Adsorptivitas arang aktif kayu meranti merah (Shorea sp) terhadap fenol.
ADSOR
RPTIVITA
AS ARAN
NG AKTIIF KAYU
U MERAN
NTI MER
RAH
(S
Shorea spp.) TERH
HADAP FE
ENOL
AZIIZ NURA
ADITYA NANDAN
N
NA IDRIS
S
DEPARTEME
EN KIMIA
A
FAKUL
LTAS MATEMATIK
KA DAN ILMU
I
PE
ENGETAH
HUAN ALA
AM
I
INSTITUT
T PERTA
ANIAN BO
OGOR
BOGO
OR
2013
3
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Adsorptivitas Arang
Aktif Kayu Meranti Merah (Shorea sp.) Terhadap Fenol 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, Januari 2013
Aziz Nuraditya Nandana Idris
NIM G44104033
ABSTRAK
AZIZ NURADITYA NANDANA IDRIS. Adsorptivitas Arang Aktif Kayu
Meranti Merah (Shorea sp) Terhadap Fenol. Dibimbing oleh KOMAR SUTRIAH
dan GUSTAN PARI.
Serbuk maupun serpihan kayu sisa hasil pengolahan kayu telah banyak
dimanfaatkan sebagai adsorben. Penelitian ini memanfaatkan kayu meranti merah
sebagai adsorben dalam menjerap limbah fenol. Proses aktivasi dilakukan dengan
kombinasi metode fisis dan kimia. Kondisi terbaik diperoleh dengan NaOH 0.75%
dan pengaliran uap air selama 50 menit. Kapasitas adsorpsinya 7.7−23.6 g/g
dengan efisiensi adsorpsi 89−92%. Mekanisme adsorpsi mengikuti isoterm
Freundlich dengan linearitas 99.24%. Kualitas arang aktif tersebut juga telah
memenuhi persyaratan dalam Standar Nasional Indonesia 06-3730-1995 dan lebih
baik dibandingkan dengan arang aktif komersial.
Kata kunci: arang aktif, fenol, kayu, limbah, meranti merah
.
ABSTRACT
AZIZ NURADITYA NANDANA IDRIS. Adsorptivity of Red Meranti (Shorea
sp) for Phenol. Supervised by KOMAR SUTRIAH and GUSTAN PARI.
Powder or scrap from wood processing has been widely used as
adsorbent.This research utilized red meranti wood as an adsorbent for phenol
waste. Activation process was carried out with combination of physical and
chemical methods. The best condition was obtained with 0.75% NaOH and steam
flow for 50 minutes. The adsorption capacity was 7.7−23.6 g/g and the adsorption
efficiency was 89−92%. The adsorption mechanism followed Freundlich isotherm
with linearity of 99.24%. The quality of the activated carbon was fulfiled the
requirement in Indonesia National Standard 06-3730-1995 and was better than
comercial activated carbon.
Key words: activated carbon, phenol, red meranti, waste, wood
ADSORPTIVITAS ARANG AKTIF KAYU MERANTI MERAH
(Shorea sp.) TERHADAP FENOL
AZIZ NURADITYA NANDANA IDRIS
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
2013
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Karya ilmiah yang disusun
sejak April 2012 ini berjudul Adsorptivitas Arang Aktif Kayu Meranti Merah
(Shorea sp) terhadap Fenol.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Komar Sutriah, MS dan
Bapak Prof (R) Dr Gustan Pari, MSi selaku pembimbing. Ungkapan terima kasih
juga dihaturkan kepada Ayahanda Asri Joko Surono, SIP, Ibunda Nuriyah, SPd,
serta Adik tersayang Fajri Asri P. Atas segala doa dan perhatiannya. Di samping
itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Prof (R) Dr Adi Santoso, MSi dan Ir
Elly Suradikusumah, MS atas dukungannya, seluruh staf Laboratorium Pusat
Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor beserta Laboratorium Terpadu
IPB Bapak Mahfudin, Bapak Dadang, Bapak Dikdik, Baim, dan Bapak Maksudin
atas bantuannya selama penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih
kepada teman-teman yang turut membantu selama penelitian.
Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi perkembangan
dunia ilmu pengetahuan.
Bogor, Januari 2013
Aziz Nuraditya Nandana Idris
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
METODE
Ruang Lingkup Penelitian
Alat dan Bahan
Pembuatan Arang
Pembuatan dan Uji Kualitas Arang Aktif
Penentuan Bobot Adsorben dan Waktu Optimum
Penentuan Luas Pemukaan Spesifik Metode Adsorpsi Iodin
Penentuan Luas Pemukaan Spesifik Metode Biru Metilena
Uji Daya Adsorpsi dan Isoterm Adsorpsi
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rendemen
Kadar Air
Kadar Zat Terbang
Kadar Abu
Daya Jerap Iodin
Daya Jerap Benzena
Daya Jerap Biru Meilena
Bobot Adsorben dan Waktu Adsorpsi Optimum
Penentuan Luas Permukaan Spesifik
Isoterm Adsorpsi
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
RIWAYAT HIDUP
viii
viii
1
2
2
2
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
6
6
7
8
8
9
10
12
12
12
12
22
DAFTAR TABEL
1 Kapasitas dan efisiensi adsorpsi arang aktif komersil
2 Kapasitas dan efisiensi adsorpsi arang aktif meranti merah
11
11
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Rendemen arang aktif meranti merah
Kadar air arang aktif meranti merah
Kadar zat terbang arang aktif meranti merah
Kadar abu arang aktif meranti merah
Daya jerap iodin arang aktif meranti merah
Daya jerap benzena arang aktif meranti merah
Daya jerap biru metilena arang aktif meranti merah
Bobot optimum
Waktu optimum
Isoterm Freundlich (a) dan Langmuir (b) adsorpsi fenol oleh AAMN
Isotherm Freundlich (a) dan Langmuir (b) adsorpsi iodin oleh AAMN
4
5
6
6
7
7
8
9
9
10
11
DAFTAR LAMPIRAN
Data ekspor impor arang aktif 2007−2011
14
Baku mutu arang aktif SNI 06-3730-1995
14
Diagram alir penelitian
15
Rendemen arang kayu meranti merah
15
Hasil uji kualitas arang aktif meranti merah
17
Bobot dan waktu optimum
18
Luas permukaan spesifik
19
Isoterm Langmuir dan Freundlich adsorpsi fenol dengan AAMN terbaik dan arang
aktif komersil
20
9 Isoterm Langmuir dan Freundlich adsorpsi iodin
21
1
2
3
4
5
6
7
8
PENDAHULUAN
Limbah yang mengandung fenol dihasilkan dari industri perminyakan,
kertas, tekstil, elektroplating, serta industri pestisida (Villasenor 2002). Fenol
merupakan limbah organik yang termasuk dalam kategori bahan berbahaya dan
beracun (B3). Tercemarnya perairan dapat menimbulkan rasa dan bau tidak sedap,
serta dapat membahayakan organisme di perairan tersebut. Berdasarkan
Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor Kep.42/MENLH/10/1996,
kandungan fenol total di dalam limbah cair bagi kegiatan eksplorasi dan produksi
dibatasi hingga 2 mg/L untuk pembuangan (KNLH 1996). Salah satu cara
mengolah limbah fenol adalah menggunakan proses adsorpsi dengan arang aktif.
Permukaan arang aktif yang luas memiliki kemampuan adsorpsi yang besar, dan
mudah diaplikasikan. Aplikasi arang aktif dalam menjerap senyawa organik di
industri menggunakan reaktor lompok dengan teknik In-situ dan lapik tetap
(Bandosz 2006)
Arang aktif banyak digunakan sebagai adsorben polutan berkadar rendah,
misalnya dalam pemurnian air, industri makanan, minuman, kimia, dan farmasi
(Redjeki et al. 2006). Ekspor-impor arang aktif di Indonesia dalam kurun waktu 5
tahun terakhir mengalami peningkatan (Lampiran 1). Permintaan dunia terhadap
arang aktif juga cukup tinggi, diperkirakan meningkat 5.25% per tahun hingga
menjadi 1.2 juta ton per tahun (Banat 2005). Arang aktif secara umum dapat
dibuat melalui 3 tahap, yaitu tahap pra-perlakuan, karbonasi, dan aktivasi
(Menendez 2004). Karbonasi dan aktivasi merupakan tahapan utama dalam
pembuatan arang aktif. Tahap karbonasi bisa menggunakan tungku pengarang
konvensional atau tungku listrik (retort) dan tahap aktivasi terdiri atas aktivasi
secara fisis dan kimia.
Limbah serbuk dan potongan kayu dapat dimanfaatkan menjadi arang aktif,
briket arang, komposit kayu plastik, pengganti polybag, atau sebagai media tanam
jamur (Swastika 2004). Produksi total kayu gergajian Indonesia mencapai 2.6 juta
m3 per tahun. Dengan asumsi bahwa jumlah limbah yang terbentuk mencapai
54.24% dari produksi total, limbah penggergajian kayu berjumlah 1.4 juta m3 per
tahun (Pari 2004). Pemanfaatan limbah kayu sebagai arang aktif dapat
meningkatkan nilai kegunaannya, yaitu sebagai adsorben. Arang aktif dapat dibuat
dari berbagai macam kayu, di antaranya kayu sengon (Paraserianthes falcataria)
(Pari 1996), kayu albizia (Albizia falcata) untuk adsorpsi logam kromium
(Sukarta 2008), dan kayu meranti merah (Shorea sp) untuk adsorpsi logam
kromium dan mangan (Achmad 2011). Pada penelitian ini kayu meranti merah
digunakan untuk menjerap fenol. Kayu meranti merah biasa digunakan untuk
berbagai jenis mebel, maka limbah yang dihasilkan cukup banyak.
Penelitian mengenai adsorpsi fenol dengan arang aktif di antaranya ialah
aktivasi dengan pengaliran gas nitrogen sebanyak 2 kali: (1) 250, 300, 400 °C
selama 2.5 sampai 15 menit, kemudian (2) 800, 900, dan 1000 °C selama 30
menit, menghasilkan kapasitas adsorpsi sebesar 500 mg/g (Girods et al. 2008).
Penelitian Wu et al. (2011) menyatakan bahwa arang aktif dari limbah kayu yang
diaktivasi menggunakan gas nitrogen dan KOH memiliki kapasitas adsorpsi
sebesar 250 mg/g. Hasil penelitian tersebut masih kurang baik dan penggunaan
gas nitrogen untuk aktivasi memerlukan biaya yang cukup besar. Dalam penelitian
2
ini arang aktif dibuat menggunakan metode kombinasi aktivasi secara kimia
dengan NaOH 0.75% dan secara fisis dengan mengalirkan uap pada suhu 800 °C
selama 0, 50, dan 100 menit. Penelitian ini mengadopsi metode Pari (1993) yang
menyatakan bahwa penggunaan bahan kimia pada dosis rendah dapat
meningkatkan rendemen dan daya jerap iodin. Penelitian yang dilakukan
diharapkan mampu menghasilkan arang aktif dengan daya jerap besar dan sesuai
dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) Nomor 06-3730-1995 (Lampiran 2).
METODE
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini terbagi dalam 4 tahap, yaitu (1) pengarangan kayu meranti
merah dengan tungku pengarang; (2) aktivasi dengan metode kombinasi: secara
kimia dengan NaOH 0.75% dan secara fisis dengan mengalirkan uap pada suhu
800 °C selama 0, 50, dan 100 menit; kemudian (3) uji kualitas arang aktif
berdasarkan SNI Nomor 06-3730-1995; dan (4) Penentuan isoterm adsorpsi
dengan metode lompok (Lampiran 3).
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan ialah tungku listrik, tanur pembakar, oven,
desikator, shaker, saringan halus (100 mesh), cawan porselen, dan
spektrofotometer ultraviolet-tampak (UV-Vis) jenis Spectroquant Nova 60
Merck. Bahan-bahan yang digunakan ialah kayu meranti merah dari perusahaan
kayu di wilayah Kecamatan Tanah Sareal, Kota Bogor, NaOH p.a, arang aktif
komersial (Brataco), fenol (Merck®), dan akuades.
Pembuatan Arang
Kayu meranti merah ditimbang sebanyak ±2.5 kg, kemudian dimasukkan ke
dalam tabung sampel dengan disusun di dalamnya dan ditutup rapat. Tabung
dimasukkan ke dalam tungku pengarangan listrik (retort), lalu dipanaskan pada
suhu 400 °C selama ±5 jam. Setelah itu, tungku pengarangan dimatikan dan
dibiarkan sampai dingin (±20 jam). Arang dikeluarkan dari tungku, ditimbang
bobotnya, dan rendemen proses pengarangan dihitung.
Pembuatan dan Uji Kualitas Arang Aktif
Arang kayu meranti merah dimasukkan ke dalam tungku aktivasi sebanyak
±100 g setelah sebelumnya direndam dalam larutan pengaktif NaOH 0.75%
selama 24 jam, kemudian ditiriskan. Alat disiapkan pada suhu 800 °C dengan
suhu dinaikkan secara bertahap sampai konstan, tekanan dijaga pada 0.05 bar.
3
Pengaliran uap panas diragamkan selama 0 (tanpa pengaliran), 50, dan 100 menit.
Setelah proses aktivasi selesai, alat dibiarkan sampai dingin (24 jam). Arang aktif
dikeluarkan dari dalam tungku kemudian diayak dengan ukuran 100 mesh. Arang
aktif lalu diuji kualitasnya menggunakan parameter uji sesuai SNI Nomor 063730-1995 yang mencakup parameter kadar air, kadar zat terbang, abu, daya jerap
iodin, dan daya jerap biru metilena (titrimetri).
Penentuan Bobot Adsorben dan Waktu Adsorpsi Optimum
(modifikasi Suryani 1995 dan SNI 1995)
Arang aktif terbaik dari beberapa perlakuan aktivasi ditimbang dengan
ragam bobot 0.037, 0.072, 0.150, 0.300, dan 0.628 g, kemudian dimasukkan ke
dalam erlenmeyer yang berisi 25 mL larutan iodin 0.1 N. Erlenmeyer segera
ditutup dan dikocok selama 15 menit, lalu disaring. Filtrat dipipet 10 mL ke dalam
erlenmeyer dan langsung dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat 0.1 N sampai
warna kuning muda. Beberapa tetes amilum 1% ditambahkan dan titrasi
dilanjutkan hingga warna biru tepat hilang. Bobot tetap arang aktif terbaik
dimasukkan ke dalam erlenmeyer yang berisi 25 mL larutan iodin 0.1 N,
kemudian dikocok dengan ragam waktu 4.00, 8.00, 15.00, 30.00, 45.00, 60.00
menit. Setelah itu, campuran disaring dan daya jerap iodin optimum dari beberapa
waktu ditentukan.
Penentuan Luas Permukaan Spesifik Metode Adsorpsi Iodin (JIS 1967)
Arang aktif terbaik sejumlah bobot optimum dimasukkan ke dalam 25 mL
larutan iodin dengan ragam konsentrasi 1500, 2000, 2500, 3500, 6000, 8500
mg/L, kemudian dikocok pada suhu kamar selama waktu optimum. Setelah itu,
disaring dan konsentrasi iodin dalam filtrat diukur. Nilai luas permukaan spesifik
ditentukan menggunakan persamaan
LPS (m2/g) = (Qm/BE) × N × A
Keterangan:
Qm = kapasitas adsorbsi monolayer
A = luas penampang iodin (0.40 × 10-18 m2)
N = bilangan Avogadro (6.023 × 1023/mol)
BE = bobot ekuivalen iodin (126.904 g/mol)
Penentuan Luas Permukaan Spesifik Metode Biru Metilena (Muthia 1998)
Luas permukaan spesifik (LPS) arang aktif dihitung berdasarkan banyaknya
BM yang dijerap oleh arang aktif.
LPS (m2/g) =
4
jerap BM (ml/g)
luas penampang BM (1.969 × 10-21 m2)
23
= bilangan Avogadro (6.023 × 10 /mol)
ρBM = massa jenis BM (1 g/ml)
MBM = bobot molekul BM (319.86 g/mol)
Xm
A
N
= daya
=
Uji Daya Adsorpsi dan Isoterm Adsorpsi
(modifikasi Girods et al. 2009, Wu et al. 2011, dan ASTM 1993)
Daya adsorpsi ditentukan dengan mengukur efektivitas adsorpsi arang aktif
terbaik terhadap larutan fenol dengan ragam konsentrasi 23, 40, 55, 70, dan 85
ppm. Arang aktif komersial digunakan sebagai pembanding. Arang aktif sebanyak
bobot optimum ditambahkan ke dalam 25 mL larutan standar fenol, dikondisikan
pH larutan 6−7, kemudian wadah ditutup rapat dan diaduk selama waktu
optimum. Suspensi yang diperoleh disaring dan diukur dengan spektrofotometer
UV-Vis pada panjang gelombang 270 nm. Isoterm adsorpsi ditentukan dengan
model Freundlich dan Langmuir.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rendemen
Rendemen (%)
Rendemen arang setelah melewati proses karbonasi ialah 29.4% (Lampiran
4), sedangkan rendemen proses aktivasi berkisar 23.5 sampai 83%. Rendemen
tertinggi diperoleh dari perlakuan aktivasi dengan NaOH 0.75% tanpa pengaliran
uap air, sedangkan rendemen terkecil ialah arang yang diaktivasi dengan NaOH
0.75% dan pengaliran uap air selama 100 menit pada suhu 800 °C. Penggunaan
bahan kimia pengaktif dan memperlama waktu pengaliran uap air cenderung
menurunkan rendemen arang aktif (Gambar 1).
Menurut Djatmiko (1985), komponen arang terdiri atas karbon, mineral, air,
nitrogen, dan sulfur. Penggunaan bahan pengaktif dapat membersihkan
permukaan karbon dan membuka pori dari arang.
100
80
60
40
20
0
Arang AT1 AT2 AT3 AN1 AN2 AN3
Gambar 1 Rendemen arang aktif meranti merah
5
Perlakuan:
AT1:tanpa NaOH 0.75%, aliran uap air selama 0 menit
AT2:tanpa NaOH 0.75%, aliran uap air selama 50 menit
AT3:tanpa NaOH 0.75%, aliran uap air selama 100 menit
AN1:dengan NaOH 0.75%, aliran uap air selama 0 menit
AN2:dengan NaOH 0.75%, aliran uap air selama 50 menit
AN3:dengan NaOH 0.75%, aliran uap air selama 100 menit
Kadar Air
Kadar air arang aktif berkisar antara 3 dan 8.5% (Lampiran 5). Kadar air
tertinggi dihasilkan dari proses aktivasi hanya dengan aliran uap panas pada suhu
800 °C dan kadar air terendah dihasilkan dari aktivasi hanya dengan
menggunakan NaOH 0.75% (Gambar 2). Hasil yang diperoleh seluruhnya
memenuhi persyaratan baku mutu arang aktif SNI (1995), yaitu kurang dari 15%
(Lampiran 2). Penentuan kadar air berguna untuk menentukan kualitas arang aktif
sehubungan dengan proses distribusi untuk produksi skala besar (Fasanmi 1999).
Penggunaan uap air dapat meningkatkan kadar air arang aktif. Hal ini
disebabkan pelembutan serpihan arang aktif dilakukan di udara terbuka sehingga
molekul-molekul uap air di udara terperangkap oleh pori-pori arang aktif (Hartoyo
1974). Hasil yang diperoleh menunjukkan kenaikan kadar air secara signifikan
pada setiap perlakuan.
Kadar Air (%)
10
8
6
4
2
0
Arang
AT1
AT2
AT3
AN1
AN2
AN3
AAK
Gambar 2 Kadar air arang aktif meranti merah
Keterangan: AAK =Arang aktif komersial
Kadar Zat Terbang
Kadar zat terbang arang aktif yang dihasilkan berkisar 14.4−22.8% (Gambar
3 dan Lampiran 5). Nilai tersebut memenuhi persyaratan SNI (1995), yaitu kurang
dari 25% (Lampiran 2). Kadar zat terbang terendah dihasilkan pada perlakuan
dengan NaOH 0.75% tanpa pengaliran uap air. Perbedaan suhu saat karbonasi dan
aktivasi menyebabkan zat terbang yang terkandung dalam arang aktif jauh
menurun dibandingkan dengan sebelum aktivasi. Kadar zat terbang yang tinggi
dapat mengurangi daya jerap arang aktif. Tingginya nilai zat terbang tersebut
dipengaruhi oleh tingginya kerapatan kayu. Akibatnya, pada waktu karbonasi
6
dihasilkan lebih banyak gas seperti CO, CO2, hidroarbon, H2, dan CH4 (Suryani
2009).
Kadar zat terbang
(%)
40
30
20
10
0
Arang AT1 AT2 AT3 AN1 AN2 AN3 AAK
Gambar 3 Kadar zat terbang arang aktif meranti merah
Kadar Abu
Kadar Abu (%)
Kadar abu yang dihasilkan berkisar 3.3−11.8% (Gambar 4 dan Lampiran 5).
Kadar abu tertinggi dihasilkan dari perlakuan aktivasi dengan NaOH 0.75%
dengan pengaliran uap air selama 100 menit pada suhu 800 °C. Selain arang aktif
tersebut, hasil yang diperoleh seluruhnya memenuhi persyaratan SNI (1995), yaitu
kurang dari 10% (Lampiran 2).
15
10
5
0
Arang AT1 AT2 AT3 AN1 AN2 AN3 AAK
Gambar 4 Kadar abu arang aktif meranti merah
Abu merupakan bagian terakhir dari proses pembakaran pada suhu tinggi
yang di dalamnya terkandung oksida seperti silika, alumina, oksida besi dan
kalsium yang lazim terdapat pada arang. Keberadaan abu ini berpengaruh
terhadap arang aktif ketika diaplikasikan dalam air karena dapat mengubah pH
larutan (Fasanmi 1999).
Tingginya kadar abu pada perlakuan AN3 dipengaruhi oleh lamanya
aktivasi sehingga terbentuk oksida logam. Tingginya kadar abu menggambarkan
tingginya kandungan mineral logam dalam pori arang aktif yang berdampak pada
rendahnya daya jerap (Pari 2004).
Daya Jerap Iodin
Daya jerap iodin yang dihasilkan berkisar 358−1024 mg/g (Lampiran 5).
Daya jerap iodin tertinggi dihasilkan dari perlakuan NaOH 0.75% dengan
7
Daya jerap iodin
(mg/g)
pengaliran uap air selama 50 menit. Daya jerap iodin semua arang aktif yang
dihasilkan lebih tinggi daripada arang sebelum aktivasi (Gambar 5). Perlakuan
AT2, AT3, dan AN2 menghasilkan daya jerap iodin yang memenuhi persyaratan
SNI (1995), yaitu lebih dari 750 mg/g.
1500
1000
500
0
Arang AT1 AT2 AT3 AN1 AN2 AN3 AAK
Gambar 5 Daya jerap iodin arang aktif meranti merah
Daya jerap iodin sering digunakan untuk menunjukkan kemampuan arang
aktif dalam menjerap adsorbat dan merupakan parameter utama dalam
menentukan kualitas arang aktif. Daya jerap iodin dapat menunjukkan jumlah
mikropori yang terbentuk, yaitu pori yang dapat dimasuki oleh molekul dengan
diameter < (Pari 2004). Daya jerap iodin yang rendah disebabkan masih terdapat
banyak pengotor yang menutupi pori arang aktif (Bandosz 2006).
Daya Jerap Benzena
Daya jerap
benzena (%)
Daya jerap benzena yang dihasilkan berkisar antara 9.5 dan 17.8%
(Lampiran 5). Daya jerap benzena tertinggi dihasilkan dengan hanya mengalirkan
uap air selama 100 menit dan semua arang aktif menghasilkan daya jerap benzena
lebih tinggi daripada kontrol (Gambar 6). Daya jerap arang aktif yang semakin
besar terhadap benzena pada kondisi suhu aktivasi yang lebih tinggi dan waktu
aktivasi yang lebih lama menggambarkan bahwa permukaan arang aktif menjadi
bersifat nonpolar sehingga dapat digunakan untuk menjerap polutan yang bersifat
nonpolar (Pari 2004)
20
15
10
5
0
Arang AT1
AT2 AT3 AN1 AN2 AN3 AAK
Gambar 6 Daya jerap benzena arang aktif meranti merah
Dibandingkan dengan daya jerap benzena dari arang aktif komersial
(12.42%), daya jerap benzena hasil penelitian masih lebih tinggi. Daya jerap
benzena juga dapat digunakan sebagai tolak ukur kemampuan menjerap gas. Nilai
daya jerap benzena yang kecil disebabkan oleh beberapa faktor seperti masih
8
adanya senyawa lain yang menempel pada permukaan karbon akibat proses
karbonisasi yang belum sempurna.
Daya Jerap Biru Metilena
Daya jerap biru
metilena (ml/g)
Daya jerap biru metilena arang aktif hasil penelitian sebesar 35.7−262 mL/g
(Gambar 7). Hasil yang diperoleh masih sesuai dengan SNI (1995), yaitu lebih
dari 120 mL/g, kecuali untuk AT1 dan AN1 (Lampiran 5). Daya jerap biru
metilena tertinggi dihasilkan oleh arang aktif yang diaktivasi dengan NaOH
0.75% dan aliran uap air selama 50 menit. Daya jerap biru metilena juga dapat
menunjukkan kualitas arang aktif dalam menjerap adsorbat. Muatan positif pada
gugus amonium kuaterner zat warna akan berinteraksi dengan ion karboksilat
(-COO−) dari karbon mesopori melalui gaya tarik elektrostatik akibat perbedaan
muatan ion.
300
200
100
0
Arang AT1
AT2
AT3 AN1 AN2 AN3 AAK
Gambar 7 Daya jerap biru metilena arang aktif meranti merah
Daya jerap yang rendah pada kontrol, AT1, AN1, dan arang aktif komersial
dapat disebabkan struktur mikropori pada arang aktif masih tertutup rapat
sehingga adsorbat tidak dapat terjerap dengan baik. Besarnya daya jerap biru
metilena yang dihasilkan menggambarkan besarnya ukuran pori 15−25 yang
terjerap oleh arang aktif (Pari 2004).
Adsorptivitas arang aktif selain dipengaruhi oleh ukuran pori, juga
dipengaruhi oleh muatan adsorbat yang dijerap. Daya jerap benzena mewakili
muatan netral, daya jerap biru metilena mewakili muatan positif, dan iodin
mewakili muatan negatif. Dengan demikian selektivitas arang aktif dapat
diketahui dengan baik.
Bobot dan Waktu Optimum
Berdasarkan daya jerap iodin, daya jerap biru metilena, dan rendemen, hasil
terbaik diperoleh pada perlakuan aktivasi dengan NaOH 0.75% dan pengaliran
uap air selama 50 menit. Pengujian bobot dan waktu optimum dilakukan pada
arang aktif tersebut dengan mengikuti prosedur uji daya jerap iodin. Daya jerap
iodin menggambarkan kemampuan arang aktif menjerap molekul 90%
(Miller dan Miller 1991). Adsorpsi iodin oleh AAMN juga mengikuti isoterm
Freundlich, karena linearitas yang dihasilkan lebih besar.
4.55
4.5
4.45
4.4
4.35
4.3
y = 0,0838x + 4,2559
R² = 0,9726
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Log C
(a)
C/(x/m)
0.15
y = 2E‐05x ‐ 0,0412
R² = 0,9601
0.1
0.05
0
‐0.05
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
C
(b)
Gambar 11
Isoterm Freundlich (a) dan Langmuir (b) adsorpsi iodin oleh
AAMN
12
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Arang aktif kayu meranti merah dengan pengaktif NaOH 0.75% dan
pengaliran uap air selama 50 menit pada suhu 800 °C memenuhi persyaratan SNI
nomor 06-3730-1995. Proses aktivasi dapat memperbesar luas permukaan
spesifik. Kapasitas adsorpsi terhadap fenol sebesar 7731.25−23571.71 mg/g
dengan efisiensi adsorpsi 89.06-91.85%. Adsorpsi mengikuti model isoterm
Freundlich dengan linearitas 99.24%.
Saran
Topografi permukaan arang aktif terbaik perlu diamati dengan mikroskop
elektron payaran dan struktur kristalit dengan difraktometer sinar-X. Desain
reaktor sebaiknya berbentuk tegak agar diperoleh waktu kontak yang lebih efektif
dengan arang. Faktor lain yang perlu diperhatikan dalam proses adsorpsi seperti
suhu, afinitas adsorbat, selektivitas, dan pengadukan dengan metode lompok.
DAFTAR PUSTAKA
Achmad A. 2011. Pembuatan, pencirian, dan uji daya adsorpsi arang aktif dari
kayu meranti merah (Shorea sp) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian
Bogor.
[ASTM] American Society for Testing and Materials. 1993. Standard Practice for
Determination of Adsorptive Capacity of Activated Carbon by Aqueous
Phase Isotherm Technique. Philadelphia (US): ASTM.
[ASTM] America Society for Testing and Materials. 1979. Standard Test Method
for Benzene, Chloroform, and Iodine Sorption of Activated Carbon.
Philadelphia (US): ASTM.
Banat B. 2005. Adsorption of phenol by bentonite. Environ Pollut. 107:391-398.
Bandosz T. 2006. Activated Carbon Surfaces in Environmental Remediation. New
York (US): Academic Pr.
Byrne. 1997. Competitive adsorption between atrazine and metylene blue on
activated carbon: the importance of pore size distribution. J Carbon. 30:14231436.
Djatmiko. 1985. Pengolahan Arang dan Kegunaannya. Bogor (ID):
Agroindustri Pr-IPB.
Fasanmi O. 1999. Treatment of toxic organic wastewaters with chemical
oxidation, carbon adsorption and bioaugmentation [disertasi]. Lagos (NG):
University of Lagos.
Girods P, Dufour A, Fierro V, Rogaume Y, Zoulalian A, Celzard A. 2009.
Activated carbon prepared from wood particleboard wastes: Characterisation
and phenol adsorption capacities. J Hazardous Mat. 166:491-501.
Hartoyo. 1974. Arang Aktif: Pembuatan dan Kegunaan. Jakarta (ID): Dephut.
13
Hsieh CT, Teng H. 2000. Influence of mesopore volume and adsorbate size on
adsorption capacities of activated carbon in aqueous solutions. J Carbon. 38:
863-869.
[JIS] Japan Industrial Standard. 1967. JIS K 1474: Testing Method for Powdered
Activated Carbon. Tokyo (JP): Japanese Standard Association.
KNLH [Kementerian Negara Lingkungan Hidup]. 1996. Keputusan Baku Mutu
Limbah Cair (BMLC) bagi Kegiatan Minyak dan Panas Bumi.
Menendez. 2004. Type of carbon and their production. J Carbon. 42: 1219-1224.
Miller JC, Miller JN. 1991. Statistika untuk Kimia Analitik. Bandung (ID): Institut
Teknologi Bandung. Terjemahan dari: Statistics for Analytical Chemistry.
Muthia F. 1998. Pembuatan arang aktif dari sabut kelapa sawit sebagai bahan
penjernih air [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Pari G. 2004. Kajian struktur arang aktif dari`serbuk gergaji kayu sebagai
adsorben emisi formaldehida kayu lapis [disertasi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Pari G. 1996. Pembuatan dan kualitas arang aktif dari kayu sengon sebagai bahan
adsorben. Bul Lit Hasil Hutan. 14:274-289.
Pari G. 1993. Peningkatan rendemen dan daya serap arang aktif dengan cara kimia
dosis rendah dan gasifikasi. J Lit Hasil Hutan. 11:205-208.
Redjeki S, Taufik A, Nurdiani. 2006. Uji daya adsorpsi arang aktif kayu meranti
merah (Shorea sp) terhadap logam mangan dan kromium. Warta AKAB No.
17. Bogor: Akademi Kimia Analisis.
[SNI] Standar Nasional Indonesia. 1995. SNI 06-3730-1995: Arang Aktif Teknis.
Jakarta (ID): Dewan Standardisasi nasional.
Sukarta. 2008. Adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia (Albizia
falcata): studi pengembangan bahan alternatif penjerap limbah logam berat
[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Suryani AM. 2009. Pemanfaatan tongkol jagung untuk pembuatan arang aktif
sebagai adsorben untuk pemurnian minyak goreng bekas [skripsi]. Bogor
(ID): Institut Pertanian Bogor.
Swastika SKD. 2004. Beberapa teknik analisis dalam penelitian dan pengkajian
teknologi pertanian. Jurnal Pengkajian dan Pengembangan Teknologi
Pertanian. 7(1):90-102.
Villasenor. 2002. Catalytic and photocatalytic ozonation of phenol on MnO2
supported catalysts. J Catal Today. 76: 121-131.
Wu Y, Xiao J, Ming Y, Xu D. 2011 Phenol adsorption nitrogen–enriched activated
carbon from wood fiberboard waste. J Wood and Fiber Sci. 44:2-7.
14
Lampiran 1 Data Ekspor-impor arang aktif 2007-2011
Ekspor
Tahun
2007
2008
2009
2010
2011
Bobot (kg)
76.324.910
27.005.688
22.740.624
24.791.393
21.652.271
Impor
Nilai(USD) Bobot (kg) Nilai (USD)
21.928.221 3.474.254
4.743.225
24.198.877 3.528.208
6.152.310
23.226.353 4.846.055
6.774.325
27.744.322 5.777.557
9.289.954
31.867.265 5.444.834 10.487.547
Sumber: Kementrian Perindustrian (2011)
Lampiran 2 Baku mutu arang aktif teknis menurut SNI 06-3730-1995
Parameter
Kadar zat terbang (%)
Kadar air (%)
Bagian tidak mengarang
Daya jerap iodin (mg/g)
Karbon aktif murni (%)
Daya jerap benzena (%)
Daya jerap biru metilena
(ml/g)
Bobot jenis curah (g/ml)
Lolos ukuran mesh 325 (%)
Jarak mesh (%)
Kekerasan (%)
Syarat Kualitas
Butiran
Maks 15
Maks 4.4
Tidak nyata
Min 750
Min 80
Min 25
Serbuk
Maks 25
Maks 15
Tidak nyata
Min 750
Min 65
-
Min 60
Min 120
0.45−0.55
90
80
0.3−0.35
Min 90
-
15
Lampiran 3 Diagram alir penelitian
Serbuk dan Potongan Kayu
Meranti Merah
Pembuatan Arang
Pembuatan Arang Aktif
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Aktivasi kimia dan fisis (800 °C)
aliran
uap air 0 menit (AT1)
aliran uap air 50 menit (AT2)
aliran uap air 100 menit (AT3)
NaOH 0.75% + aliran uap air 0 menit (AN1)
NaOH 0.75% + aliran uap air 50 menit (AN2)
NaOH 0.75% + aliran uap air 100 menit
Pencirian Arang Aktif
-Rendemen (ASTM 1979)
-Kualitas (SNI 1995)
Penentuan Waktu dan Bobot
Optimum, Luas Permukaan
Spesifik, dan Isoterm Adsorpsi
16
Lampiran 4 Rendemen arang meranti merah
Ulangan
1
2
Bobot kayu
(g)
2570
2550
Kadar air
(%)
5.04
5.04
Bobot arang
(g)
703
732
Bobot kering
(g)
2446.6869
2427.6466
Rerata
Rendemen
(%)
28.73
30.15
29.44
Contoh Perhitungan:
Bobot Arang
bobot kayu
% air
.
%
%
%
2446.6869 g
Rendemen
Bobot arang
Bobot kering
.
.
%
100%
%
17
Lampiran 5 Hasil uji kualitas arang aktif meranti merah
Perlakuan Ulangan
Arang
AT1
AT2
AT3
AN1
AN2
AN3
Komersil
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
a
b
c
d
e
f
g
h
28.73
30.15
74.72
74.75
58.47
58.92
45.01
45.03
82.08
82.47
52.29
52.81
23.41
23.52
-
3.19
3.44
8.44
8.64
7.21
6.73
3.17
3.38
3.09
2.89
4.48
3.78
5.56
5.37
5.58
5.76
29.73
31.50
24.53
21.07
20.43
15.87
16.67
14.31
15.27
13.55
14.83
15.12
20.14
20.68
21.82
26.83
2.78
2.46
3.15
3.38
4.68
4.33
4.07
3.58
4.99
4.88
5.67
6.01
11.51
12.03
6.16
5.86
67.49
66.04
72.32
75.55
77.89
79.81
79.27
82.11
79.74
81.57
79.5
78.88
68.35
67.3
72.02
67.82
176.772
176.990
313.562
402.952
746.647
724.600
802.719
768.128
418.424
446.238
1032.565
1015.942
714.921
687.121
314.806
299.835
5.50
5.88
10.37
10.28
11.38
11.06
17.52
17.98
9.59
9.49
11.45
11.39
14.17
15.63
13.16
11.68
16.3366
15.9804
34.6535
36.6667
154.1667
159.0909
185.8491
186.5385
42.7885
42.1569
240.0000
283.3333
163.4615
155.5556
19.6078
22.3381
Keterangan:
a = Rendemen
b = Kadar air (%)
c = Kadar zat terbang (%)
d = Kadar abu (%)
e = Kadar karbon terikat (%)
f = Daya jerap iodin (mg/g)
g = Daya jerap benzena (%)
h = Daya jerap biru metilena (mL/g)
AT1 = tanpa NaOH 0.75%, aliran uap air 0 menit
AT2 = tanpa NaOH 0.75%, aliran uap air 50 menit
AT3 = tanpa NaOH 0.75%, aliran uap air 100 menit
AN1 = dengan NaOH 0.75%, aliran uap air 0 menit
AN2 = dengan NaOH 0.75%, aliran uap air 50 menit
AN3 = dengan NaOH 0.75%, aliran uap air 100 menit
Rata-rata rekapitulasi dan perhitungan analisis arang aktif
Perlakuan
a
b
c
d
e
f
g
h
Arang
AT1
AT2
AT3
AN1
AN2
AN3
Komersial
29.44
74.74
58.70
45.02
82.28
52.55
23.47
-
3.32
8.54
6.97
3.28
3.00
4.13
5.47
5.67
30.62
22.80
18.16
15.49
14.41
14.98
20.41
24.33
2.62
3.27
4.51
3.83
4.94
5.84
11.77
6.01
66.77
73.94
78.85
80.69
80.66
79.19
67.83
69.92
176.881
358.257
735.624
785.424
432.331
1024.254
701.021
307.3205
5.69
10.33
11.22
17.75
9.54
11.42
14.90
12.42
16.16
35.66
156.63
186.19
42.47
261.67
159.51
20.97
Lampiran 6 Bobot dan waktu optimum
18
Bobot optimum
% b/v
a
(B)
C(N)
D(N)
E (ppm)
Q (mg/g)
F(N)
G(ppm)
E(%)
0.15
0.037
0.038
8.20
8.30
0.115
0.115
0.1035
0.1035
13134.564
13134.564
762.3423
649.4956
0.0943
0.0955
48.61
48.72
99.6299
99.6291
0.3
0.072
0.073
0.153
0.152
0.302
0.304
0.628
0.630
6.50
6.70
5.70
5.60
3.00
3.20
0.20
0.25
0.115
0.115
0.115
0.115
0.115
0.115
0.115
0.115
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
1224.2477
1110.8790
760.4739
788.6732
700.4967
672.6919
494.0658
489.6991
0.0748
0.0771
0.0656
0.0644
0.0345
0.0368
0.0023
0.0029
38.68
39.92
27.65
27.83
8.62
8.84
0.62
0.58
99.7055
99.6984
99.7895
99.7881
99.9344
99.9327
99.9953
99.9956
E(%)
0.6
1.2
2.5
Waktu Optimum
A
T
(B)
D(N)
E (ppm)
Q (mg/g)
F(N)
G(ppm)
0.3
0.073
0.074
4
4
7.30
7.30
0.1035
0.1035
13134.564
13134.564
821.0845
809.9887
0.0840
0.0840
10653.59
10653.59
18.89
18.89
0.3
0.073
0.073
0.072
0.073
0.072
0.073
0.074
0.073
8
8
15
15
30
30
45
45
6.80
6.80
7.20
7.20
7.20
7.20
7.20
7.20
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
1062.5799
1062.5799
881.4583
869.3836
881.4583
869.3836
857.6351
869.3836
0.0782
0.0782
0.0828
0.0828
0.0828
0.0828
0.0828
0.0828
9923.89
9923.89
10507.65
10507.65
10507.65
10507.65
10507.65
10507.65
24.44
24.44
20.00
20.00
20.00
20.00
20.00
20.00
0.072
60
7.20
0.1035
13134.564
881.4583
0.0828
10507.65
20.00
0.072
60
7.20
0.1035
13134.564
881.4583
0.0828
10507.65
20.00
% b/v
0.3
0.3
0.3
0.3
Keterangan
A = bobot arang aktif
t = waktu
B = Volume Tio
C = N Tio
D = N Iod
E = Konsentrasi Iodin (ppm)
F = N Iodin akhir
G =Konsentrasi Iodin (ppm)
Q =Daya jerap iodin (mg/g)
E = Efisiensi Adsorpsi (%)
19
Lampiran 7 Luas permukaan spesifik (LPS)
Q (mg/g)
Sampel
Xm
(mL/g)
Arang
158.9436
16.1585
AT1
328.2579
35.6601
AT2
673.8118
156.6288
AT3
769.8703
186.1938
AN1
427.3482
42.4727
AN2
777.9373
261.6667
AN3
689.5782
91.5347
Komersil 273.4293
20.9944
Keterangan:
Q = Kapasitas adsorpsi (mg/g)
Xm = Daya jerap biru metilena
LPS = Luas permukaan spesifik
BM = Biru metilena
LPS
(m2/g)
I2
BM
111.8119
180.5646
342.7654
354.87484
192.7652
1230.6435
201.5632
124.5476
59.9101
132.2151
580.7247
690.3413
157.4739
970.1684
339.3786
77.8399
Contoh perhitungan:
⁄
,
59,9101
/
/g
,
,
/
/
,
20
Lampiran 8 Isoterm langmuir dan freundlich untuk adsorpsi fenol dengan arang
aktif meranti merah terbaik dan arang aktif komersil
Arang aktif meranti merah
n
[Fenol]
Awal
[Fenol]
akhir
Isotherm Langmuir
b (g)
c
1
25
2.723
0.071
2.273
22.277
Isotherm Freundlich
log
x/m
c/(x/m)
logc
x/m
313.759 0.007 0.357 2.497
2
25
2.756
0.072
2.756
22.244
308.949
0.009
0.440
2.490
1
40
3.375
0.073
3.375
36.625
501.718
0.007
0.528
2.700
2
40
3.147
0.072
3.147
36.853
511.853
0.006
0.498
2.709
1
55
4.612
0.077
4.612
50.388
654.385
0.007
0.664
2.816
2
55
4.547
0.076
4.547
50.453
663.852
0.007
0.658
2.822
1
70
6.143
0.076
6.143
63.857
840.219
0.007
0.788
2.924
2
70
5.980
0.077
5.980
64.020
831.423
0.007
0.777
2.920
1
80
8.782
0.075
8.782
71.218
949.577
0.009
0.944
2.978
2
80
7.902
0.076
7.902
72.098
948.654
0.008
0.898
2.977
x
Arang Aktif komersil
c
x
0.072
6.111
18.889
Isotherm Freundlich
log
x/m
c/(x/m) logc
x/m
262.347 0.023 0.786
2.419
0.073
6.013
18.987
260.096
0.023
0.779
2.415
7.023
0.076
7.023
32.977
433.908
0.016
0.847
2.637
40
7.121
0.075
7.121
32.879
438.387
0.016
0.853
2.642
1
55
7.805
0.077
7.805
47.195
612.922
0.013
0.892
2.787
2
55
7.870
0.076
7.870
47.130
620.132
0.013
0.896
2.792
1
70
8.065
0.075
8.065
61.935
825.800
0.010
0.907
2.917
2
70
8.195
0.074
8.195
61.805
835.203
0.010
0.914
2.922
1
80
8.586
0.078
8.586
71.414
915.564
0.009
0.934
2.962
2
80
8.782
0.077
8.782
71.218
924.909
0.009
0.944
2.966
n
Isotherm Langmuir
[Fenol]
Awal
[Fenol]
akhir
b (g)
1
25
6.111
2
25
6.013
1
40
2
Keterangan:
b
= Bobot arang aktif
x/m = Jumlah adsorbat yang teradsorpsi per gram adsorben
c/(x/m) = Konsentrasi kesetimbangan adsorbat per jumlah adsorbat yang teradsorpsi per gram adsorben
log x/m = Logaritma jumlah adsorbat yang teradsorpsi per gram adsorben
Contoh Perhitungan:
.
⁄
.
.
.
.
.
.
.
.
21
Lampiran 9 Isoterm Langmuir dan Freundlich untuk adsorpsi Iodin
Isoterm Langmuir
n
C1
(ppm)
a (g)
C2
(ppm)
c
x
x/m
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1747.891
1747.891
2403.35
2447.048
2621.837
2621.837
3058.809
3102.507
4151.241
4260.485
6117.619
6226.862
8302.483
8411.726
0.073
0.074
0.072
0.075
0.074
0.073
0.073
0.074
0.076
0.076
0.077
0.076
0.075
0.075
65.545
65.798
196.638
196.638
353.948
353.948
1048.735
1048.735
2123.688
2136.797
3473.934
3473.934
5047.036
5060.145
65.545
65.798
196.638
196.638
353.948
353.948
1048.735
1048.735
2123.688
2136.797
3473.934
3473.934
5047.036
5060.145
1682.346
1682.093
2206.712
2250.41
2267.889
2267.889
2010.074
2053.772
2027.553
2123.688
2643.685
2752.928
3255.447
3351.581
23045.836
22730.986
30648.778
30005.467
30647.149
31066.973
27535.26
27753.676
26678.329
27943.263
34333.571
36222.737
43405.96
44687.747
Isoterm Freundlich
Log
c/(x/m) log c
x/m
0.003 1.817
4.363
0.003 1.818
4.357
0.006 2.294
4.486
0.007 2.294
4.477
0.012 2.549
4.486
0.011 2.549
4.492
0.038 3.021
4.440
0.038 3.021
4.443
0.080 3.327
4.426
0.076 3.330
4.446
0.101 3.541
4.536
0.096 3.541
4.559
0.116 3.703
4.638
0.113 3.704
4.650
a
x/m
c/(x/m)
log x/m
C1
C2
= Bobot arang aktif
= Jumlah adsorbat yang teradsorpsi per gram adsorben
= Konsentrasi kesetimbangan adsorbat per jumlah adsorbat yang teradsorpsi per gram adsorben
= Logaritma jumlah adsorbat yang teradsorpsi per gram adsorben
= Konsentrasi awal
= Konsentrasi akhir
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 17 September 1988 dari pasangan
Asri Joko S. SIP dan Nuriyah. Spd. Penulis merupakan anak pertama dari dua
bersaudara. Pada tahun 2007 penulis lulus dari Sekolah Menengah Analis Kimia
Bogor (SMAKBo) dan pada tahun yang sama penulis melanjutkan ke Program
Keahlian Analisis Kimia Diploma IPB. Pada tahun 2010 penulis melanjutkan ke
Program Alih Jenis S1 Departemen Kimia. Fakultas Matematika dan Pengetahuan
Alam IPB.
Selama perkuliahan penulis aktif mengikuti kegiatan organisasi Himalika.
Penulis pernah berkesempatan magang di PT Clariant Indonesia di Laboratorium
Research and Development pada tahun 2007 dan pada tahun 2010 penulis pernah
melaksanakan praktik kerja lapangan di Balai Penelitian Ternak di Laboratorium
Ruminansia dan Laboratorium Nutrisi Pakan Ternak. Penulis pernah menjadi
asisten praktikum pada Kimia Analitik Dasar, Kimia Lingkungan, Kimia Klinis,
Kimia Bahan Alam, Analisis Komponen Aktif dan Uji Aktivitas dan Spektroskopi
pada program Diploma IPB tahun ajaran 2010/2011−2012/2013.
Pada bulan Juli 2010 penulis pernah menjadi finalis dalam Pekan Ilmiah
Mahasiswa Nasional XXIII di Universitas Mahasaraswati Denpasar yang berjudul
Uji Aktivitas Antidiabetes dalam Ekstrak Daun Wungu Secara In Vitro. Pada
Tahun 2011 penulis berkesempatan untuk mengikuti pelatihan dan pengajuan
paten tingkat nasional. Penulis juga pernah mengikuti seminar kepemudaan
tingkat nasional. Seminar dan Training Halal yang diselenggarakan oleh LP-POM
MUI.
RPTIVITA
AS ARAN
NG AKTIIF KAYU
U MERAN
NTI MER
RAH
(S
Shorea spp.) TERH
HADAP FE
ENOL
AZIIZ NURA
ADITYA NANDAN
N
NA IDRIS
S
DEPARTEME
EN KIMIA
A
FAKUL
LTAS MATEMATIK
KA DAN ILMU
I
PE
ENGETAH
HUAN ALA
AM
I
INSTITUT
T PERTA
ANIAN BO
OGOR
BOGO
OR
2013
3
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Adsorptivitas Arang
Aktif Kayu Meranti Merah (Shorea sp.) Terhadap Fenol 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, Januari 2013
Aziz Nuraditya Nandana Idris
NIM G44104033
ABSTRAK
AZIZ NURADITYA NANDANA IDRIS. Adsorptivitas Arang Aktif Kayu
Meranti Merah (Shorea sp) Terhadap Fenol. Dibimbing oleh KOMAR SUTRIAH
dan GUSTAN PARI.
Serbuk maupun serpihan kayu sisa hasil pengolahan kayu telah banyak
dimanfaatkan sebagai adsorben. Penelitian ini memanfaatkan kayu meranti merah
sebagai adsorben dalam menjerap limbah fenol. Proses aktivasi dilakukan dengan
kombinasi metode fisis dan kimia. Kondisi terbaik diperoleh dengan NaOH 0.75%
dan pengaliran uap air selama 50 menit. Kapasitas adsorpsinya 7.7−23.6 g/g
dengan efisiensi adsorpsi 89−92%. Mekanisme adsorpsi mengikuti isoterm
Freundlich dengan linearitas 99.24%. Kualitas arang aktif tersebut juga telah
memenuhi persyaratan dalam Standar Nasional Indonesia 06-3730-1995 dan lebih
baik dibandingkan dengan arang aktif komersial.
Kata kunci: arang aktif, fenol, kayu, limbah, meranti merah
.
ABSTRACT
AZIZ NURADITYA NANDANA IDRIS. Adsorptivity of Red Meranti (Shorea
sp) for Phenol. Supervised by KOMAR SUTRIAH and GUSTAN PARI.
Powder or scrap from wood processing has been widely used as
adsorbent.This research utilized red meranti wood as an adsorbent for phenol
waste. Activation process was carried out with combination of physical and
chemical methods. The best condition was obtained with 0.75% NaOH and steam
flow for 50 minutes. The adsorption capacity was 7.7−23.6 g/g and the adsorption
efficiency was 89−92%. The adsorption mechanism followed Freundlich isotherm
with linearity of 99.24%. The quality of the activated carbon was fulfiled the
requirement in Indonesia National Standard 06-3730-1995 and was better than
comercial activated carbon.
Key words: activated carbon, phenol, red meranti, waste, wood
ADSORPTIVITAS ARANG AKTIF KAYU MERANTI MERAH
(Shorea sp.) TERHADAP FENOL
AZIZ NURADITYA NANDANA IDRIS
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
2013
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Karya ilmiah yang disusun
sejak April 2012 ini berjudul Adsorptivitas Arang Aktif Kayu Meranti Merah
(Shorea sp) terhadap Fenol.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Komar Sutriah, MS dan
Bapak Prof (R) Dr Gustan Pari, MSi selaku pembimbing. Ungkapan terima kasih
juga dihaturkan kepada Ayahanda Asri Joko Surono, SIP, Ibunda Nuriyah, SPd,
serta Adik tersayang Fajri Asri P. Atas segala doa dan perhatiannya. Di samping
itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Prof (R) Dr Adi Santoso, MSi dan Ir
Elly Suradikusumah, MS atas dukungannya, seluruh staf Laboratorium Pusat
Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor beserta Laboratorium Terpadu
IPB Bapak Mahfudin, Bapak Dadang, Bapak Dikdik, Baim, dan Bapak Maksudin
atas bantuannya selama penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih
kepada teman-teman yang turut membantu selama penelitian.
Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi perkembangan
dunia ilmu pengetahuan.
Bogor, Januari 2013
Aziz Nuraditya Nandana Idris
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
METODE
Ruang Lingkup Penelitian
Alat dan Bahan
Pembuatan Arang
Pembuatan dan Uji Kualitas Arang Aktif
Penentuan Bobot Adsorben dan Waktu Optimum
Penentuan Luas Pemukaan Spesifik Metode Adsorpsi Iodin
Penentuan Luas Pemukaan Spesifik Metode Biru Metilena
Uji Daya Adsorpsi dan Isoterm Adsorpsi
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rendemen
Kadar Air
Kadar Zat Terbang
Kadar Abu
Daya Jerap Iodin
Daya Jerap Benzena
Daya Jerap Biru Meilena
Bobot Adsorben dan Waktu Adsorpsi Optimum
Penentuan Luas Permukaan Spesifik
Isoterm Adsorpsi
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
RIWAYAT HIDUP
viii
viii
1
2
2
2
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
6
6
7
8
8
9
10
12
12
12
12
22
DAFTAR TABEL
1 Kapasitas dan efisiensi adsorpsi arang aktif komersil
2 Kapasitas dan efisiensi adsorpsi arang aktif meranti merah
11
11
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Rendemen arang aktif meranti merah
Kadar air arang aktif meranti merah
Kadar zat terbang arang aktif meranti merah
Kadar abu arang aktif meranti merah
Daya jerap iodin arang aktif meranti merah
Daya jerap benzena arang aktif meranti merah
Daya jerap biru metilena arang aktif meranti merah
Bobot optimum
Waktu optimum
Isoterm Freundlich (a) dan Langmuir (b) adsorpsi fenol oleh AAMN
Isotherm Freundlich (a) dan Langmuir (b) adsorpsi iodin oleh AAMN
4
5
6
6
7
7
8
9
9
10
11
DAFTAR LAMPIRAN
Data ekspor impor arang aktif 2007−2011
14
Baku mutu arang aktif SNI 06-3730-1995
14
Diagram alir penelitian
15
Rendemen arang kayu meranti merah
15
Hasil uji kualitas arang aktif meranti merah
17
Bobot dan waktu optimum
18
Luas permukaan spesifik
19
Isoterm Langmuir dan Freundlich adsorpsi fenol dengan AAMN terbaik dan arang
aktif komersil
20
9 Isoterm Langmuir dan Freundlich adsorpsi iodin
21
1
2
3
4
5
6
7
8
PENDAHULUAN
Limbah yang mengandung fenol dihasilkan dari industri perminyakan,
kertas, tekstil, elektroplating, serta industri pestisida (Villasenor 2002). Fenol
merupakan limbah organik yang termasuk dalam kategori bahan berbahaya dan
beracun (B3). Tercemarnya perairan dapat menimbulkan rasa dan bau tidak sedap,
serta dapat membahayakan organisme di perairan tersebut. Berdasarkan
Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor Kep.42/MENLH/10/1996,
kandungan fenol total di dalam limbah cair bagi kegiatan eksplorasi dan produksi
dibatasi hingga 2 mg/L untuk pembuangan (KNLH 1996). Salah satu cara
mengolah limbah fenol adalah menggunakan proses adsorpsi dengan arang aktif.
Permukaan arang aktif yang luas memiliki kemampuan adsorpsi yang besar, dan
mudah diaplikasikan. Aplikasi arang aktif dalam menjerap senyawa organik di
industri menggunakan reaktor lompok dengan teknik In-situ dan lapik tetap
(Bandosz 2006)
Arang aktif banyak digunakan sebagai adsorben polutan berkadar rendah,
misalnya dalam pemurnian air, industri makanan, minuman, kimia, dan farmasi
(Redjeki et al. 2006). Ekspor-impor arang aktif di Indonesia dalam kurun waktu 5
tahun terakhir mengalami peningkatan (Lampiran 1). Permintaan dunia terhadap
arang aktif juga cukup tinggi, diperkirakan meningkat 5.25% per tahun hingga
menjadi 1.2 juta ton per tahun (Banat 2005). Arang aktif secara umum dapat
dibuat melalui 3 tahap, yaitu tahap pra-perlakuan, karbonasi, dan aktivasi
(Menendez 2004). Karbonasi dan aktivasi merupakan tahapan utama dalam
pembuatan arang aktif. Tahap karbonasi bisa menggunakan tungku pengarang
konvensional atau tungku listrik (retort) dan tahap aktivasi terdiri atas aktivasi
secara fisis dan kimia.
Limbah serbuk dan potongan kayu dapat dimanfaatkan menjadi arang aktif,
briket arang, komposit kayu plastik, pengganti polybag, atau sebagai media tanam
jamur (Swastika 2004). Produksi total kayu gergajian Indonesia mencapai 2.6 juta
m3 per tahun. Dengan asumsi bahwa jumlah limbah yang terbentuk mencapai
54.24% dari produksi total, limbah penggergajian kayu berjumlah 1.4 juta m3 per
tahun (Pari 2004). Pemanfaatan limbah kayu sebagai arang aktif dapat
meningkatkan nilai kegunaannya, yaitu sebagai adsorben. Arang aktif dapat dibuat
dari berbagai macam kayu, di antaranya kayu sengon (Paraserianthes falcataria)
(Pari 1996), kayu albizia (Albizia falcata) untuk adsorpsi logam kromium
(Sukarta 2008), dan kayu meranti merah (Shorea sp) untuk adsorpsi logam
kromium dan mangan (Achmad 2011). Pada penelitian ini kayu meranti merah
digunakan untuk menjerap fenol. Kayu meranti merah biasa digunakan untuk
berbagai jenis mebel, maka limbah yang dihasilkan cukup banyak.
Penelitian mengenai adsorpsi fenol dengan arang aktif di antaranya ialah
aktivasi dengan pengaliran gas nitrogen sebanyak 2 kali: (1) 250, 300, 400 °C
selama 2.5 sampai 15 menit, kemudian (2) 800, 900, dan 1000 °C selama 30
menit, menghasilkan kapasitas adsorpsi sebesar 500 mg/g (Girods et al. 2008).
Penelitian Wu et al. (2011) menyatakan bahwa arang aktif dari limbah kayu yang
diaktivasi menggunakan gas nitrogen dan KOH memiliki kapasitas adsorpsi
sebesar 250 mg/g. Hasil penelitian tersebut masih kurang baik dan penggunaan
gas nitrogen untuk aktivasi memerlukan biaya yang cukup besar. Dalam penelitian
2
ini arang aktif dibuat menggunakan metode kombinasi aktivasi secara kimia
dengan NaOH 0.75% dan secara fisis dengan mengalirkan uap pada suhu 800 °C
selama 0, 50, dan 100 menit. Penelitian ini mengadopsi metode Pari (1993) yang
menyatakan bahwa penggunaan bahan kimia pada dosis rendah dapat
meningkatkan rendemen dan daya jerap iodin. Penelitian yang dilakukan
diharapkan mampu menghasilkan arang aktif dengan daya jerap besar dan sesuai
dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) Nomor 06-3730-1995 (Lampiran 2).
METODE
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini terbagi dalam 4 tahap, yaitu (1) pengarangan kayu meranti
merah dengan tungku pengarang; (2) aktivasi dengan metode kombinasi: secara
kimia dengan NaOH 0.75% dan secara fisis dengan mengalirkan uap pada suhu
800 °C selama 0, 50, dan 100 menit; kemudian (3) uji kualitas arang aktif
berdasarkan SNI Nomor 06-3730-1995; dan (4) Penentuan isoterm adsorpsi
dengan metode lompok (Lampiran 3).
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan ialah tungku listrik, tanur pembakar, oven,
desikator, shaker, saringan halus (100 mesh), cawan porselen, dan
spektrofotometer ultraviolet-tampak (UV-Vis) jenis Spectroquant Nova 60
Merck. Bahan-bahan yang digunakan ialah kayu meranti merah dari perusahaan
kayu di wilayah Kecamatan Tanah Sareal, Kota Bogor, NaOH p.a, arang aktif
komersial (Brataco), fenol (Merck®), dan akuades.
Pembuatan Arang
Kayu meranti merah ditimbang sebanyak ±2.5 kg, kemudian dimasukkan ke
dalam tabung sampel dengan disusun di dalamnya dan ditutup rapat. Tabung
dimasukkan ke dalam tungku pengarangan listrik (retort), lalu dipanaskan pada
suhu 400 °C selama ±5 jam. Setelah itu, tungku pengarangan dimatikan dan
dibiarkan sampai dingin (±20 jam). Arang dikeluarkan dari tungku, ditimbang
bobotnya, dan rendemen proses pengarangan dihitung.
Pembuatan dan Uji Kualitas Arang Aktif
Arang kayu meranti merah dimasukkan ke dalam tungku aktivasi sebanyak
±100 g setelah sebelumnya direndam dalam larutan pengaktif NaOH 0.75%
selama 24 jam, kemudian ditiriskan. Alat disiapkan pada suhu 800 °C dengan
suhu dinaikkan secara bertahap sampai konstan, tekanan dijaga pada 0.05 bar.
3
Pengaliran uap panas diragamkan selama 0 (tanpa pengaliran), 50, dan 100 menit.
Setelah proses aktivasi selesai, alat dibiarkan sampai dingin (24 jam). Arang aktif
dikeluarkan dari dalam tungku kemudian diayak dengan ukuran 100 mesh. Arang
aktif lalu diuji kualitasnya menggunakan parameter uji sesuai SNI Nomor 063730-1995 yang mencakup parameter kadar air, kadar zat terbang, abu, daya jerap
iodin, dan daya jerap biru metilena (titrimetri).
Penentuan Bobot Adsorben dan Waktu Adsorpsi Optimum
(modifikasi Suryani 1995 dan SNI 1995)
Arang aktif terbaik dari beberapa perlakuan aktivasi ditimbang dengan
ragam bobot 0.037, 0.072, 0.150, 0.300, dan 0.628 g, kemudian dimasukkan ke
dalam erlenmeyer yang berisi 25 mL larutan iodin 0.1 N. Erlenmeyer segera
ditutup dan dikocok selama 15 menit, lalu disaring. Filtrat dipipet 10 mL ke dalam
erlenmeyer dan langsung dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat 0.1 N sampai
warna kuning muda. Beberapa tetes amilum 1% ditambahkan dan titrasi
dilanjutkan hingga warna biru tepat hilang. Bobot tetap arang aktif terbaik
dimasukkan ke dalam erlenmeyer yang berisi 25 mL larutan iodin 0.1 N,
kemudian dikocok dengan ragam waktu 4.00, 8.00, 15.00, 30.00, 45.00, 60.00
menit. Setelah itu, campuran disaring dan daya jerap iodin optimum dari beberapa
waktu ditentukan.
Penentuan Luas Permukaan Spesifik Metode Adsorpsi Iodin (JIS 1967)
Arang aktif terbaik sejumlah bobot optimum dimasukkan ke dalam 25 mL
larutan iodin dengan ragam konsentrasi 1500, 2000, 2500, 3500, 6000, 8500
mg/L, kemudian dikocok pada suhu kamar selama waktu optimum. Setelah itu,
disaring dan konsentrasi iodin dalam filtrat diukur. Nilai luas permukaan spesifik
ditentukan menggunakan persamaan
LPS (m2/g) = (Qm/BE) × N × A
Keterangan:
Qm = kapasitas adsorbsi monolayer
A = luas penampang iodin (0.40 × 10-18 m2)
N = bilangan Avogadro (6.023 × 1023/mol)
BE = bobot ekuivalen iodin (126.904 g/mol)
Penentuan Luas Permukaan Spesifik Metode Biru Metilena (Muthia 1998)
Luas permukaan spesifik (LPS) arang aktif dihitung berdasarkan banyaknya
BM yang dijerap oleh arang aktif.
LPS (m2/g) =
4
jerap BM (ml/g)
luas penampang BM (1.969 × 10-21 m2)
23
= bilangan Avogadro (6.023 × 10 /mol)
ρBM = massa jenis BM (1 g/ml)
MBM = bobot molekul BM (319.86 g/mol)
Xm
A
N
= daya
=
Uji Daya Adsorpsi dan Isoterm Adsorpsi
(modifikasi Girods et al. 2009, Wu et al. 2011, dan ASTM 1993)
Daya adsorpsi ditentukan dengan mengukur efektivitas adsorpsi arang aktif
terbaik terhadap larutan fenol dengan ragam konsentrasi 23, 40, 55, 70, dan 85
ppm. Arang aktif komersial digunakan sebagai pembanding. Arang aktif sebanyak
bobot optimum ditambahkan ke dalam 25 mL larutan standar fenol, dikondisikan
pH larutan 6−7, kemudian wadah ditutup rapat dan diaduk selama waktu
optimum. Suspensi yang diperoleh disaring dan diukur dengan spektrofotometer
UV-Vis pada panjang gelombang 270 nm. Isoterm adsorpsi ditentukan dengan
model Freundlich dan Langmuir.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rendemen
Rendemen (%)
Rendemen arang setelah melewati proses karbonasi ialah 29.4% (Lampiran
4), sedangkan rendemen proses aktivasi berkisar 23.5 sampai 83%. Rendemen
tertinggi diperoleh dari perlakuan aktivasi dengan NaOH 0.75% tanpa pengaliran
uap air, sedangkan rendemen terkecil ialah arang yang diaktivasi dengan NaOH
0.75% dan pengaliran uap air selama 100 menit pada suhu 800 °C. Penggunaan
bahan kimia pengaktif dan memperlama waktu pengaliran uap air cenderung
menurunkan rendemen arang aktif (Gambar 1).
Menurut Djatmiko (1985), komponen arang terdiri atas karbon, mineral, air,
nitrogen, dan sulfur. Penggunaan bahan pengaktif dapat membersihkan
permukaan karbon dan membuka pori dari arang.
100
80
60
40
20
0
Arang AT1 AT2 AT3 AN1 AN2 AN3
Gambar 1 Rendemen arang aktif meranti merah
5
Perlakuan:
AT1:tanpa NaOH 0.75%, aliran uap air selama 0 menit
AT2:tanpa NaOH 0.75%, aliran uap air selama 50 menit
AT3:tanpa NaOH 0.75%, aliran uap air selama 100 menit
AN1:dengan NaOH 0.75%, aliran uap air selama 0 menit
AN2:dengan NaOH 0.75%, aliran uap air selama 50 menit
AN3:dengan NaOH 0.75%, aliran uap air selama 100 menit
Kadar Air
Kadar air arang aktif berkisar antara 3 dan 8.5% (Lampiran 5). Kadar air
tertinggi dihasilkan dari proses aktivasi hanya dengan aliran uap panas pada suhu
800 °C dan kadar air terendah dihasilkan dari aktivasi hanya dengan
menggunakan NaOH 0.75% (Gambar 2). Hasil yang diperoleh seluruhnya
memenuhi persyaratan baku mutu arang aktif SNI (1995), yaitu kurang dari 15%
(Lampiran 2). Penentuan kadar air berguna untuk menentukan kualitas arang aktif
sehubungan dengan proses distribusi untuk produksi skala besar (Fasanmi 1999).
Penggunaan uap air dapat meningkatkan kadar air arang aktif. Hal ini
disebabkan pelembutan serpihan arang aktif dilakukan di udara terbuka sehingga
molekul-molekul uap air di udara terperangkap oleh pori-pori arang aktif (Hartoyo
1974). Hasil yang diperoleh menunjukkan kenaikan kadar air secara signifikan
pada setiap perlakuan.
Kadar Air (%)
10
8
6
4
2
0
Arang
AT1
AT2
AT3
AN1
AN2
AN3
AAK
Gambar 2 Kadar air arang aktif meranti merah
Keterangan: AAK =Arang aktif komersial
Kadar Zat Terbang
Kadar zat terbang arang aktif yang dihasilkan berkisar 14.4−22.8% (Gambar
3 dan Lampiran 5). Nilai tersebut memenuhi persyaratan SNI (1995), yaitu kurang
dari 25% (Lampiran 2). Kadar zat terbang terendah dihasilkan pada perlakuan
dengan NaOH 0.75% tanpa pengaliran uap air. Perbedaan suhu saat karbonasi dan
aktivasi menyebabkan zat terbang yang terkandung dalam arang aktif jauh
menurun dibandingkan dengan sebelum aktivasi. Kadar zat terbang yang tinggi
dapat mengurangi daya jerap arang aktif. Tingginya nilai zat terbang tersebut
dipengaruhi oleh tingginya kerapatan kayu. Akibatnya, pada waktu karbonasi
6
dihasilkan lebih banyak gas seperti CO, CO2, hidroarbon, H2, dan CH4 (Suryani
2009).
Kadar zat terbang
(%)
40
30
20
10
0
Arang AT1 AT2 AT3 AN1 AN2 AN3 AAK
Gambar 3 Kadar zat terbang arang aktif meranti merah
Kadar Abu
Kadar Abu (%)
Kadar abu yang dihasilkan berkisar 3.3−11.8% (Gambar 4 dan Lampiran 5).
Kadar abu tertinggi dihasilkan dari perlakuan aktivasi dengan NaOH 0.75%
dengan pengaliran uap air selama 100 menit pada suhu 800 °C. Selain arang aktif
tersebut, hasil yang diperoleh seluruhnya memenuhi persyaratan SNI (1995), yaitu
kurang dari 10% (Lampiran 2).
15
10
5
0
Arang AT1 AT2 AT3 AN1 AN2 AN3 AAK
Gambar 4 Kadar abu arang aktif meranti merah
Abu merupakan bagian terakhir dari proses pembakaran pada suhu tinggi
yang di dalamnya terkandung oksida seperti silika, alumina, oksida besi dan
kalsium yang lazim terdapat pada arang. Keberadaan abu ini berpengaruh
terhadap arang aktif ketika diaplikasikan dalam air karena dapat mengubah pH
larutan (Fasanmi 1999).
Tingginya kadar abu pada perlakuan AN3 dipengaruhi oleh lamanya
aktivasi sehingga terbentuk oksida logam. Tingginya kadar abu menggambarkan
tingginya kandungan mineral logam dalam pori arang aktif yang berdampak pada
rendahnya daya jerap (Pari 2004).
Daya Jerap Iodin
Daya jerap iodin yang dihasilkan berkisar 358−1024 mg/g (Lampiran 5).
Daya jerap iodin tertinggi dihasilkan dari perlakuan NaOH 0.75% dengan
7
Daya jerap iodin
(mg/g)
pengaliran uap air selama 50 menit. Daya jerap iodin semua arang aktif yang
dihasilkan lebih tinggi daripada arang sebelum aktivasi (Gambar 5). Perlakuan
AT2, AT3, dan AN2 menghasilkan daya jerap iodin yang memenuhi persyaratan
SNI (1995), yaitu lebih dari 750 mg/g.
1500
1000
500
0
Arang AT1 AT2 AT3 AN1 AN2 AN3 AAK
Gambar 5 Daya jerap iodin arang aktif meranti merah
Daya jerap iodin sering digunakan untuk menunjukkan kemampuan arang
aktif dalam menjerap adsorbat dan merupakan parameter utama dalam
menentukan kualitas arang aktif. Daya jerap iodin dapat menunjukkan jumlah
mikropori yang terbentuk, yaitu pori yang dapat dimasuki oleh molekul dengan
diameter < (Pari 2004). Daya jerap iodin yang rendah disebabkan masih terdapat
banyak pengotor yang menutupi pori arang aktif (Bandosz 2006).
Daya Jerap Benzena
Daya jerap
benzena (%)
Daya jerap benzena yang dihasilkan berkisar antara 9.5 dan 17.8%
(Lampiran 5). Daya jerap benzena tertinggi dihasilkan dengan hanya mengalirkan
uap air selama 100 menit dan semua arang aktif menghasilkan daya jerap benzena
lebih tinggi daripada kontrol (Gambar 6). Daya jerap arang aktif yang semakin
besar terhadap benzena pada kondisi suhu aktivasi yang lebih tinggi dan waktu
aktivasi yang lebih lama menggambarkan bahwa permukaan arang aktif menjadi
bersifat nonpolar sehingga dapat digunakan untuk menjerap polutan yang bersifat
nonpolar (Pari 2004)
20
15
10
5
0
Arang AT1
AT2 AT3 AN1 AN2 AN3 AAK
Gambar 6 Daya jerap benzena arang aktif meranti merah
Dibandingkan dengan daya jerap benzena dari arang aktif komersial
(12.42%), daya jerap benzena hasil penelitian masih lebih tinggi. Daya jerap
benzena juga dapat digunakan sebagai tolak ukur kemampuan menjerap gas. Nilai
daya jerap benzena yang kecil disebabkan oleh beberapa faktor seperti masih
8
adanya senyawa lain yang menempel pada permukaan karbon akibat proses
karbonisasi yang belum sempurna.
Daya Jerap Biru Metilena
Daya jerap biru
metilena (ml/g)
Daya jerap biru metilena arang aktif hasil penelitian sebesar 35.7−262 mL/g
(Gambar 7). Hasil yang diperoleh masih sesuai dengan SNI (1995), yaitu lebih
dari 120 mL/g, kecuali untuk AT1 dan AN1 (Lampiran 5). Daya jerap biru
metilena tertinggi dihasilkan oleh arang aktif yang diaktivasi dengan NaOH
0.75% dan aliran uap air selama 50 menit. Daya jerap biru metilena juga dapat
menunjukkan kualitas arang aktif dalam menjerap adsorbat. Muatan positif pada
gugus amonium kuaterner zat warna akan berinteraksi dengan ion karboksilat
(-COO−) dari karbon mesopori melalui gaya tarik elektrostatik akibat perbedaan
muatan ion.
300
200
100
0
Arang AT1
AT2
AT3 AN1 AN2 AN3 AAK
Gambar 7 Daya jerap biru metilena arang aktif meranti merah
Daya jerap yang rendah pada kontrol, AT1, AN1, dan arang aktif komersial
dapat disebabkan struktur mikropori pada arang aktif masih tertutup rapat
sehingga adsorbat tidak dapat terjerap dengan baik. Besarnya daya jerap biru
metilena yang dihasilkan menggambarkan besarnya ukuran pori 15−25 yang
terjerap oleh arang aktif (Pari 2004).
Adsorptivitas arang aktif selain dipengaruhi oleh ukuran pori, juga
dipengaruhi oleh muatan adsorbat yang dijerap. Daya jerap benzena mewakili
muatan netral, daya jerap biru metilena mewakili muatan positif, dan iodin
mewakili muatan negatif. Dengan demikian selektivitas arang aktif dapat
diketahui dengan baik.
Bobot dan Waktu Optimum
Berdasarkan daya jerap iodin, daya jerap biru metilena, dan rendemen, hasil
terbaik diperoleh pada perlakuan aktivasi dengan NaOH 0.75% dan pengaliran
uap air selama 50 menit. Pengujian bobot dan waktu optimum dilakukan pada
arang aktif tersebut dengan mengikuti prosedur uji daya jerap iodin. Daya jerap
iodin menggambarkan kemampuan arang aktif menjerap molekul 90%
(Miller dan Miller 1991). Adsorpsi iodin oleh AAMN juga mengikuti isoterm
Freundlich, karena linearitas yang dihasilkan lebih besar.
4.55
4.5
4.45
4.4
4.35
4.3
y = 0,0838x + 4,2559
R² = 0,9726
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Log C
(a)
C/(x/m)
0.15
y = 2E‐05x ‐ 0,0412
R² = 0,9601
0.1
0.05
0
‐0.05
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
C
(b)
Gambar 11
Isoterm Freundlich (a) dan Langmuir (b) adsorpsi iodin oleh
AAMN
12
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Arang aktif kayu meranti merah dengan pengaktif NaOH 0.75% dan
pengaliran uap air selama 50 menit pada suhu 800 °C memenuhi persyaratan SNI
nomor 06-3730-1995. Proses aktivasi dapat memperbesar luas permukaan
spesifik. Kapasitas adsorpsi terhadap fenol sebesar 7731.25−23571.71 mg/g
dengan efisiensi adsorpsi 89.06-91.85%. Adsorpsi mengikuti model isoterm
Freundlich dengan linearitas 99.24%.
Saran
Topografi permukaan arang aktif terbaik perlu diamati dengan mikroskop
elektron payaran dan struktur kristalit dengan difraktometer sinar-X. Desain
reaktor sebaiknya berbentuk tegak agar diperoleh waktu kontak yang lebih efektif
dengan arang. Faktor lain yang perlu diperhatikan dalam proses adsorpsi seperti
suhu, afinitas adsorbat, selektivitas, dan pengadukan dengan metode lompok.
DAFTAR PUSTAKA
Achmad A. 2011. Pembuatan, pencirian, dan uji daya adsorpsi arang aktif dari
kayu meranti merah (Shorea sp) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian
Bogor.
[ASTM] American Society for Testing and Materials. 1993. Standard Practice for
Determination of Adsorptive Capacity of Activated Carbon by Aqueous
Phase Isotherm Technique. Philadelphia (US): ASTM.
[ASTM] America Society for Testing and Materials. 1979. Standard Test Method
for Benzene, Chloroform, and Iodine Sorption of Activated Carbon.
Philadelphia (US): ASTM.
Banat B. 2005. Adsorption of phenol by bentonite. Environ Pollut. 107:391-398.
Bandosz T. 2006. Activated Carbon Surfaces in Environmental Remediation. New
York (US): Academic Pr.
Byrne. 1997. Competitive adsorption between atrazine and metylene blue on
activated carbon: the importance of pore size distribution. J Carbon. 30:14231436.
Djatmiko. 1985. Pengolahan Arang dan Kegunaannya. Bogor (ID):
Agroindustri Pr-IPB.
Fasanmi O. 1999. Treatment of toxic organic wastewaters with chemical
oxidation, carbon adsorption and bioaugmentation [disertasi]. Lagos (NG):
University of Lagos.
Girods P, Dufour A, Fierro V, Rogaume Y, Zoulalian A, Celzard A. 2009.
Activated carbon prepared from wood particleboard wastes: Characterisation
and phenol adsorption capacities. J Hazardous Mat. 166:491-501.
Hartoyo. 1974. Arang Aktif: Pembuatan dan Kegunaan. Jakarta (ID): Dephut.
13
Hsieh CT, Teng H. 2000. Influence of mesopore volume and adsorbate size on
adsorption capacities of activated carbon in aqueous solutions. J Carbon. 38:
863-869.
[JIS] Japan Industrial Standard. 1967. JIS K 1474: Testing Method for Powdered
Activated Carbon. Tokyo (JP): Japanese Standard Association.
KNLH [Kementerian Negara Lingkungan Hidup]. 1996. Keputusan Baku Mutu
Limbah Cair (BMLC) bagi Kegiatan Minyak dan Panas Bumi.
Menendez. 2004. Type of carbon and their production. J Carbon. 42: 1219-1224.
Miller JC, Miller JN. 1991. Statistika untuk Kimia Analitik. Bandung (ID): Institut
Teknologi Bandung. Terjemahan dari: Statistics for Analytical Chemistry.
Muthia F. 1998. Pembuatan arang aktif dari sabut kelapa sawit sebagai bahan
penjernih air [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Pari G. 2004. Kajian struktur arang aktif dari`serbuk gergaji kayu sebagai
adsorben emisi formaldehida kayu lapis [disertasi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Pari G. 1996. Pembuatan dan kualitas arang aktif dari kayu sengon sebagai bahan
adsorben. Bul Lit Hasil Hutan. 14:274-289.
Pari G. 1993. Peningkatan rendemen dan daya serap arang aktif dengan cara kimia
dosis rendah dan gasifikasi. J Lit Hasil Hutan. 11:205-208.
Redjeki S, Taufik A, Nurdiani. 2006. Uji daya adsorpsi arang aktif kayu meranti
merah (Shorea sp) terhadap logam mangan dan kromium. Warta AKAB No.
17. Bogor: Akademi Kimia Analisis.
[SNI] Standar Nasional Indonesia. 1995. SNI 06-3730-1995: Arang Aktif Teknis.
Jakarta (ID): Dewan Standardisasi nasional.
Sukarta. 2008. Adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia (Albizia
falcata): studi pengembangan bahan alternatif penjerap limbah logam berat
[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Suryani AM. 2009. Pemanfaatan tongkol jagung untuk pembuatan arang aktif
sebagai adsorben untuk pemurnian minyak goreng bekas [skripsi]. Bogor
(ID): Institut Pertanian Bogor.
Swastika SKD. 2004. Beberapa teknik analisis dalam penelitian dan pengkajian
teknologi pertanian. Jurnal Pengkajian dan Pengembangan Teknologi
Pertanian. 7(1):90-102.
Villasenor. 2002. Catalytic and photocatalytic ozonation of phenol on MnO2
supported catalysts. J Catal Today. 76: 121-131.
Wu Y, Xiao J, Ming Y, Xu D. 2011 Phenol adsorption nitrogen–enriched activated
carbon from wood fiberboard waste. J Wood and Fiber Sci. 44:2-7.
14
Lampiran 1 Data Ekspor-impor arang aktif 2007-2011
Ekspor
Tahun
2007
2008
2009
2010
2011
Bobot (kg)
76.324.910
27.005.688
22.740.624
24.791.393
21.652.271
Impor
Nilai(USD) Bobot (kg) Nilai (USD)
21.928.221 3.474.254
4.743.225
24.198.877 3.528.208
6.152.310
23.226.353 4.846.055
6.774.325
27.744.322 5.777.557
9.289.954
31.867.265 5.444.834 10.487.547
Sumber: Kementrian Perindustrian (2011)
Lampiran 2 Baku mutu arang aktif teknis menurut SNI 06-3730-1995
Parameter
Kadar zat terbang (%)
Kadar air (%)
Bagian tidak mengarang
Daya jerap iodin (mg/g)
Karbon aktif murni (%)
Daya jerap benzena (%)
Daya jerap biru metilena
(ml/g)
Bobot jenis curah (g/ml)
Lolos ukuran mesh 325 (%)
Jarak mesh (%)
Kekerasan (%)
Syarat Kualitas
Butiran
Maks 15
Maks 4.4
Tidak nyata
Min 750
Min 80
Min 25
Serbuk
Maks 25
Maks 15
Tidak nyata
Min 750
Min 65
-
Min 60
Min 120
0.45−0.55
90
80
0.3−0.35
Min 90
-
15
Lampiran 3 Diagram alir penelitian
Serbuk dan Potongan Kayu
Meranti Merah
Pembuatan Arang
Pembuatan Arang Aktif
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Aktivasi kimia dan fisis (800 °C)
aliran
uap air 0 menit (AT1)
aliran uap air 50 menit (AT2)
aliran uap air 100 menit (AT3)
NaOH 0.75% + aliran uap air 0 menit (AN1)
NaOH 0.75% + aliran uap air 50 menit (AN2)
NaOH 0.75% + aliran uap air 100 menit
Pencirian Arang Aktif
-Rendemen (ASTM 1979)
-Kualitas (SNI 1995)
Penentuan Waktu dan Bobot
Optimum, Luas Permukaan
Spesifik, dan Isoterm Adsorpsi
16
Lampiran 4 Rendemen arang meranti merah
Ulangan
1
2
Bobot kayu
(g)
2570
2550
Kadar air
(%)
5.04
5.04
Bobot arang
(g)
703
732
Bobot kering
(g)
2446.6869
2427.6466
Rerata
Rendemen
(%)
28.73
30.15
29.44
Contoh Perhitungan:
Bobot Arang
bobot kayu
% air
.
%
%
%
2446.6869 g
Rendemen
Bobot arang
Bobot kering
.
.
%
100%
%
17
Lampiran 5 Hasil uji kualitas arang aktif meranti merah
Perlakuan Ulangan
Arang
AT1
AT2
AT3
AN1
AN2
AN3
Komersil
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
a
b
c
d
e
f
g
h
28.73
30.15
74.72
74.75
58.47
58.92
45.01
45.03
82.08
82.47
52.29
52.81
23.41
23.52
-
3.19
3.44
8.44
8.64
7.21
6.73
3.17
3.38
3.09
2.89
4.48
3.78
5.56
5.37
5.58
5.76
29.73
31.50
24.53
21.07
20.43
15.87
16.67
14.31
15.27
13.55
14.83
15.12
20.14
20.68
21.82
26.83
2.78
2.46
3.15
3.38
4.68
4.33
4.07
3.58
4.99
4.88
5.67
6.01
11.51
12.03
6.16
5.86
67.49
66.04
72.32
75.55
77.89
79.81
79.27
82.11
79.74
81.57
79.5
78.88
68.35
67.3
72.02
67.82
176.772
176.990
313.562
402.952
746.647
724.600
802.719
768.128
418.424
446.238
1032.565
1015.942
714.921
687.121
314.806
299.835
5.50
5.88
10.37
10.28
11.38
11.06
17.52
17.98
9.59
9.49
11.45
11.39
14.17
15.63
13.16
11.68
16.3366
15.9804
34.6535
36.6667
154.1667
159.0909
185.8491
186.5385
42.7885
42.1569
240.0000
283.3333
163.4615
155.5556
19.6078
22.3381
Keterangan:
a = Rendemen
b = Kadar air (%)
c = Kadar zat terbang (%)
d = Kadar abu (%)
e = Kadar karbon terikat (%)
f = Daya jerap iodin (mg/g)
g = Daya jerap benzena (%)
h = Daya jerap biru metilena (mL/g)
AT1 = tanpa NaOH 0.75%, aliran uap air 0 menit
AT2 = tanpa NaOH 0.75%, aliran uap air 50 menit
AT3 = tanpa NaOH 0.75%, aliran uap air 100 menit
AN1 = dengan NaOH 0.75%, aliran uap air 0 menit
AN2 = dengan NaOH 0.75%, aliran uap air 50 menit
AN3 = dengan NaOH 0.75%, aliran uap air 100 menit
Rata-rata rekapitulasi dan perhitungan analisis arang aktif
Perlakuan
a
b
c
d
e
f
g
h
Arang
AT1
AT2
AT3
AN1
AN2
AN3
Komersial
29.44
74.74
58.70
45.02
82.28
52.55
23.47
-
3.32
8.54
6.97
3.28
3.00
4.13
5.47
5.67
30.62
22.80
18.16
15.49
14.41
14.98
20.41
24.33
2.62
3.27
4.51
3.83
4.94
5.84
11.77
6.01
66.77
73.94
78.85
80.69
80.66
79.19
67.83
69.92
176.881
358.257
735.624
785.424
432.331
1024.254
701.021
307.3205
5.69
10.33
11.22
17.75
9.54
11.42
14.90
12.42
16.16
35.66
156.63
186.19
42.47
261.67
159.51
20.97
Lampiran 6 Bobot dan waktu optimum
18
Bobot optimum
% b/v
a
(B)
C(N)
D(N)
E (ppm)
Q (mg/g)
F(N)
G(ppm)
E(%)
0.15
0.037
0.038
8.20
8.30
0.115
0.115
0.1035
0.1035
13134.564
13134.564
762.3423
649.4956
0.0943
0.0955
48.61
48.72
99.6299
99.6291
0.3
0.072
0.073
0.153
0.152
0.302
0.304
0.628
0.630
6.50
6.70
5.70
5.60
3.00
3.20
0.20
0.25
0.115
0.115
0.115
0.115
0.115
0.115
0.115
0.115
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
1224.2477
1110.8790
760.4739
788.6732
700.4967
672.6919
494.0658
489.6991
0.0748
0.0771
0.0656
0.0644
0.0345
0.0368
0.0023
0.0029
38.68
39.92
27.65
27.83
8.62
8.84
0.62
0.58
99.7055
99.6984
99.7895
99.7881
99.9344
99.9327
99.9953
99.9956
E(%)
0.6
1.2
2.5
Waktu Optimum
A
T
(B)
D(N)
E (ppm)
Q (mg/g)
F(N)
G(ppm)
0.3
0.073
0.074
4
4
7.30
7.30
0.1035
0.1035
13134.564
13134.564
821.0845
809.9887
0.0840
0.0840
10653.59
10653.59
18.89
18.89
0.3
0.073
0.073
0.072
0.073
0.072
0.073
0.074
0.073
8
8
15
15
30
30
45
45
6.80
6.80
7.20
7.20
7.20
7.20
7.20
7.20
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
0.1035
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
13134.564
1062.5799
1062.5799
881.4583
869.3836
881.4583
869.3836
857.6351
869.3836
0.0782
0.0782
0.0828
0.0828
0.0828
0.0828
0.0828
0.0828
9923.89
9923.89
10507.65
10507.65
10507.65
10507.65
10507.65
10507.65
24.44
24.44
20.00
20.00
20.00
20.00
20.00
20.00
0.072
60
7.20
0.1035
13134.564
881.4583
0.0828
10507.65
20.00
0.072
60
7.20
0.1035
13134.564
881.4583
0.0828
10507.65
20.00
% b/v
0.3
0.3
0.3
0.3
Keterangan
A = bobot arang aktif
t = waktu
B = Volume Tio
C = N Tio
D = N Iod
E = Konsentrasi Iodin (ppm)
F = N Iodin akhir
G =Konsentrasi Iodin (ppm)
Q =Daya jerap iodin (mg/g)
E = Efisiensi Adsorpsi (%)
19
Lampiran 7 Luas permukaan spesifik (LPS)
Q (mg/g)
Sampel
Xm
(mL/g)
Arang
158.9436
16.1585
AT1
328.2579
35.6601
AT2
673.8118
156.6288
AT3
769.8703
186.1938
AN1
427.3482
42.4727
AN2
777.9373
261.6667
AN3
689.5782
91.5347
Komersil 273.4293
20.9944
Keterangan:
Q = Kapasitas adsorpsi (mg/g)
Xm = Daya jerap biru metilena
LPS = Luas permukaan spesifik
BM = Biru metilena
LPS
(m2/g)
I2
BM
111.8119
180.5646
342.7654
354.87484
192.7652
1230.6435
201.5632
124.5476
59.9101
132.2151
580.7247
690.3413
157.4739
970.1684
339.3786
77.8399
Contoh perhitungan:
⁄
,
59,9101
/
/g
,
,
/
/
,
20
Lampiran 8 Isoterm langmuir dan freundlich untuk adsorpsi fenol dengan arang
aktif meranti merah terbaik dan arang aktif komersil
Arang aktif meranti merah
n
[Fenol]
Awal
[Fenol]
akhir
Isotherm Langmuir
b (g)
c
1
25
2.723
0.071
2.273
22.277
Isotherm Freundlich
log
x/m
c/(x/m)
logc
x/m
313.759 0.007 0.357 2.497
2
25
2.756
0.072
2.756
22.244
308.949
0.009
0.440
2.490
1
40
3.375
0.073
3.375
36.625
501.718
0.007
0.528
2.700
2
40
3.147
0.072
3.147
36.853
511.853
0.006
0.498
2.709
1
55
4.612
0.077
4.612
50.388
654.385
0.007
0.664
2.816
2
55
4.547
0.076
4.547
50.453
663.852
0.007
0.658
2.822
1
70
6.143
0.076
6.143
63.857
840.219
0.007
0.788
2.924
2
70
5.980
0.077
5.980
64.020
831.423
0.007
0.777
2.920
1
80
8.782
0.075
8.782
71.218
949.577
0.009
0.944
2.978
2
80
7.902
0.076
7.902
72.098
948.654
0.008
0.898
2.977
x
Arang Aktif komersil
c
x
0.072
6.111
18.889
Isotherm Freundlich
log
x/m
c/(x/m) logc
x/m
262.347 0.023 0.786
2.419
0.073
6.013
18.987
260.096
0.023
0.779
2.415
7.023
0.076
7.023
32.977
433.908
0.016
0.847
2.637
40
7.121
0.075
7.121
32.879
438.387
0.016
0.853
2.642
1
55
7.805
0.077
7.805
47.195
612.922
0.013
0.892
2.787
2
55
7.870
0.076
7.870
47.130
620.132
0.013
0.896
2.792
1
70
8.065
0.075
8.065
61.935
825.800
0.010
0.907
2.917
2
70
8.195
0.074
8.195
61.805
835.203
0.010
0.914
2.922
1
80
8.586
0.078
8.586
71.414
915.564
0.009
0.934
2.962
2
80
8.782
0.077
8.782
71.218
924.909
0.009
0.944
2.966
n
Isotherm Langmuir
[Fenol]
Awal
[Fenol]
akhir
b (g)
1
25
6.111
2
25
6.013
1
40
2
Keterangan:
b
= Bobot arang aktif
x/m = Jumlah adsorbat yang teradsorpsi per gram adsorben
c/(x/m) = Konsentrasi kesetimbangan adsorbat per jumlah adsorbat yang teradsorpsi per gram adsorben
log x/m = Logaritma jumlah adsorbat yang teradsorpsi per gram adsorben
Contoh Perhitungan:
.
⁄
.
.
.
.
.
.
.
.
21
Lampiran 9 Isoterm Langmuir dan Freundlich untuk adsorpsi Iodin
Isoterm Langmuir
n
C1
(ppm)
a (g)
C2
(ppm)
c
x
x/m
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1747.891
1747.891
2403.35
2447.048
2621.837
2621.837
3058.809
3102.507
4151.241
4260.485
6117.619
6226.862
8302.483
8411.726
0.073
0.074
0.072
0.075
0.074
0.073
0.073
0.074
0.076
0.076
0.077
0.076
0.075
0.075
65.545
65.798
196.638
196.638
353.948
353.948
1048.735
1048.735
2123.688
2136.797
3473.934
3473.934
5047.036
5060.145
65.545
65.798
196.638
196.638
353.948
353.948
1048.735
1048.735
2123.688
2136.797
3473.934
3473.934
5047.036
5060.145
1682.346
1682.093
2206.712
2250.41
2267.889
2267.889
2010.074
2053.772
2027.553
2123.688
2643.685
2752.928
3255.447
3351.581
23045.836
22730.986
30648.778
30005.467
30647.149
31066.973
27535.26
27753.676
26678.329
27943.263
34333.571
36222.737
43405.96
44687.747
Isoterm Freundlich
Log
c/(x/m) log c
x/m
0.003 1.817
4.363
0.003 1.818
4.357
0.006 2.294
4.486
0.007 2.294
4.477
0.012 2.549
4.486
0.011 2.549
4.492
0.038 3.021
4.440
0.038 3.021
4.443
0.080 3.327
4.426
0.076 3.330
4.446
0.101 3.541
4.536
0.096 3.541
4.559
0.116 3.703
4.638
0.113 3.704
4.650
a
x/m
c/(x/m)
log x/m
C1
C2
= Bobot arang aktif
= Jumlah adsorbat yang teradsorpsi per gram adsorben
= Konsentrasi kesetimbangan adsorbat per jumlah adsorbat yang teradsorpsi per gram adsorben
= Logaritma jumlah adsorbat yang teradsorpsi per gram adsorben
= Konsentrasi awal
= Konsentrasi akhir
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 17 September 1988 dari pasangan
Asri Joko S. SIP dan Nuriyah. Spd. Penulis merupakan anak pertama dari dua
bersaudara. Pada tahun 2007 penulis lulus dari Sekolah Menengah Analis Kimia
Bogor (SMAKBo) dan pada tahun yang sama penulis melanjutkan ke Program
Keahlian Analisis Kimia Diploma IPB. Pada tahun 2010 penulis melanjutkan ke
Program Alih Jenis S1 Departemen Kimia. Fakultas Matematika dan Pengetahuan
Alam IPB.
Selama perkuliahan penulis aktif mengikuti kegiatan organisasi Himalika.
Penulis pernah berkesempatan magang di PT Clariant Indonesia di Laboratorium
Research and Development pada tahun 2007 dan pada tahun 2010 penulis pernah
melaksanakan praktik kerja lapangan di Balai Penelitian Ternak di Laboratorium
Ruminansia dan Laboratorium Nutrisi Pakan Ternak. Penulis pernah menjadi
asisten praktikum pada Kimia Analitik Dasar, Kimia Lingkungan, Kimia Klinis,
Kimia Bahan Alam, Analisis Komponen Aktif dan Uji Aktivitas dan Spektroskopi
pada program Diploma IPB tahun ajaran 2010/2011−2012/2013.
Pada bulan Juli 2010 penulis pernah menjadi finalis dalam Pekan Ilmiah
Mahasiswa Nasional XXIII di Universitas Mahasaraswati Denpasar yang berjudul
Uji Aktivitas Antidiabetes dalam Ekstrak Daun Wungu Secara In Vitro. Pada
Tahun 2011 penulis berkesempatan untuk mengikuti pelatihan dan pengajuan
paten tingkat nasional. Penulis juga pernah mengikuti seminar kepemudaan
tingkat nasional. Seminar dan Training Halal yang diselenggarakan oleh LP-POM
MUI.