terjerap pada kondisi pH 3.00.
Kapasitas adsorpsi kitosan terhadap logam
Cr(VI) lebih tinggi pada pH 3.00, diduga
karena Cr(VI) dalam larutan berada dalam
bentuk Cr2O72-, sedangkan kitosan pada
kondisi pH 3 lebih banyak terprotonasi
sehingga anion Cr2O72- lebih banyak terjerap
pada permukaan kitosan.
Pengaruh konsentrasi larutan logam, pH
larutan, jenis logam dan bentuk kitosan juga
diamati untuk campuran logam Cu(II) dengan
Cr(VI) dengan tujuan untuk mengetahui
kompetisi logam yang terjerap pada kitosan

Gambar 4 Bentuk kelat kitosan dengan ion logam Cu(II) (Kamiñski dan Modrzejewska dalam
Schmul et al. 2000)
memberikan hasil yang sama pada kondisi
larutan pH 7 seperti terlihat pada Gambar 6.

3 0 ,0 0 0 0
S/C u/1 0 0 0

2 5 ,0 0 0 0

B /C u/1 0 0 0
2 0 ,0 0 0 0
Q (m g /g )

Reaksi yang terjadi antara logam Cu(II)
dapat dilihat pada Gambar 4. Pembentukan
senyawa kompleks antara kitosan dengan ion
logam, kitosan berperan sebagai ligan dan ion
logam sebagai ion pusat. Hal ini terjadi karena
melimpahnya pasangan elektron bebas pada
oksigen dan nitrogen pada struktur molekul
kitosan sehingga kitosan berperan sebagai
donor pasangan elektron bebas (basa Lewis)
dan ion logam sebagai reseptor pasangan
elektron bebas (asam Lewis).
Gambar 5 dan 6 menunjukkan kapasitas
adsorpsi kitosan pada larutan
yang
mengandung campuran logam Cu(II) dan
Cr(VI) dengan volume yang sama pada pH
larutan 3.00 dan pH 7.00.

S/C u/5 0 0
B /C u/5 0 0

1 5 ,0 0 0 0

S/C r/1 0 0 0
B /C r/1 0 0 0

1 0 ,0 0 0 0

S/C r/5 0 0
5 ,0 0 0 0

B /C r/5 0 0

0 ,0 0 0 0
2

4

6

8

10 15 30

W ak t u (m e n it )
3 0 ,0 0 0 0
S/C u/1 0 0 0

2 5 ,0 0 0 0

B /Cu/1 0 0 0
Q (m g /g )

2 0 ,0 0 0 0

Gambar 6 Hubungan antara waktu dan
kapasitas adsorpsi maksimum
larutan campuran ion logam pH
7.00

S/C u/5 0 0
B /Cu/5 0 0

1 5 ,0 0 0 0

Analisis FTIR

S/C r /1 0 0 0
B /Cr /1 0 0 0

1 0 ,0 0 0 0

S/C r /5 0 0
5 ,0 0 0 0

B /Cr /5 0 0

0 ,0 0 0 0
2

4

6

8 10 15 30

W a k t u (m e n it )

Gambar 5 Hubungan antara waktu dan
kapasitas adsorpsi maksimum pada
larutan campuran ion logam pH
3.00
Gambar 5 menunjukkan bahwa secara
umum kapasitas adsorpsi kitosan terhadap
logam Cu(II) pada konsentrasi 1000 ppm
lebih tinggi dari pada logam Cr(VI), hasil ini
sama dengan saat logam Cu(II) berada pada
larutan tunggal. Kapasitas adsorpsi kitosan
terhadap logam Cu(II) dan Cr(VI) juga

Spektrum FTIR pada gambar 7
memperlihatkan puncak serapan yang sama
Gambar 7 merupakan spektrum FTIR dari
kitosan sebelum dan setelah menjerap ion
logam Cu(II) dan Cr(VI).
untuk ketiga jenis sampel pada bilangan
gelombang 3400-3500 cm-1 (vibrasi ulur NH), 2800-3000 cm-1 (-CH alifatik), 1422.3 dan
1379.0 cm-1 ( vibrasi tekuk C-O) dan 1055.8
cm-1 (vibrasi ulur C-O). Puncak pada bilangan
gelombang 3369.6 cm-1 menunjukkan adanya
gugus O-H. Vibrasi tekuk N-H ditunjukkan
dengan adanya puncak pada bilangan
gelombang 1596.1 cm-1.

(a)

(b)
(c)

Gambar 7 Spektrum FTIR kitosan-Cu(II) (a), kitosan (b), kitosan-Cr(VI) (c)
Setelah menjerap logam Cu(II) spektrum
dari kitosan sedikit mengalami perubahan.
Gambar 7a menunjukkan adanya puncak baru
pada bilangan gelombang 1620.7 cm-1 yang
menandakan gugus N-H. Artinya ikatan amina
telah putus dan telah ada interaksi dengan
logam Cu(II). Pernyataan ini didukung dengan
hasil penelitian Taboada et al. (2003) yang
menyatakan bahwa kitosan yang telah
menjerap logam Cu(II) menghasilkan puncak
baru pada bilangan gelombang 1620.7 cm-1.
Selain itu puncak pada bilangan gelombang
3543.0 cm-1 merupakan puncak tunggal yang
menunjukkan gugus N-H dalam amina
sekunder. Pola spektrum FTIR untuk kitosan
yang telah menjerap logam Cr(VI) tidak
memberikan informasi yang cukup penting
(Gambar 7c), mengingat kapasitas adsorpsi
logam Cr(VI) terhadap kitosan sangat rendah
sehingga spektrum FTIR yang dihasilkan
mirip dengan struktur kitosan sebelum
menjerap logam. Hal ini berarti bahwa ikatan
kovalen antara kitosan dengan logam Cu(II)
lebih kuat dari pada ikatan kovalen antara
kitosan dengan logam Cr(VI).
Berdasarkan hasil yang diperoleh dari
analisis FTIR maka untuk penentuan isoterm
adsorpsi hanya dilakukan pada kitosan yang
menjerap logam Cu(II) saja karena seperti
yang telah dijelaskan sebelumnya kapasitas
adsorpsi pada logam Cr(VI) sangat rendah.

Isoterm Adsorpsi
Gambar 7 dan 8 memperlihatkan model
isoterm adsorpsi logam Cu(II) dalam larutan
tunggal ion logam pH 7.00 yang terjerap pada
kitosan bentuk serpihan.

Gambar 8 Isoterm adsorpsi Langmuir loga