POTENSI KULIT KACANG TANAH SEBAGAI ADSOR (1)

POTENSI KULIT KACANG TANAH SEBAGAI ADSORBEN ZAT WARNA REAKTIF CIBACRON RED APRILIA SUSANTI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

ABSTRAK

APRILIA SUSANTI. Potensi Kulit Kacang Tanah Sebagai Adsorben Zat Warna Reaktif Cibacron Red. Dibimbing oleh BETTY MARITA SOEBRATA dan MOHAMMAD KHOTIB.

Limbah industri merupakan masalah utama dalam pengendalian dampak lingkungan. Pengolahan limbah secara fisika dan kimia yang sudah ada sangatlah mahal dan dihasilkannya lumpur dalam jumlah yang besar. Penghilangan zat warna juga tidak dapat berlangsung secara optimum, zat warna tetap tinggal dalam kadar cukup tinggi di dalam air hasil olahannya. Oleh karena itu, metode adsorpsi dapat menjadi metode alternatif untuk mengatasi pencemaran zat warna yang ekonomis dan sederhana. Beberapa produk samping pertanian berpotensi sebagai adsorben, salah satunya adalah kulit kacang tanah.

Pada penelitian ini, kulit kacang tanah yang digunakan sebagai adsorben cibacron red yang telah dimodifikasi dengan asam sulfat 97%. Parameter yang diujikan adalah waktu adsorpsi, bobot adsorben, dan konsentrasi awal zat warna. Kondisi optimum yang diperoleh untuk adsorben tanpa modifikasi pada parameter adalah 45 menit, 1.0 g, dan 100 ppm. Kondisi optimum untuk adsorben modifikasi asam ialah 60 menit, 1.5 g, dan 150 ppm. Arang aktif yang digunakan sebagai pembanding kapasitas adsorpsi memiliki kondisi optimum sebagai berikut 60 menit, 3.0 g, dan 150 ppm. Pada pengujian larutan tunggal, kapasitas adsorpsi cibacron red oleh adsorben tanpa modifikasi, dengan modifikasi, dan arang aktif, berturut-turut sebesar 476.34, 8837.00, dan 3827.50 µg/g adsorben. Efisiensi penjerapan pada larutan tunggal berturut-turut sebesar 4.69, 87.14, dan 72.56%. Persen penurunan warna oleh ketiga jenis adsorben pada limbah industri tekstil, berturut-turut sebesar 2.03, 97.08, dan 51.65%. Hal ini menunjukkan bahwa adsorben modifikasi asam lebih efektif menjerap warna. Tipe isoterm yang dianut oleh ketiga jenis adsorben adalah isoterm Freundlich dengan linearitas >90%.

ABSTRACT

APRILIA SUSANTI. Potency of Peanut hulls as an Adsorbent Reactive Dyes Cibacron Red. Supervised by BETTY MARITA SOEBRATA and MOHAMMAD KHOTIB.

Industrial waste water is an important problem in the environment impact control. Physical and chemical waste processing are very expensive and produce sludge in the huge amount. The dyes removal also could not be going optimum, the dyes still in high content on the product processing water. Therefore, adsorption method could be an economical and simple alternative to solve caused by pollution. Some agriculture waste biomass can be used as adsorbent, such as peanut hull.

In this research, peanut hull as an adsorbent reactive dyes cibacron red was modified using 97% sulfuric acid. Adsorption was carried out with variations of contact time, adsorbent weight, and initial concentration of the dyes. Optimum condition of the unmodified parameter of adsorbent was 45 minutes, 1.0 g, and 100 ppm, respectively. On the other hand, for acid modified adsorbent the treatment were 60 minutes, 1.5 g, and 150 ppm. The results of cibacron red adsorption were compared to commercial activated carbon. The optimum condition for activated carbon was at 60 minutes, 3.0 g, and 150 ppm. Cibacron red adsorption capacity by unmodified adsorbent, acid modified adsorbent, and activated carbon in single solution were 476.34, 8837.00, and 3827.50 µg/g adsorbent, respectively. Removal efficiency in single solution were 4.69, 87.14, and 72.56%. Percent decrease of dyes using three kinds off adsorbent on textile industry waste were 2.03, 97.08, and 51.65%. It shows that acid modified adsorbent is more effective remove dyes. Isotherm type for those kinds of adsorbent followed Freundlich isotherm, with high linearity more than 90%.

POTENSI KULIT KACANG TANAH SEBAGAI ADSORBEN ZAT WARNA REAKTIF CIBACRON RED APRILIA SUSANTI

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 2009

Judul : Potensi Kulit Kacang Tanah sebagai Adsorben Zat Warna Reaktif Cibacron Red Nama

: Aprilia Susanti NIM

: G44204055

Menyetujui:

Pembimbing I, Pembimbing II,

Betty Marita Soebrata, S.Si, M.Si. Mohammad Khotib, S.Si.

NIP 131 694 523 NIP 132 324 223

Mengetahui: Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor

Dr. drh. Hasim, DEA

NIP 131 578 806

Tanggal Lulus:

PRAKATA

Bismillahirrahmanirrahim…

Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT karena atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Karya ilmiah ini berjudul Potensi Kulit Kacang Tanah sebagai Adsorben Zat Warna Reaktif Cibacron Red, yang dilaksanakan pada bulan Mei sampai dengan Oktober 2008 bertempat di Laboratorium Kimia Fisik dan Lingkungan, IPB.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Betty Marita Soebrata, S.Si, M.Si. dan Bapak Mohammad Khotib, S.Si selaku pembimbing yang telah memberikan masukan dan pengarahan kepada penulis. Ungkapan terima kasih dihaturkan kepada Bapak, Mamah, Kak Irwan, Kak Shinta, Deky, dan Ria atas doa dan dukungannya. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada staf Departemen Kimia IPB, Ibu Ai, Bapak Nano, Bapak Mail, Bapak Eman, dan Bapak Didi atas bantuannya. Saya haturkan banyak terima kasih kepada Egih, Maipa, Ai, Kak Sari, Mba Lia, dan Kak Fahrizal atas kerja samanya selama ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ikhsan atas kebersamaan dan semangat selama menjalankan penelitian.

Akhir kata, penulis menyampaikan semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pembaca. Amin.

Bogor, Januari 2009

Aprilia Susanti

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 12 April 1986 sebagai anak kedua dari empat bersaudara, putri dari pasangan Muhammad Husein dan Ratna Komala. Tahun 2004 penulis lulus dari SMU Negeri 44 Jakarta dan memperoleh kesempatan melanjutkan studi di Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB melalui jalur Undangan Saringan Masuk IPB (USMI).

Penulis melakukan praktik lapangan pada tahun 2007 di Balai Besar Penelitian Tanaman Padi, Subang. Judul yang dipilih adalah Karakterisasi Mutu Beras di Tingkat Penggilingan dan Pedagang di Provinsi Jawa Tengah. Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Dasar 2006/2007 dan 2008/2009, Kimia Lingkungan 2006/2007, dan Kimia Fisik 2007/2008. Selain itu, penulis juga aktif mengikuti seminar-seminar yang berbasis iptek selama mengikuti perkuliahan di IPB.

PENDAHULUAN

Limbah merupakan masalah utama dalam pengendalian dampak lingkungan. Zat warna adalah salah satu jenis polutan yang mengandung bahan beracun sehingga limbah yang dihasilkannya berbahaya bagi kesehatan manusia, baik yang terlibat langsung dengan kegiatan industri maupun yang berada di lingkungan sekitar perusahaan. Permenkes No. 173/Men.Kes/Per./VIII/1977 menunjuk- kan bahwa hanya 8 parameter yang digunakan untuk evaluasi kualitas badan air, yaitu BOD, pH, klorida, amonia, detergen, fenol, besi, serta lemak dan minyak. Di antara kedelapan parameter tersebut, warna tidak diikutsertakan, padahal warna merupakan salah satu parameter yang penting sebagai indikator pencemaran.

Zat warna reaktif cibacron red sering

dipakai untuk mewarnai serat kapas atau serat selulosa karena kualitas pencelupannya yang baik dan penggunaannya mudah. Zat warna ini termasuk dalam kelas azo (Manurung et al. 2004). Zat warna azo merupakan zat warna yang mempunyai sifat karsinogenik, membahayakan hewan air, tidak mudah terurai secara biologi, dan mencemari lingkungan melalui buangan limbah cairnya.

Pengolahan limbah secara fisika dan kimia yang sudah ada sangatlah mahal dan dapat memberi masalah lingkungan yang baru, yaitu dihasilkannya lumpur dalam jumlah yang besar. Terlebih lagi, penghilangan zat warna tidak dapat berlangsung secara optimum, zat warna tetap tinggal dalam kadar cukup tinggi di dalam air hasil olahannya. Oleh karena itu, metode adsorpsi dapat menjadi metode alternatif untuk mengatasi pencemaran zat warna yang ekonomis dan sederhana.

Adsorben adalah zat penjerap yang dapat digunakan untuk memurnikan udara dan gas, memurnikan pelarut, menghilangkan bau dalam pemurnian minyak nabati dan gula, menghilangkan warna produk-produk alam dan larutan, serta sebagai penjerap zat warna dalam pengolahan limbah. Menurut Gufta (1998) adsorben dapat menjerap berbagai polutan baik senyawa organik (zat warna) maupun anorganik (logam berat), dengan mekanisme adsorpsi, filtrasi, penukar ion, dan endapan. Arus utama dalam penelitian adsorben ialah pemanfaatan produk samping pertanian sebagai adsorben zat warna. Marshall dan Mitchell (1996) juga telah melaporkan beberapa produk samping pertanian yang berpotensi sebagai adsorben,

yaitu tongkol jagung, gabah padi, gabah kedelai, biji kapas, jerami, ampas tebu, serta kacang tanah. Hasil penelitian Alamsyah (2007) menggunakan kulit buah kakao sebagai adsorben untuk zat warna biru metilena dari limbah tekstil dengan kapasitas adsorpsi

1605.99 µg/g adsorben. Fahrizal (2008)

menunjukkan bahwa modifikasi selulosa pada tongkol jagung mampu menjerap biru metilena dari limbah tekstil dengan kapasitas adsorpsi 518.07 µg/g adsorben. Raghuvanshi et al. (2004) memperlihatkan bahwa ampas tebu dapat mengadsorpsi zat warna biru metilena dengan efisiensi penjerapan mencapai 90%. Hasil-hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa limbah pertanian yang mengandung selulosa dapat diolah lebih lanjut sebagai adsorben dan diharapkan mampu meningkatkan nilai tambahnya.

Kacang tanah merupakan salah satu sumber protein nabati yang cukup penting dalam pola menu makanan di masyarakat Indonesia. Produksi tanaman kacang tanah di Indonesia pada tahun 2005 sebesar 785.526 ton, tahun 2006 meningkat menjadi 837.495 ton, dan tahun 2007 diharapkan mencapai 1 juta ton (BPS 2007). Kulit kacang tanah mempunyai potensi menjadi adsorben karena mengandung selulosa yang cukup tinggi sehingga dapat dijadikan adsorben untuk menjerap zat warna.

Penelitian ini bertujuan mengukur pengaruh waktu optimum adsorpsi, bobot optimum adsorben, dan konsentrasi awal zat warna terhadap efisiensi dan kapasitas adsorpsi serta menentukan isoterm adsorpsi dari adsorben yang berasal dari kulit kacang tanah.

TINJAUAN PUSTAKA

Kacang Tanah

Tanaman kacang tanah (Arachis hypogaea L.), yang ditanam di Indonesia sebetulnya bukanlah tanaman asli, melainkan tanaman yang berasal dari benua Amerika, tepatnya dari daerah Brazilia (Amerika Selatan). Kacang tanah adalah tanaman palawija yang berumur pendek. Di Indonesia kacang tanah ditanam di daerah dataran rendah dengan ketinggian maksimal 1000 meter di atas permukaan air laut. Daerah yang paling cocok untuk tanaman kacang sebenarnya adalah daerah dataran dengan ketinggian 0-500 meter di atas permukaan laut.

Kacang tanah terdiri atas kulit (hull) 21- 29%, daging biji (kernel) 69-72.40%, dan Kacang tanah terdiri atas kulit (hull) 21- 29%, daging biji (kernel) 69-72.40%, dan

memperkecil ukuran partikelnya. Adsorben bahan bakar, bahan pembenah tanah, bahan

polar cenderung mengadsorpsi adsorbat polar campuran pembuatan papan hardboard, dan

secara kuat, dan mengadsorpsi adsorbat masih cukup baik dipakai sebagai campuran

nonpolar secara lemah. Sebaliknya adsorben pakan ternak. Berikut dapat dilihat komposisi

nonpolar cenderung untuk mengadsorpsi kimia kulit kacang tanah pada Tabel 1.

secara kuat adsorbat nonpolar dan mengadsorpsi adsorbat polar secara lemah

Tabel 1 Komposisi kimia kulit kacang tanah

(Bird 1993).

Komponen % Proses adsorpsi berlangsung melalui tiga Air 9.5 tahapan, yaitu makrotransport, mikrotransport,

Abu 3.6 dan sorpsi. Makrotransport meliputi Protein 8.4 perpindahan adsorbat melalui air menuju Selulosa 63.5 interfase cair-padat dengan proses pemanasan Lignin 13.2 dan difusi. Mikrotransport meliputi difusi Lemak 1.8 adsorbat melalui sistem makropori dan

Sumber: Deptan (2008). submikropori. Sorpsi adalah istilah untuk menjelaskan kontak adsorbat terhadap

adsorben. Istilah ini digunakan karena sulitnya Adsorpsi merupakan peristiwa membedakan proses yang berlangsung¸ terakumulasinya partikel pada permukaan

Adsorpsi

apakah fisika atau kimia. Kapasitas adsorpsi (Atkins 1999). Zat yang menjerap disebut

suatu adsorben untuk sebuah kontaminan adsorben, sedangkan zat yang terjerap disebut

dapat ditentukan dengan menghitung isoterm adsorbat. Adsorben dapat berupa zat padat

adsorpsi (Tchobanogglous dan Franklin maupun zat cair. Adsorben padat diantaranya

adalah silika gel, alumina, platina halus,

Isoterm Adsorpsi

selulosa, dan arang aktif. Adsorbat dapat berupa zat padat, zat cair, dan gas.

Adsorpsi sering dirangkaikan dengan Faktor-faktor yang mempengaruhi proses

istilah isoterm yang menunjukkan hubungan adsorpsi antara lain sifat fisik dan kimia

antara aktivitas (konsentrasi) fase cair dari adsorben misalnya luas permukaan, ukuran

adsorbat dan jumlah adsorbat pada suhu partikel, komposisi kimia, sifat fisik, dan

konstan. Isoterm adsorpsi menunjukkan kimia adsorbat, misalnya ukuran molekul dan

hubungan kesetimbangan antara konsentrasi komposisi kimia, serta konsentrasi adsorbat

adsorbat dalam fluida dan dalam permukaan dalam fase cairan. Semakin kecil ukuran

adsorben pada suhu tetap. Kesetimbangan partikel, maka semakin besar luas permukaan

terjadi pada saat laju pengikatan adsorben padatan persatuan volume tertentu sehingga

terhadap adsorbat sama dengan laju akan semakin banyak zat yang diadsorpsi

pelepasannya. Persamaan yang dapat (Atkins 1999).

digunakan untuk menjelaskan data percobaan Teori adsorpsi menjelaskan pengikatan

isoterm dikaji oleh Freundlich dan Langmuir. atau penggabungan molekul terlarut pada

Isoterm Adsorpsi Freundlich

permukaan adsorben oleh gaya elektrik lemah yang dikenal dengan ikatan van der Waals.

Isoterm yang paling umum digunakan Adsorpsi akan terkonsentrasi pada sisi

adalah isoterm Freundlich (Jason 2004). permukaan yang memiliki energi yang lebih

Isotem adsorpsi disebut juga adsorpsi fisika, tinggi. Aktivasi adsorben akan menaikan

yang terjadi bila gaya intramolekul lebih besar energi pada permukaannya sehingga dapat

dari gaya tarik antar molekul atau gaya tarik meningkatkan tarikan terhadap molekul menarik yang relatif lemah antara adsorbat terlarut (Jason 2004). Koefisien adsorpsi

dengan permukaan adsorben. Gaya ini disebut menjadi nilai yang penting dalam proses

gaya van der Waals sehingga adsorbat dapat penghilangan kontaminan dalam air. Jason

bergerak dari satu bagian permukaan ke (2004) mendefinisikan koefisien adsorpsi

bagian permukaan lain dari adsorben. sebagai nilai saat kontaminan terhilangkan

Menurut Atkins (1999) pada proses adsorpsi dari fase cair (adsorbat) menuju fase padat

zat terlarut oleh permukaan padatan (adsorben).

diterapkan isoterm Freundlich yang

Ukuran pori dan luas permukaan diturunkan secara empiris dengan persamaan adsorben merupakan hal yang sangat penting

sebagai berikut:

dalam adsorpsi. Perbesaran luas permukaan dalam adsorpsi. Perbesaran luas permukaan

sela-sela diantaranya.

menjadi: Arang aktif merupakan padatan amorf x

log = log k + log C

1 yang mempunyai luas permukaan dan jumlah

pori sangat banyak (Baker et al. 1997). Manes Keterangan:

(1998) menyatakan bahwa arang aktif adalah x

bentuk umum dari berbagai macam produk = jumlah adsorbat terjerap per satuan

m yang mengandung karbon yang telah teraktifkan untuk meningkatkan luas

bobot adsorben (µg/g adsorben) permukaannya. Arang aktif berbentuk kristal

C = konsentrasi kesetimbangan adsorbat dalam larutan setelah adsorpsi (ppm)

mikro karbon grafit yang pori-porinya telah mengalami pengembangan kemampuan untuk

k, n = konstanta empiris mengadsorpsi gas dan uap dari campuran gas dan zat-zat yang tidak larut atau yang

Isoterm Freundlich menganggap bahwa terdispersi dalam cairan (Roy 1985). pada semua sisi permukaan adsorben akan Luas permukaan, dimensi, dan distribusi terjadi proses adsorpsi di bawah kondisi yang arang aktif bergantung pada bahan baku, diberikan. Isoterm Freundlich tidak mampu pengarangan, dan proses aktivasi. memperkirakan adanya sisi-sisi pada

permukaan yang mampu mencegah adsorpsi Berdasarkan pada ukuran porinya, ukuran pori arang aktif diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu

pada saat kesetimbangan tercapai, dan hanya ada beberapa sisi aktif saja yang mampu

mikropori (diameter <2 nm), mesopori (diameter 2-50 nm), dan makropori (diameter

mengadsorpsi molekul terlarut (Jason 2004). >50 nm) (Baker et al. 1997).

Isoterm Adsorpsi Langmuir

Keistimewaan dari arang aktif adalah gugus fungsional pada permukaannya. Gugus

Isoterm Langmuir dibuat untuk kompleks oksigen yang terletak di permukaan menggambarkan pembatasan sisi adsorpsi

membuat permukaan arang aktif menjadi dengan asumsi bahwa sejumlah tertentu sisi reaktif secara kimiawi dan menentukan sifat sentuh adsorben yang membentuk ikatan adsorpsinya seperti hidrofilik, keasaman, dan kovalen dan ion. Isoterm Langmuir disebut potensial negatif (Setiadi dan Sugiharso juga adsorpsi kimia karena adanya reaksi

antara molekul-molekul adsorbat dengan adsorben yang membentuk ikatan kovalen dan

Modifikasi Adsorben

ion. Isoterm Langmuir diturunkan berdasarkan persamaan berikut ini: Modifikasi adsorben bertujuan

meningkatkan kapasitas dan efisiensi adsorpsi x

dari adsorben. Modifikasi dapat dilakukan m 1 + β C dengan memberi perlakuan kimia seperti

Isoterm langmuir dipelajari untuk direaksikan dengan asam dan basa juga mengambarkan pembatasan sisi adsorpsi

dengan perlakuan fisika seperti pemanasan dengan asumsi bahwa sejumlah tertentu sisi

dan pencucian (Marshall dan Mitchell 1996). sentuh adsorben ada pada permukaannya dan

Asam sulfat merupakan salah satu asam yang semuanya memiliki energi yang sama, serta

sering digunakan untuk memodifikasi bahwa adsorpsi bersifat dapat balik (Atkins

adsorben, selain HCl, asam fosfat, asam nitrat, 1999).

dan asam sitrat. Reaksi antara asam sulfat Konstanta α, β dapat ditentukan dari

dengan alkohol membentuk ikatan primer kurva hubungan C terhadap C dengan

kovalen yang merupakan ikatan pseudo ester

atau eter (Fessenden dan Fessenden 1986). persamaan C 1 1 C = Selulosa mempunyai gugus alkohol primer +

x / m α β α dan sekunder yang keduanya mampu mengadakan reaksi dengan zat warna reaktif.

Tetapi kecepatan reaktif alkohol primer jauh Arang adalah padatan berpori hasil

Arang Aktif

lebih tinggi daripada alkohol sekunder. pembakaran bahan yang mengandung karbon.

Mekanisme reaksi pada umumnya dapat Arang tersusun dari atom-atom karbon yang

digambarkan sebagai penyerapan unsur positif berikatan secara kovalen membentuk struktur

pada zat warna reaktif terhadap gugus heksagonal datar dengan sebuah atom pada

hidroksil pada selulosa yang terionisasi setiap sudutnya. Susunan kisi-kisi heksagonal

(Manurung et al. 2004).

Zat Warna Reaktif

dalam kelas azo. Zat warna azo merupakan jenis zat warna mempunyai sistem kromofor

Zat warna merupakan senyawa organik dari gugus azo (-N=N-) yang berikatan yang keberadaannya dalam perairan dapat dengan gugus aromatik. Zat warna ini mengganggu ekosistem didalamnya sebelum mempunyai bobot molekul sebesar 1000.25 dibuang ke perairan. Zat warna dapat g/mol dan umumnya analisisnya digolongkan menurut cara diperolehnya, yaitu menggunakan spektroskopi sinar tampak zat warna alam dan zat warna sintetis. dengan panjang gelombang maksimum 517 Penggolongan zat warna berdasarkan nm (Aldrich 2007). Struktur cibacron red

pemakaiannya, misalnya zat warna yang dapat dilihat pada Gambar 1. langsung dapat mewarnai serat disebut

sebagai zat warna substantif dan zat warna yang memerlukan zat-zat pembantu supaya dapat mewarnai serat disebut zat reaktif (Manurung et al. 2004).

Penggolongan lainnya berdasarkan susunan kimia atau inti zat warna tersebut, yaitu zat warna nitroso, nitroazo, poliazo, indigoido, antrakuinon, ptalosianin. Selain itu, penggolongan yang lebih umum dikenal

Gambar 1 Struktur cibacron red. adalah berdasarkan aplikasi (cara pewarnaan),

yaitu zat warna direk, asam, basa, mordan,

BAHAN DAN METODE

belerang, bejana, naftol, dispersi, dan reaktif. Zat warna reaktif termasuk zat warna

Bahan dan Alat

yang larut dalam air, reaktif terhadap serat Bahan-bahan yang digunakan adalah kulit selulosa, dan sering dipakai dalam industri

kacang tanah, serbuk zat warna cibacron red, tekstil, yaitu procion, cibacron, remazol,

arang aktif, dan limbah cair industri tekstil. levafix, drimarine, dan primazine. Zat warna

Alat-alat yang digunakan adalah reaktif adalah kromofor yang mengandung

spektrofotometer spektronik 20D + Thermo gugus yang aktif dan reaktif terhadap

Electron Corporation, spektrofotometer permukaan pada bahan tertentu. Zat warna ini

spektronik DR/2000 Hach, neraca analitik memiliki gugus reaktif monoklorotriazina dan

Kern ALJ 220-4, oven, shaker Heidolph vinil sulfon yang juga dapat diaplikasikan

Titramax 101, dan ayakan ukuran 100 mesh. untuk serat protein, yaitu wool dan nilon. Zat

warna reaktif seperti zat warna azo umumnya

Metode Penelitian

mempunyai sifat sulit terbiodegradasi.

Adsorben

Kromofor zat warna reaktif biasanya Adsorben yang digunakan adalah kulit merupakan sistem azo dan antrakuinon

kacang tanah. Kulit kacang tanah diperoleh dengan berat molekul relatif kecil. Daya serap

dari kebun bibit University Farm, Dramaga- terhadap serat tidak besar sehingga zat warna

Bogor. Kulit kacang tanah yang digunakan yang tidak bereaksi dengan serat mudah

adalah varietas gajah berumur 100 hari. dihilangkan. Gugus-gugus penghubung dapat

Adsorben dibuat menjadi ukuran kurang dari mempengaruhi daya serap dan ketahanan 100 mesh. Adsorben kulit kacang tanah

terhadap asam atau basa. Pada umumnya agar kemudian dibandingkan dengan adsorben reaksi dapat berjalan dengan baik maka

komersil, yaitu arang aktif yang terbuat dari diperlukan penambahan alkali atau asam

tempurung kelapa.

sehingga mencapai pH tertentu (Manurung et al. 2004).

Preparasi Kulit Kacang Tanah (Raghuvanshi et al. 2004)

Kulit kacang tanah dicuci dengan air Zat warna cibacron briliant red 3B-A

Cibacron red

mengalir hingga bersih kemudian direndam (C 32 H 19 ClN 8 Na 4 O 14 S 4 ) termasuk zat warna

dengan air destilata selama 48 jam. Setelah bifungsional yang mengandung dua gugus

itu, direndam dengan NaOH 0.1 N selama 12 reaktif, yaitu monoklorotriazin dan vinil

jam dan dibilas dengan air destilata kemudian sulfon. Cibacron red merupakan bubuk yang

dikeringkan dalam oven pada suhu 60°C berwarna merah, memilki pH 6-7, dan

selama 24 jam dan digiling sampai berukuran kelarutan dalam air 100 g/l (Ciba 2002).

kurang dari 100 mesh. Serbuk kulit kacang ini Cibacron red merupakan zat warna reaktif

selanjutnya disebut adsorben tanpa modifikasi (ATM).

Kulit kacang tanah yang telah dihaluskan

Penentuan Isoterm Adsorpsi

ditambahkan asam sulfat pekat 97%, lalu Erlenmeyer yang berisi bobot optimum dipanaskan pada suhu 160°C selama 36 jam.

ATM dan AMA dilarutkan dalam 100 ml Setelah itu, dibilas dengan air destilata untuk

larutan zat warna cibacron red dengan variasi menghilangkan kelebihan asam. Kemudian

konsentrasi 0.0, 25.0, 50.0, 75.0, 100.0, dan bahan dikeringkan pada suhu 110°C. Serbuk

150.0 ppm pada kondisi waktu optimum untuk kulit kacang tanah ini selanjutnya disebut

masing-masing adsorben kemudian disaring adsorben modifikasi asam (AMA).

dan diukur adsorbansinya pada panjang gelombang maksimum. Arang aktif sebagai

Pembuatan Larutan Zat Warna

pembanding diperlakukan sama seperti halnya Larutan stok zat warna konsentrasi 1000 kulit kacang tanah. Kemudian diukur ppm dibuat dengan cara melarutkan 1.00 g kapasitas adsorpsi (Q) dan konstanta afinitas serbuk cibacron red dalam air destilata dan dihitung dengan model isoterm Langmuir dan diencerkan hingga satu liter. Kemudian

Freundlich (Atkins 1999).

larutan tersebut dibuat dengan konsentrasi 0.5,

1.0, 5.0, 10.0, 15.0, 20.0, dan 25.0 ppm untuk

Penentuan Kapasitas Adsorpsi Limbah

pembuatan kurva standar.

Industri Tekstil

ATM, AMA, dan arang aktif yang Penentuan Kondisi Optimum Waktu didapat pada perlakuan kondisi optimum

Adsorpsi, Bobot, dan Konsentrasi Awal Zat

dimasukan pada limbah industri tekstil yang

Warna

terlebih dahulu diketahui intensitas warnanya ATM, AMA, dan arang aktif dengan dilarutkan dalam 100 ml limbah cair. variasi bobot adsorben 1.0, 2.0, dan 3.0 gram Campuran disaring dan filtrat yang diperoleh dimasukkan ke dalam 100 ml larutan zat diukur intensitas warnanya (unit Pt-Co) pada warna cibacron red dengan konsentrasi awal panjang gelombang 455 nm dengan

50, 100, dan 150 ppm, kemudian larutan

spektronik DR/2000.

dikocok dengan shaker. Adsorpsi dilakukan dengan variasi waktu adsorpsi 30, 45, dan 60 menit (Raghuvanshi et al. 2004), dilihat

HASIL DAN PEMBAHASAN

perubahan warna yang terjadi. Campuran

Panjang Gelombang Maksimum dan

disaring dan dibaca absorbansi filtratnya

Pembuatan Kurva Standar

dengan spektronik 20D + pada panjang gelombang maksimum. Desain penentuan

Pemilihan panjang gelombang yang tepat kondisi optimum adsorpsi dilakukan untuk pengukuran sampel ialah yang paling menggunakan desain rancangan acak lengkap

banyak diserap oleh sampel tersebut. faktorial dengan program statistika ver.6

Pengukuran pada panjang gelombang tersebut metode respon surface. Kondisi yang akan memberikan kepekaan dan ketelitian digunakan sebagai faktor adalah waktu

pengukuran yang paling tinggi dengan adsorpsi, bobot adsorben, dan konsentrasi

spektrofotometer. Panjang gelombang awal zat warna sedangkan responnya maksimum cibacron red yang diperoleh

kapasitas adsorpsi (Q) dan efisiensi adalah 517 nm (Lampiran 2). Menurut Aldrich penjerapan (E).

(2007) panjang gelombang maksimum Kapasitas adsorpsi dan efisiensi cibacron red adalah 517 nm. penjerapan dapat dihitung dengan persamaan:

Kurva standar ialah gambaran yang

V C C menunjukkan hubungan antara serapan suatu Q

( o − a = ) sinar tertentu dengan konsentrasi zat yang

m menyerap sinar dapat dilihat pada Lampiran 3.

⎛− C o C a ⎞

C o ⎟⎟⎠ dengan R 2 = 0.9998 (Gambar 2). Keterangan:

E = × 100 % ⎜⎜⎝ dihasilkan adalah y = 0.0130x + 0.0037

Persamaan kurva standar cibacron red yang

Q = kapasitas adsorpsi per bobot

0.4 y = 0.0130x + 0.0037 adsorben (µg/g adsorben)

an 0.3 R 2 = 0.9998

V = volume larutan (ml)

rb

so 0.2

C o = konsentrasi awal larutan (ppm)

A b 0.1

C a = konsentrasi akhir larutan (ppm)

m = bobot adsorben (g)

0 5 10 15 20 25 [Cibacron red] (p p m) Gambar 2 Kurva standar cibacron red.

Kondisi Optimum Waktu adsorpsi, Bobot Adsorben, dan Konsentrasi

Adsorben dari kulit kacang tanah digunakan untuk menjerap zat warna reaktif cibacron red dan limbah cair industri tekstil. Penentuan kondisi optimum dilakukan dengan mengukur tiga parameter, yaitu waktu adsorpsi, bobot adsorben, dan konsentrasi awal zat warna. Setiap adsorben memiliki karakteristik yang berbeda dalam proses adsorpsi, sehingga kondisi yang dibutuhkan untuk adsorpsi juga berbeda.

Penentuan kondisi optimum dilakukan menggunakan metode respon surface sebagai suatu kumpulan teknik penyelesaian masalah dengan menggunakan matematika dan statistik dalam bentuk model matematika atau fungsi dalam menganalisis masalah tersebut. Respon yang ingin dicapai dipengaruhi oleh beberapa peubah sehingga respon tersebut berada pada titik optimumnya. Penentuan kondisi optimum ini melibatkan dua respon, yaitu kapasitas adsorpsi dan efisiensi penjerapan. Dari dua respon tersebut dengan analisis statistik didapatkan titik temu kedua respon tersebut sehingga didapatkan suatu kondisi optimum masing-masing adsorben.

Kondisi Optimum Adsorben Tanpa Modifikasi

Data pada Lampiran 4 dan 5 untuk adsorben tanpa modifikasi (ATM) menunjukkan bahwa penjerapan zat warna (adsorbat) mencapai kesetimbangan (optimum) pada waktu 45 menit, bobot 1.0 gram, dan konsentrasi 100 ppm. Kapasitas adsorpsi dan efisiensi penjerapan adsorben tanpa modifikasi mengalami kenaikan sampai mencapai maksimum dengan nilai ketepatan percobaan yang dilakukan menggunakan program statistik sebesar 80.30%, maka dihasilkan nilai kapasitas adsorpsi dan efisiensi penjerapan sebesar 476.34 µg/g (artinya sebanyak 476.34 µg adsorbat yang terjerap dalam 1.0 g adsorben) dan 4.69% (Tabel 2).

Tabel 2 Kondisi optimum ATM Parameter Optimum Q

(µg/g)

E (%)

Waktu 45 (menit) Bobot 1.0 476.34 4.69 (gram) Konsentrasi 100 (ppm)

Kapasitas adsorpsi dan efisiensi penjerapan meningkat seiring dengan meningkatnya waktu adsorpsi. Waktu optimum yang diperoleh adsorben tanpa modifikasi adalah 45 menit. Setelah melewati

45 menit, kapasitas adsorpsi dan efisiensi penjerapan menurun (Lampiran 5). Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Raghuvanshi et al. (2004) yang menyatakan bahwa efisiensi penjerapan berbanding lurus dengan waktu sampai pada titik tertentu, kemudian mengalami penurunan setelah melewati titik tersebut.

Bobot ATM menunjukkan adanya penurunan kapasitas adsorpsi dan efisiensi penjerapan seiring meningkatnya bobot adsorben. Pada saat bobot adsorben dinaikkan sedangkan konsentrasi cibacron red tetap, terjadi penurunan kapasitas adsorpsi. Peningkatan sisi aktif akan meningkatkan penyebaran adsorbat, sehingga kapasitas adsorpsi lebih rendah dibandingkan dengan jumlah sisi aktif yang lebih sedikit. Pada bobot 1.0 gram hampir seluruh permukaan adsorben telah terikat dengan adsorbat, sedangkan pada bobot 2.0 dan 3.0 gram masih banyak sisi aktif yang belum berikatan dengan adsorbat sehingga kapasitas adsorpsi 1.0 gram lebih besar dibandingkan dengan kapasitas adsopsi pada bobot 2.0 dan 3.0 gram (Lampiran 5).

Kapasitas adsorpsi dan efisiensi penjerapan meningkat seiring dengan kenaikan konsentrasi awal cibacron red hingga konsentrasi 100 ppm kemudian kapasitas adsorpsi dan efisiensi penjerapannya menurun pada konsentrasi 150 ppm, hal ini menunjukkan bahwa ATM mengalami kejenuhan pada konsentrasi yang lebih tinggi (Lampiran 5). Penurunan kapasitas adsorpsi disebabkan adanya penurunan molekul cibacron red yang terikat pada sisi aktif permukaan adsorben. Pencirian adsorpsi cibacron red menunjukkan bahwa kejenuhan permukaan adsorben bergantung pada konsentrasi cibacron red tersebut. Pada konsentrasi yang rendah adsorben mampu menjerap lebih banyak molekul cibacron red yang tersedia dengan cepat. Sementara itu, pada konsentrasi yang tinggi molekul cibacron red tersebar pada seluruh permukaan adsorben melalui difusi intrapartikel secara besar- besaran dengan kecepatan yang lebih rendah.

Kondisi Optimum Adsorben Modifikasi Asam

Adsorben modifikasi asam dapat memberikan kapasitas adsorpsi dan efisiensi Adsorben modifikasi asam dapat memberikan kapasitas adsorpsi dan efisiensi

Pengaruh waktu adsorpsi, bobot, dan konsentrasi terhadap kapasitas adsorpsi dan efisiensi penjerapan oleh adsorben modifikasi asam (AMA) dapat dilihat pada Lampiran 6 dan 7. Kapasitas adsorpsi dan efisiensi penjerapan terus mengalami kenaikan dan mencapai kondisi optimum pada waktu 60 menit, bobot 1.5 gram, dan konsentrasi 150 ppm, dari analisis statistiknya didapat nilai kapasitas adsorpsi dan efisiensi penjerapan dengan nilai ketepatan percobaan 77.06% sebesar 8837.00 µg/g (artinya sebanyak 8837.00 µg adsorbat yang terjerap dalam 1.5 g adsorben) dan 87.14% (Tabel 3). Hasil ini membuktikan bahwa modifikasi asam pada adsorben dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi dan efisiensi penjerapan. Modifikasi adsorben dengan asam paling umum dilakukan dan terbukti sangat efektif dalam meningkatkan kapasitas dan efisiensi adsorben (Gufta 1998).

Tabel 3 Kondisi optimum AMA Parameter optimum Q

(µg/g)

E (%)

Waktu 60 (menit)

Bobot 1.5 8837.00 87.14 (gram)

Konsentrasi 150 (ppm)

Waktu adsorpsi adsorben modifikasi asam sebesar 60 menit belum dikatakan optimum karena adsorben membutuhkan waktu yang lebih lama agar terjadi kesetimbangan antara adsorben dan adsorbat. Ketersediaan tapak aktif diperbesar dengan penambahan bobot AMA, tetapi peningkatan tapak aktif berbanding terbalik dengan kapasitas adsorpsi (Lampiran 6 dan 7). Hal ini dikarenakan tapak aktif dalam jumlah besar membutuhkan waktu kesetimbangan yang lebih lama. Pada Lampiran 7 terlihat bahwa bobot optimum adsorben modifikasi sebesar

1.5 gram dan setelah melewati titik tersebut, kapasitas adsorpsi menurun dan efisiensi penjerapan meningkat. Penurunan kapasitas adsorpsi setelah mencapai nilai optimum dimungkinkan adanya sisi aktif yang belum berikatan dengan adsorbat sehingga kapasitas adsorpsi 1.5 gram lebih besar dibandingkan

3.0 gram. Barros et al. (2003) menyatakan bahwa peningkatan bobot adsorben akan menyediakan tapak aktif yang lebih besar, sehingga meningkatkan efisiensi penjerapan.

Konsentrasi cibacron red optimum yang diperoleh oleh AMA adalah 150 ppm (Lampiran 6 dan 7). Melalui Lampiran 7 dapat dilihat bahwa pada selang konsentrasi yang diberikan, kapasitas adsorpsi berbanding lurus dengan konsentrasi awal cibacron red. Kenaikan kapasitas adsorpsi mengindikasikan jumlah molekul cibacron red yang terjerap pada tapak aktif semakin besar. Konsentrasi yang tinggi akan meningkatkan jumlah molekul cibacron red dalam larutan, sehingga semakin besar kemungkinannya akan terjerap. Semakin besar konsentrasi, semakin tinggi jumlah molekul dalam larutan, sehingga meningkatkan laju reaksi antara molekul adsorbat dan adsorben (Barros et al. 2003). Pada penelitian ini, konsentrasi 150 ppm belum dapat dikatakan sebagai konsentrasi optimum, karena kapasitas adsorpsi yang lebih besar masih mungkin diperoleh pada konsentrasi yang lebih tinggi.

Kondisi Optimum Arang Aktif

Arang aktif merupakan adsorben komersial yang memiliki kemampuan menjerap berbagai jenis senyawa dan zat warna. Proses adsorpsi pada arang aktif dianggap sebagai proses fisikokimia: molekul atau ion-ion adsorbat terikat oleh permukaan partikel yang reaktif. Selain itu, materi ini memiliki pori-pori sehingga molekul adsorbat dapat terperangkap dalam pori tersebut.

Lampiran 8 dan 9 menunjukkan pengaruh waktu adsorpsi, bobot, dan konsentrasi terhadap kapasitas adsorpsi dan efisiensi penjerapan oleh arang aktif. Kondisi optimum yang diperoleh adalah waktu 60 menit, bobot

3.0 gram, dan konsentrasi 150 ppm (Tabel 4), dari analisis statistiknya dengan ketepatan percobaan 73.97% didapat nilai kapasitas adsorpsi dan efisiensi sebesar 3827.50 µg/g (artinya sebanyak 3827.50 µg adsorbat yang terjerap dalam 3.0 g adsorben) dan 75.56%.

Tabel 4 Kondisi optimum arang aktif Parameter optimum Q (µg/g)

E (%)

Waktu 60 (menit)

Bobot 3.0 3827.50 72.56 (gram)

Konsentrasi 150 (ppm)

100 87.14 tempurung kelapa memiliki ukuran 300 mesh.

Arang aktif yang digunakan berasal dari )

n( pa 80 72.56 Luas permukaan akan semakin besar jika

ukuran adsorben semakin kecil. Luas

permukaan yang besar meningkatkan

20 i pe

ns ketersediaan tapak aktif, sehingga waktu yang e si 0 fi

dibutuhkan untuk mencapai waktu E ATM

AMA Arang aktif

kesetimbangan lebih lama. Hal ini menjadi Jenis adsorben salah satu faktor yang menyebabkan kapasitas

Gambar 4 Perbandingan efisiensi penjerapan adsorpsi arang aktif terus mengalami

cibacron red oleh adsorben tanpa peningkatan pada selang waktu yang

modifikasi, adsorben modifikasi diberikan.

asam, dan arang aktif. Bobot 3.0 gram merupakan bobot optimum arang aktif. Semakin besar bobot

Kapasitas adsorpsi AMA lebih tinggi

menyebabkan kapasitas adsorpsi menurun dan dibandingkan ATM dan arang aktif berturut- efisiensi penjerapan meningkat (Lampiran 9).

turut sebesar 8837.00, 476.34, dan 3827.50 Semakin besar bobot adsorben menyebabkan

µg/g adsorben (Gambar 3). Efisiensi luas permukaan aktifnya juga meningkat.

penjerapan AMA juga menunjukkan hal yang Peningkatan jumlah luas permukaan aktif

sama, lebih tinggi jika dibandingkan ATM akan meningkatkan efisiensi penjerapan.

dan arang aktif berturut-turut sebesar 87.14, Kenaikan kapasitas adsorpsi terus meningkat

4.69, dan 72.56% (Gambar 4). Hasil ini sampai pada selang konsentrasi 150 ppm, ini

membuktikan bahwa modifikasi asam pada dikarenakan jumlah molekul cibacron red

adsorben dapat meningkatkan kapasitas yang terjerap pada tapak aktif dari arang aktif

adsorpsi dan efisiensi penjerapan. semakin besar (Lampiran 9). Hal ini

Isoterm Adsorpsi

menunjukkan bahwa kondisi optimum arang aktif pada ketiga parameter belum dikatakan

Tipe isoterm adsorpsi dapat digunakan optimum, karena kapasitas adsorpsi dan

untuk mempelajari mekanisme adsorpsi zat efisiensi penjerapan yang lebih besar masih

warna. Kapasitas adsorpsi dipelajari melalui mungkin diperoleh pada waktu, bobot, dan

tipe isotermnya. Telah banyak isoterm konsentrasi yang lebih tinggi.

adsorpsi yang dikembangkan untuk mendeskripsikan interaksi antara adsorben

Adsorpsi Larutan Tunggal

dan adsorbat. Isoterm Freundlich dan

Langmuir pada umumnya dianut oleh adsorpsi potensial perlu diuji kemampuannya dalam

Kulit kacang tanah sebagai adsorben yang

padat-cair (Atkins 1999).

menjerap zat warna dengan cara Kurva regresi linier untuk tipe isoterm membandingkan dengan adsorben komersial

Freundlich dan Langmuir menggunakan data (dalam penelitian ini digunakan arang aktif).

konsentrasi awal cibacron red, konsentrasi Kapasitas adsorpsi dan efisiensi penjerapan

terjerap, dan bobot adsorben (Lampiran 10, digunakan sebagai faktor pembanding.

11, dan 12). Isoterm adsorpsi cibacron red Perbandingan antara ATM, AMA, dan

oleh ATM tipe Langmuir dan Freundlich adsorben komersial terhadap kapasitas diperlihatkan pada Gambar 5 dan 6. Hasil adsorpsi dan efisiensi penjerapan penelitian menunjukkan bahwa semua kurva menggunakan kulit kacang tanah dapat dilihat

adalah linier. Hal ini disebabkan oleh pada Gambar 3 dan 4.

banyaknya gugus kimia yang reaktif pada ) 10000

8837.00 s rb en

permukaan adsorben dan dapat mendukung o 8000

terjadinya proses adsorpsi.

10 y = 0.0652x - 1.2481 /g ra

d m a 6000

8 R 2 = 0.9413 ra m g 4000

Q (m 2000

0 ATM

Jenis adsorben

AMA

Arang aktif

Gambar 3 Perbandingan kapasitas adsorpsi

c cibacron red oleh adsorben tanpa

Gambar 5 Isoterm Langmuir adsorpsi modifikasi, adsorben modifikasi

cibacron red oleh adsorben tanpa asam, dan arang aktif.

modifikasi.

(Gambar 7 dan 8). Oleh karena itu, isoterm

1.0 y = 1.4096x - 2.1257

2 adsorpsi cibacron red tipe Freundlich lebih

baik digunakan untuk mencirikan mekanisme /m 0.6

0.8 R = 0.9650

adsorpsi cibacron red (Lampiran 11).

0.0 40 y = 1.8683x - 10.9935

Gambar 6 Isoterm Freundlich adsorpsi cibacron red oleh adsorben tanpa

0 10 20 3 0 modifikasi.

Gambar 9 Isoterm Langmuir adsorpsi Linieritas kedua tipe isoterm pada adsorpsi

cibacron red oleh arang aktif. cibacron red menunjukkan linieritas yang tinggi, yaitu 94.13% untuk isoterm Langmuir

2.0 y = 1.5220x - 0.5878 dan 96.50% untuk isoterm Freundlich. Fakta

ini menunjukkan bahwa kedua tipe isoterm

terjadi pada proses adsorpsi untuk cibacron

log x/

red. Jika dibandingkan linieritas kedua tipe

isoterm tersebut, dapat dilihat ternyata

linieritas isoterm adsorpsi tipe Freundlich

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 lebih tinggi dibandingkan isoterm Langmuir.

log c Hasil penelitian ini dikuatkan oleh Hussein et al. (2004) yang menyatakan bahwa dengan

Gambar 10 Isoterm Freundlich adsorpsi linieritas 90%, dapat dinyatakan bahwa kedua

cibacron red oleh arang aktif. tipe isoterm adsorpsi terjadi pada proses adsorpsi zat warna.

Isoterm adsorpsi oleh arang aktif juga 100

mengikuti isoterm Freundlich berdasarkan

y = 2.5945x + 26.8934

80 R 2 = 0.8956

linieritasnya, yaitu 96.09% untuk isoterm freundlich dan 94.33% untuk isoterm x/ m 60 40 Langmuir (Gambar 9 dan 10). Berdasarkan

20 hasil tersebut, diduga adsorpsi ATM, AMA,

0 dan arang aktif mengikuti tipe isoterm

0 10 20 30 Freundlich. Pendekatan Freundlich

c mengasumsikan bahwa permukaannya bersifat Gambar 7 Isoterm Langmuir adsorpsi heterogen, membentuk banyak lapisan, cibacron red oleh adsorben

terdapat sisi aktif adsorpsi yang memiliki modifikasi asam.

afinitas tinggi, dan bagian lainnya memiliki afinitas yang rendah.

2.5 y = 0.2961x + 1.4834

2.0 R 2 = 0.9751 Adsorpsi Limbah Industri

/m x

lo g 1. 0 Kemampuan penjerapan adsorben kulit

0.5 kacang tanah juga diujicobakan pada limbah

0.0 industri tekstil (Lampiran 13). Adsorpsi -2.0

0.0 1.0 2.0 limbah industri yang diukur hanyalah log c

intensitas warna dan persen penurunan warna Gambar 8 Isoterm Freundlich adsorpsi

dari total warna yang terkandung di dalam cibacron red oleh adsorben

limbah, sedangkan nilai kapasitas adsorpsi modifikasi asam.

tidak dapat diketahui dari zat warna tunggal yang diinginkan. Hal ini diduga terjadi karena

Isoterm adsorpsi cibacron red oleh AMA adanya persaingan antara zat yang satu dan menunjukkan linieritas yang tinggi, yaitu

lainnya untuk mendapatkan tapak aktif 89.56% untuk isoterm Langmuir dan 97.51%

(Notodarmojo 2004). Metode yang digunakan untuk isoterm Freundlich. Dengan melihat

adalah spektrofotometer single wavelength. linieritas kedua tipe isoterm adsorpsi tersebut,

Parameter warna diukur mengunakan ternyata linieritas isoterm Freundlich lebih

spektronik DR/2000 dalam unit Pt-Co, yaitu tinggi dibandingkan dengan isoterm Langmuir

satuan nilai untuk intensitas warna yang satuan nilai untuk intensitas warna yang

industri kurang baik.

pengukuran warna dalam limbah, yaitu 455 nm.

SIMPULAN DAN SARAN

Intensitas warna limbah awal yang diukur adalah 788 unit Pt-Co. Setelah dijerap

Simpulan

dengan masing-masing adsorben ATM, AMA, Modifikasi asam terhadap kulit kacang dan arang aktif ternyata didapat intensitas

tanah terbukti mampu meningkatkan kapasitas warnanya berkurang berturut-turut sebesar

adsorpsi dan efisiensi penjerapan cibacron 772, 23, dan 381 unit Pt-Co terlihat pada

red. Kapasitas adsorpsi dan efisiensi Gambar 11. Persen penurunan warna dari

penjerapan cibacron red oleh adsorben intensitas awal limbah setelah dijerap masing-

modifikasi asam lebih besar dibandingkan masing adsorben adalah 2.03, 97.08, dan

dengan adsorben tanpa modifikasi dan arang 51.65% (Gambar 12). Persen penurunan

aktif. Persen penurunan warna limbah industri warna AMA, yaitu sebesar 97.08% ini jauh

oleh adsorben modifikasi asam juga lebih lebih besar dibandingkan dengan ATM dan

besar dibandingkan adsorben tanpa modifikasi arang aktif. Terbukti bahwa AMA lebih

dan arang aktif. Proses adsorpsi cibacron red efektif menjerap warna limbah industri

dan limbah industri tekstil menggunakan dibandingkan ATM dan arang aktif.

adsorben modifikasi asam lebih efektif

dibandingkan adsorben tanpa modifikasi dan 800

arang aktif. Hal ini membuktikan bahwa

a rn o) 600

adsorben modifikasi asam dapat

menggantikan arang aktif sebagai adsorben ta tP 400

Tipe isoterm yang dianut oleh ketiga jenis In

23 adsorben adalah isoterm Freundlich. Isoterm

0 ini mengasumsikan bahwa permukaannya Limbah

ATM

bersifat heterogen, membentuk banyak Jenis adsorben

AMA

Arang aktif

lapisan, terdapat sisi aktif adsorpsi memiliki Gambar 11 Intensitas warna limbah tekstil

afinitas yang tinggi, dan bagian lainnya setelah dijerap oleh masing-

memiliki afinitas yang rendah. masing adsorben.

Saran

97.08 Berdasarkan hasil penelitian ini, maka ( 80 tahapan selanjutnya yang perlu dilakukan

a rna 60 51.65

adalah memperluas kisaran taraf yang

a nw

digunakan sebagai faktor kondisi optimum

un

nur 20

e 2.03 karena masih teramati pada ujung-ujung taraf. P 0

Pencirian lebih lanjut adsorben modifikasi ATM

asam dari kulit kacang tanah, yaitu dengan Jenis adsorben

AMA

Arang aktif

Scanning electron microscopy (SEM) dan Gambar 12 Persen penurunan warna limbah

spektrofotometri inframerah. Adsorpsi tekstil setelah dijerap oleh terhadap limbah sendiri perlu dilakukan uji

masing-masing adsorben. lanjut untuk mengukur parameter selain warna, yaitu COD dan BOD.

Berdasarkan standar baku mutu air bersih Permenkes No. 416/Men.Kes/Per./IX/1990 untuk intensitas warna yang dapat diterima

DAFTAR PUSTAKA

pada umumnya sebesar 50 unit Pt-Co. Setelah Alamsyah Z. 2007. Biosorpsi Biru Metilena limbah industri dijerap oleh masing-masing

Oleh Kulit Buah Kakao [skripsi]. Bogor: adsorben terbukti hanya intensitas warna

Fakultas Matematika dan IPA, Institut AMA yang dapat diterima umumnya untuk air

Pertanian Bogor.

bersih karena lebih kecil intensitasnya jika dibandingkan dengan standar baku mutu air

Aldrich S. 2007. Cibacron brilliant red 3G-A. bersih untuk warna. Intensitas warna setelah

[terhubung berkala]. http: //www.sigma- dijerap ATM dan arang aktif masih jauh dari

aldrich.com [20 Apr 2008]. nilai standar baku mutu air bersih sehingga

Atkins PW. 1999. Kimia Fisika jilid II. Kartohadiprodjo II, penerjemah;

Rohhadyan T, editor. Oxford: Oxford ground water pollution. [terhubung University Press. Terjemahan dari:

berkala]. http://www.ce.edu/program Physical Chemistry.

areas [16 Feb 2008].

Baker FS, Miller CE, Repik AJ, Tollens ED. Ketaren S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak 1997. Activated Carbon. New York: J

dan Lemak Pangan. Jakarta: UI Pr. Wiley.

Manes M. 1998. Activated Carbon Adsorption Barros JLM, Macedo GR, Duarte MML, Silva

Fundamental. Di dalam: R.A. Meyers EP, Lobato AKCL. 2003. Biosorption of

(penyunting). Encyclopedia of Environ- cadmium using the fungus aspergillus

mental Analysis and Remediation. niger. Braz J Chem Eng 20: 3.

Volume 1. New York: J Wiley. Bird T. 1993. Kimia Fisik untuk Universitas.

Manurung R, Hasibuan R, Irvan. 2004. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.

Perombakan zat warna azo reaktif secara aerob-anaerob. [terhubung berkala].

BPS. 2007. Statistik Pertanian Indonesia. http://library.usu.ac.id/download/ft/tkimia Jakarta: Biro Pusat Statistik. -renita2. [16 Feb 2008].

[Ciba] Specialty Chemicals Indonesia. 2002. Marshall WE, Mitchell M J. 1996. Agriculture Cibacron red B-E. [terhubung berkala]. by-product as metal adsorbent: Sorption http://agrippina.bcs.deakin.edu.au/bcs_ad properties and resistance to Mechanical min/msds/msds_docs/Cibacron%20Red% abrasion. J Chem Tech Biotechnology 66: 20B-E.pdf [15 Mei 2008].

192-198.

[Depkes]. 1977. Peraturan Menteri Kesehatan Mulyatna L, Pradiko H, Nasution UK. 2003. RI No. 173/Men.Kes/Per./VIII/1977 ten- Pemilihan persamaan adsorpsi isoterm tang syarat-syarat evaluasi kualitas badan pada penentuan kapasitas adsorpsi kulit air. Jakarta: Depkes. kacang tanah terhadap zat warna

[Depkes]. 1990. Peraturan Menteri Kesehatan remazol golden yellow 6. RI No. 416/Menkes/Per./IX/1990 tentang

www.unpas.ac.id/pmb/home/images/ar syarat-syarat dan pengawasan kualitas air

ticles/infomatek/jurnal_V_3_3.html [2 bersih. Jakarta: Depkes.

Feb 2008].

[Deptan]. 2008. Pemanfaatan limbah sebagai Notodarmojo S. 2004. Pencemaran Tanah bahan pakan ternak. [terhubung berkala].

dan Air Tanah. Bandung: ITB Pr. http://jajo 66.files.wordpress.com [16 Feb

Raghuvanshi SP, Singh R, Kaushik CP. 2004. 2008]. Kinetics study of methylene blue dye

Fahrizal. 2008. Pemanfaatan tongkol jagung bioadsorption on bagasse. App Ecol sebagai biosorben zat warna biru metilena

Environ Research 2: 35-43. [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika

Roy GM. 1985. Activated Carbon Application dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut in The Food and Pharmaceutical Pertanian Bogor. Industries. Lancaster: Tanchnomic.

Fessenden RJ dan Fessenden JS. 1986. Kimia Setiadi, Sugiharso E. 1999. Pengaruh Organik jilid 1. Edisi ke-3. penerjemah; impregnan NaOH terhadap luasan Pudjaatmaka AH. Jakarta: Erlangga. permukaan karbon aktif dan kemampuan Terjemahan dari: Organic Chemistry. adsorpsi terhadap CO 2 . Di dalam

Gufta FK. 1998. Utilization of bagasse fly ash Fundamental dan Aplikasi Teknik Kimia. generated in the sugar industry for

Prosiding Seminar Nasional; Surabaya, removal and recovery of phenol and p-

24-25 Nov 1994. Depok: Universitas Nitrophenol from wastewater. J Chem

Indonesia A17: 1-7.

Tech Biotechnology 70: 180-186. Tchobanoglous G, Franklin LB. 1991.

Hussein H, Ibrahim SF, Kandeel K, Moawad Wastewater Enginering: Treatment,

H. 2004. Biosorption heavy metal from Diposal, and Reuse. Singapura: McGraw- waste water using Pseudomonas sp. Elec

Hill.

J Biotechnol 7: 1. Jason PP. 2004. Activated carbon and some

applications for the remediation soil and

LAMPIRAN

13

Lampiran 1 Bagan alir penelitian

Kulit kacang tanah

Preparasi Sampel

Pencucian dengan air destilata dan NaOH

Penghancuran 100 mesh

Arang aktif

Tanpa modifikasi Modifikasi asam

Penentuan kondisi optimum : Waktu adsorpsi, bobot adsorben, dan

konsentrasi awal zat warna

Penentuan isoterm adsorpsi

Aplikasi terhadap limbah industri

Lampiran 2 Penentuan panjang gelombang maksimum zat warna cibacron red

Panjang gelombang

(nm)

Transmitan Absorban

s a n 0.2620

b s o rb A 0.2600

Panjang gelombang (nm)

Lampiran 3 Kurva standar cibacron red pada panjang gelombang maksimum 517 nm

[Cibacron Red] (ppm)

%T A

Lampiran 4 Penentuan kondisi optimum adsorben tanpa modifikasi Bobot

Q (µg/g)

(menit)

awal (ppm)

akhir (ppm)

Contoh perhitungan:

Q = 100 ml x 1 liter /1000 ml x (150.0000 - 48.3175) mg/liter x 1000 µg/mg

1.0001 gram

= 168.2445 µg/g adsorben ⎛ C o − C a ⎞

E = × 100 %

C ⎜⎜⎝

⎛ 50 . 0000 ppm − 48 . 3175 ppm ⎞

E = × 100 % ⎜⎜⎝

50 . 0000 ppm

16

Lampiran 5 Analisis statistik kondisi optimum adsorben tanpa modifikasi

Profiles for Predicted Values and Desirability

Q KKBT

D e sira

b ilit y

Kondisi optimum yang dihasilkan: waktu

= 45 menit bobot

= 1.0 gram konsentrasi = 100 ppm

17

Lampiran 6 Penentuan kondisi optimum adsorben modifikasi asam Bobot

Q (µg/g)

(menit)

awal (ppm)

akhir (ppm)

1.0004 30

50 0.4244 4955.8227 99.15 2.0004 30

50 0.4244 2478.3450 99.15 3.0003 30

50 0.2882 1656.8941 99.42 1.0002 45

50 2.0322 4795.8205 95.94 2.0001 45

50 0.6298 2468.3866 98.74 3.0002 45

50 0.3564 1654.7044 99.29 1.0004 60

50 0.3562 4962.6382 99.29 2.0000 60