Pengaruh Waktu Kontak dan Kecepatan Pengadukan Terhadap Adsorpsi Zat Warna Metilen Biru Dengan Karbon Aktif dari Kulit Durian Menggunakan KOH Sebagai Aktivator
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN
PENGADUKAN TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA
METILEN BIRU DENGAN KARBON AKTIF DARI KULIT
DURIAN MENGGUNAKAN
KOH SEBAGAI AKTIVATOR
SKRIPSI
Oleh
RIKARDO JGST GULTOM
110405097
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JANUARI 2017
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN
PENGADUKAN TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA
METILEN BIRU DENGAN KARBON AKTIF DARI KULIT
DURIAN MENGGUNAKAN
KOH SEBAGAI AKTIVATOR
SKRIPSI
Oleh
RIKARDO JGST GULTOM
110405097
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JANUARI2017
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN PENGADUKAN
TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA METILEN BIRU DENGAN
KARBON AKTIF DARI KULIT DURIAN MENGGUNAKAN KOH SEBAGAI
AKTIVATOR
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini
adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila di kemudian hari terbukti bahwa ini
bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi
sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan,
Januari 2017
Rikardo Jgst Gultom
NIM. 110405097
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI
Skripsi dengan judul :
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN PENGADUKAN
TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA METILEN BIRU DENGAN
KARBON AKTIF DARI KULIT DURIAN MENGGUNAKAN KOH SEBAGAI
AKTIVATOR
Dibuat sebagai kelengkapan persyaratan untuk mengikuti ujian skripsi Sarjana
Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Medan,
Koordinator Skripsi,
Dosen Pembimbing,
Ir., Renita Manurung, M.T
Farida Hanum, ST, MT
NIP. 19681214 199702 2 002
NIP. 19780610 200212 2 003
Januari 2017
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul :
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN PENGADUKAN
TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA METILEN BIRU DENGAN
KARBON AKTIF DARI KULIT DURIAN MENGGUNAKAN
KOH SEBAGAI AKTIVATOR
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini
telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada Oktober 2016 dan dinyatakan
memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Koordinator Skripsi,
Dosen Pembimbing,
Ir., Renita Manurung, M.T
Farida Hanum, ST, MT
NIP. 19681214 199702 2 002
NIP. 19780610 200212 2 003
Dosen Penguji I,
Dosen Penguji II,
Bode Haryanto, S.T, M.T, Ph.D
Oktabani, ST, MT
NIP. 19710130 199903 1 001
NIP. 19881101 201504 1 002
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah Yang Maha Esa atas berkat dan
rahmat yang telah dilimpahkan kepada kita semua, sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini yang berjudul ”Pengaruh Waktu Kontak dan Kecepatan
Pengadukan Terhadap Adsorpsi Zat Warna Metilen Biru dengan Karbon Aktif Dari
Kulit Durian Menggunakan KOH Sebagai Aktivator” sesuai dengan waktu yang
telah ditetapkan.
Hasil penelitian bermanfaat untuk mengatasi permasalahan tentang pencemaran
zat warna yang sering terdapat pada badan air. Solusi yang ditawarkan juga dinilai
ekonomis, karena kulit durian dapat dengan mudah didapatkan dan belum
dimanfaatkan.
Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1.
Dosen pembimbing penelitian ini, Ibu Farida Hanum, ST, MT.
2.
Dosen penguji penelitian, Bapak Prof. Dr. Ir., M. Turmuzi, MS, BapakBode
Haryanto, S.T, M.T, Ph.Ddan Bapak Oktabani, ST, MT
3.
Koordinator
Penelitian,
Departemen
Teknik
Kimia,
Fakultas
Teknik,
Universitas Sumatera Utara, Ibu Ir., Renita Maurung, M.T.
4.
Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara,
Bapak Dr. Eng. Ir., Irvan, M.Si.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna
untuk itu adanya kritik serta saran yang membangun sangat diperlukan untuk
penyempurnaan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini ada
manfaatnya bagi penulis dan para pembaca.
Medan,
Januari 2017
Penulis
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1.
Kedua orangtua saya yaitu Ayahku S. Gultom dan Ibuku R. Limbong yang
selalu sabar dan tabah mendidik dan membimbing serta memberi dukungan
moril dan material hingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
2.
Keempat saudara saya, yaitu Jems Gultom, Nona Gultom, Julia Gultom dan
Veronica Gultom, yang telah memberikan motivasi dan doa dalam
menyelesaikan studi. Doa penulis selalu beserta kalian semua.
3.
Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara, yang juga telah banyak memberikan banyak ilmu selama
penulis kuliah.
4.
Para pegawai administrasi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara.
5.
Partner penelitian, Maradona Simanjuntak yang telah bekerja sama di dalam
penyelesaian penelitian dan skripsi ini.
6.
Sahabat-sahabat penulis, yaitu teman-teman mahasiswa Teknik Kimia terutama
angkatan 2011 dan adek-adek mahasiswa Teknik Kimia USU lainnya yang tidak
dapat saya ucapkan satu persatu, terima kasih atas dukungan moril yang
diberikan sehingga penulisan skripsi ini dapat selesai dengan baik.
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Rikardo Jgst Gultom
NIM : 110405097
Tempat/Tanggal Lahir: Tarutung/21 Juli 1993
Nama Orangtua: S. Gultom dan R. Limbong
Alamat Orangtua : Jl. Raja Johannes, Perumahan Asih Permata
no. A.11, Tarutung.
Asal Sekolah
• TK Swasta Santa Maria Tarutung
tahun 1998-1999
• SD Swasta Santa Maria Tarutung
tahun 1999-2005
• SMP Swasta Santa Maria Tarutung
tahun 2005-2008
• SMANegeri2Baligetahun 2008-2011
Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) periode 2011-2016,
sebagai anggota
2. Kerja Praktek di PT. Perkebunan Nusantara IV pada 27Januari – 27Februari
2015
3. Koordinator Publikasi, Dekorasi dan, Dokumentasi Natal Teknik Kimia
USU tahun 2014
Artikel yang dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah:
1. Jurnal Teknik Kimia USU “Pengaruh Waktu Kontak dan Kecepatan
Pengadukan Terhadap Adsorpsi Zat Warna Metilen Biru dengan Karbon
Aktif Dari Kulit Durian Menggunakan KOH Sebagai Aktivator”.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu kontak dan
kecepatan pengadukan untuk mencapai nilai maksimum terhadap
penyerapan zat warna metilen biru menggunakan karbon aktif dari kulit
durian dengan aktivasi KOH 2%. Analisa FTIR menunjukkan proses
aktivasi mempengaruhi intensitas serapan di daerah panjang gelombang
dan mengakibatkan terbentuknya pita C=C aromatik pada karbon aktif
kulit durian. Analisa dilakukan dengan menggunakan alat
Spektrofotometer UV-Vis untuk mengetahui nilai absorbansi dan
konsentrasi akhir larutan metilen biru pada tiap variasi waktu kontak dan
kecepatan pengadukan. Hasil penelitian dengan aktivator KOH2%
menunjukkan kapasitas adsorpsi maksimum berada pada kecepatan
pengadukan 150 rpm dan waktu kontak 90 menit yaitu sebesar 3,92 mg/g,
sedangkan luas permukaan maksimum adalah pada kecepatan pengadukan
130 rpm dan waktu kontak 120 menit yaitu sebesar 1785,263 m2/g. Dari
hasil perhitungan teoritis, nilai koefisien korelasi (R2) orde dua lebih
mendekati angka satu (1) dibandingkan dengan orde satu. Persamaan orde
satu memiliki nilai R2 = 0,808 dan persamaan orde dua memiliki nilai R2
=0,993, sehingga kinetika orde dua lebih merepresentasikan data adsorpsi
penelitian ini. Orde dua mengindikasikan adsorpsi melibatkan reaksi
kimia.
Kata kunci: karbon aktif, kulit durian, kapasitas adsopsi, luas permukaan,
FTIR, Spektrofotometer UV-Vis
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This study aims to determine the effect of contact time and stirring speed to
achieve the maximum value of the absorption dye methylene blue using durian
shell activated carbon with KOH 2% as activator. FTIR analysis showed the
activation process affects the absorption intensity in the wavelength region and
resulted in the formation of C = C aromatic ribbon on activated carbon durian
skin. Analysis performed using an UV-Vis spectrophotometer to determine the
absorbance values and the final concentration of methylene blue solution at each
variation of contact time and stirring speed. The results of the research with
activators KOH 2% showed maximum adsorption capacity is at stirring speed of
150 rpm and contact time 90 minutes is equal to 3.92 mg/g, whereas the
maximum surface area is at stirring speed 130 rpm and contact time 120 minutes
that is equal to 1785,263 m2/g. From the results of theoretical calculations, the
correlation coefficient (R2) of order two is closer to one (1) compared to the first
order. The equation of first order has a value of R2 = 0.808 and equations second
order has a value of R2 = 0.993, so that second order kinetics adsorption more
represents to data of this study. Order two indicated that the adsorption involves
chemical reactions.
Keywords: activated carbon, durian shell, adsopsi capacity, surface area, FTIR,
UV-Vis Spectrophotometer
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
iii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI
iv
PENGESAHAN
v
PRAKATA
vi
DEDIKASI
vii
RIWAYAT HIDUP PENULIS
viii
ABSTRAK
ix
ABSTRACT
x
DAFTAR ISI
xii
DAFTAR GAMBAR
xiv
DAFTAR TABEL
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
xvii
BAB I
PENDAHULUAN
1
1.1
LATAR BELAKANG
1
1.2
PERUMUSAN MASALAH
3
1.3
TUJUAN PENELITIAN
3
1.4
MANFAAT PENELITIAN
3
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
3
BAB II
BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1
KULIT BUAH DURIAN (BOMBACEAE SP)
5
2.2
ADSORPSI
5
2.3
ADSORBEN
7
2.4
KARBON AKTIF
10
2.5
LIMBAH TEKSTIL
11
METODOLOGI PENELITIAN
12
3.1
LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
12
3.2
BAHAN
12
3.3
PERALATAN
12
3.4
PROSEDUR PERCOBAAN
13
Universitas Sumatera Utara
3.4.1
3.5
Pembuatan Adsorben Kulit Durian
PROSEDUR ANALISA
13
13
3.5.1 Penentuan Luas Permukaan Adsorben
dan Daya Serap Absorben
3.6
14
3.5.2 Penentuan Kinetika Adsorpsi
15
FLOWCHART PERCOBAAN
16
3.6.1
Flowchart Pembuatan Larutan metilen biru 30 ppm 16
3.6.2
Flowchart Pembuatan Adsorben Kulit durian
17
3.6.3 Flowchart Penentuan Luas Permukaan
dan Daya Serap Adsorben
18
3.6.4 Flowchart Prosedur Kinetika Adsorpsi
BAB IV
19
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
PENENTUAN GUGUS FUNGSI ADSORBEN
4.2
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN
20
PENGADUKAN TERHADAP KAPASITAS ADSORPSI 22
4.3
PENGADUKAN TERHADAP LUAS PERMUKAAN
24
KINETIKA ADSORPSI
27
KESIMPULAN DAN SARAN
31
5.1
KESIMPULAN
31
5.2
SARAN
31
4.4
BAB V
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN
DAFTAR PUSTAKA
32
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1
Flowchart Pembuatan Larutan metilen biru 30 ppm
Gambar 3.2
Flowchart Pembuatan dan Karaterisasi Gugus Fungsi
Halaman
16
Adsorben Kulit durian yang Diaktivasi menggunakan
aktivatorKOH
Gambar 3.3
17
Flowchart Penentuan Luas Permukaan dan Daya Serap
Adsorben
Gambar 3.4
18
Flowchart Penentuan Luas Permukaan dan Daya Serap
Adsorben
Gambar 4.1
19
HasilAnalisis FTIR padaKarbon Aktif Kulit Durian
Sebelum Aktivasi
Gambar 4.2
20
HasilAnalisis FTIR padaKarbon Aktif Kulit Durian
Setelah Aktivasi
Gambar 4.3
20
Pengaruh Waktu Kontak dan Kecepatan Pengadukan
terhadap Kapasitas Adsorpsi.
23
Gambar 4.4
Kurva Kalibrasi Larutan Metilen Biru
25
Gambar 4.5
Pengaruh Waktu Kontak dan Kecepatan Pengadukan
terhadap Luas Permukaan
Gambar 4.6
23
Persentase Adsorpsi dengan Konsentrasi Larutan 30 ppm
pada Ukuran Adsorben 50-60 mesh serta Kecepatan
Pengadukan 130 rpm
Gambar 4.7
28
Pemodelan Pseudo Orde Satu pada Konsentrasi Larutam
Metilen Biru 30 ppm dan Kecepatan Pengadukan 130 rpm
Gambar 4.8
29
Pemodelan Pseudo Orde Dua pada Konsentrasi Larutam
Metilen Biru 30 ppm dan Kecepatan Pengadukan 130 rpm
30
Gambar L4.1
Sampel Kulit Durian yang telah Dikeringkan
47
Gambar L4.2
Sampel yang Diihaluskan
47
Gambar L4.3
Tempat Pengeringan sampel
47
Gambar L4.4
Aktivasi Sampel dengan Furnace
48
Universitas Sumatera Utara
Gambar L4.5 Karbon Aktif Hasil aktivasi menggunakan furnace dan
Desikator
Gambar L4.6
48
Proses Pengadukan Larutan Metilen Biru dengan Magnetic
Stirrer
48
Gambar L4.7
Shaker dan Sampel yang akan Dianalisa Adsorbansinya
49
Gambar L4.8
Spektrofotometer UV-Vis beserta Seperangkat Komputer
49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Komposisi Kimia Kulit Durian
5
Tabel 2.2
Perbedaan Karakteristik dari Powdered Activated Carbon
(PAC) dan Granular Activated Carbon (GAC) Pada Karbon
Aktif Komersial
Tabel 4.1
11
Pemodelan Pseudo Orde Satu Dan Pseudo Orde Dua Kinetika
Adsorpsi Larutan Metilen Biru Pada Karbon aktif
Kulit Durian
29
Tabel L1.1
Hasil Analisa Kapasitas Adsorpsi
36
Tabel L1.2
Hasil Analisa Luas Permukaan
37
Tabel L1.3
Hasil Data Kinetika Adsorpsi
37
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 DATA HASIL PENELITIAN
36
L1.1 DATA ANALISA KAPASITAS ADSORPSI
37
L1.2 DATA ANALISA PENGUKURAN LUAS PERMUKAAN
L1.3 DATA KINETIKA ADSORPSI
37
LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN
38
L2.1 PERHITUNGANKAPASITAS ADSORPSI
38
L2.2 PERHITUNGAN LUAS PERMUKAAN ADSORBEN
38
LAMPIRAN 3 DATA HASIL ANALISA
41
LAMPIRAN 4 FOTO HASIL PENELITIAN
47
L4.1 FOTO PEMBUATAN KARBON AKTIF DENGAN AKTIVASI
KALIUM HIDROKSIDA (KOH)
47
L4.2 FOTO ANALISA PENENTUAN LUAS PERMUKAAN
ADSORBEN
42
Universitas Sumatera Utara
PENGADUKAN TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA
METILEN BIRU DENGAN KARBON AKTIF DARI KULIT
DURIAN MENGGUNAKAN
KOH SEBAGAI AKTIVATOR
SKRIPSI
Oleh
RIKARDO JGST GULTOM
110405097
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JANUARI 2017
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN
PENGADUKAN TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA
METILEN BIRU DENGAN KARBON AKTIF DARI KULIT
DURIAN MENGGUNAKAN
KOH SEBAGAI AKTIVATOR
SKRIPSI
Oleh
RIKARDO JGST GULTOM
110405097
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JANUARI2017
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN PENGADUKAN
TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA METILEN BIRU DENGAN
KARBON AKTIF DARI KULIT DURIAN MENGGUNAKAN KOH SEBAGAI
AKTIVATOR
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini
adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila di kemudian hari terbukti bahwa ini
bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi
sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan,
Januari 2017
Rikardo Jgst Gultom
NIM. 110405097
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI
Skripsi dengan judul :
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN PENGADUKAN
TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA METILEN BIRU DENGAN
KARBON AKTIF DARI KULIT DURIAN MENGGUNAKAN KOH SEBAGAI
AKTIVATOR
Dibuat sebagai kelengkapan persyaratan untuk mengikuti ujian skripsi Sarjana
Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Medan,
Koordinator Skripsi,
Dosen Pembimbing,
Ir., Renita Manurung, M.T
Farida Hanum, ST, MT
NIP. 19681214 199702 2 002
NIP. 19780610 200212 2 003
Januari 2017
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul :
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN PENGADUKAN
TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA METILEN BIRU DENGAN
KARBON AKTIF DARI KULIT DURIAN MENGGUNAKAN
KOH SEBAGAI AKTIVATOR
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini
telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada Oktober 2016 dan dinyatakan
memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Koordinator Skripsi,
Dosen Pembimbing,
Ir., Renita Manurung, M.T
Farida Hanum, ST, MT
NIP. 19681214 199702 2 002
NIP. 19780610 200212 2 003
Dosen Penguji I,
Dosen Penguji II,
Bode Haryanto, S.T, M.T, Ph.D
Oktabani, ST, MT
NIP. 19710130 199903 1 001
NIP. 19881101 201504 1 002
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah Yang Maha Esa atas berkat dan
rahmat yang telah dilimpahkan kepada kita semua, sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini yang berjudul ”Pengaruh Waktu Kontak dan Kecepatan
Pengadukan Terhadap Adsorpsi Zat Warna Metilen Biru dengan Karbon Aktif Dari
Kulit Durian Menggunakan KOH Sebagai Aktivator” sesuai dengan waktu yang
telah ditetapkan.
Hasil penelitian bermanfaat untuk mengatasi permasalahan tentang pencemaran
zat warna yang sering terdapat pada badan air. Solusi yang ditawarkan juga dinilai
ekonomis, karena kulit durian dapat dengan mudah didapatkan dan belum
dimanfaatkan.
Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1.
Dosen pembimbing penelitian ini, Ibu Farida Hanum, ST, MT.
2.
Dosen penguji penelitian, Bapak Prof. Dr. Ir., M. Turmuzi, MS, BapakBode
Haryanto, S.T, M.T, Ph.Ddan Bapak Oktabani, ST, MT
3.
Koordinator
Penelitian,
Departemen
Teknik
Kimia,
Fakultas
Teknik,
Universitas Sumatera Utara, Ibu Ir., Renita Maurung, M.T.
4.
Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara,
Bapak Dr. Eng. Ir., Irvan, M.Si.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna
untuk itu adanya kritik serta saran yang membangun sangat diperlukan untuk
penyempurnaan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini ada
manfaatnya bagi penulis dan para pembaca.
Medan,
Januari 2017
Penulis
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1.
Kedua orangtua saya yaitu Ayahku S. Gultom dan Ibuku R. Limbong yang
selalu sabar dan tabah mendidik dan membimbing serta memberi dukungan
moril dan material hingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
2.
Keempat saudara saya, yaitu Jems Gultom, Nona Gultom, Julia Gultom dan
Veronica Gultom, yang telah memberikan motivasi dan doa dalam
menyelesaikan studi. Doa penulis selalu beserta kalian semua.
3.
Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara, yang juga telah banyak memberikan banyak ilmu selama
penulis kuliah.
4.
Para pegawai administrasi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara.
5.
Partner penelitian, Maradona Simanjuntak yang telah bekerja sama di dalam
penyelesaian penelitian dan skripsi ini.
6.
Sahabat-sahabat penulis, yaitu teman-teman mahasiswa Teknik Kimia terutama
angkatan 2011 dan adek-adek mahasiswa Teknik Kimia USU lainnya yang tidak
dapat saya ucapkan satu persatu, terima kasih atas dukungan moril yang
diberikan sehingga penulisan skripsi ini dapat selesai dengan baik.
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Rikardo Jgst Gultom
NIM : 110405097
Tempat/Tanggal Lahir: Tarutung/21 Juli 1993
Nama Orangtua: S. Gultom dan R. Limbong
Alamat Orangtua : Jl. Raja Johannes, Perumahan Asih Permata
no. A.11, Tarutung.
Asal Sekolah
• TK Swasta Santa Maria Tarutung
tahun 1998-1999
• SD Swasta Santa Maria Tarutung
tahun 1999-2005
• SMP Swasta Santa Maria Tarutung
tahun 2005-2008
• SMANegeri2Baligetahun 2008-2011
Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) periode 2011-2016,
sebagai anggota
2. Kerja Praktek di PT. Perkebunan Nusantara IV pada 27Januari – 27Februari
2015
3. Koordinator Publikasi, Dekorasi dan, Dokumentasi Natal Teknik Kimia
USU tahun 2014
Artikel yang dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah:
1. Jurnal Teknik Kimia USU “Pengaruh Waktu Kontak dan Kecepatan
Pengadukan Terhadap Adsorpsi Zat Warna Metilen Biru dengan Karbon
Aktif Dari Kulit Durian Menggunakan KOH Sebagai Aktivator”.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu kontak dan
kecepatan pengadukan untuk mencapai nilai maksimum terhadap
penyerapan zat warna metilen biru menggunakan karbon aktif dari kulit
durian dengan aktivasi KOH 2%. Analisa FTIR menunjukkan proses
aktivasi mempengaruhi intensitas serapan di daerah panjang gelombang
dan mengakibatkan terbentuknya pita C=C aromatik pada karbon aktif
kulit durian. Analisa dilakukan dengan menggunakan alat
Spektrofotometer UV-Vis untuk mengetahui nilai absorbansi dan
konsentrasi akhir larutan metilen biru pada tiap variasi waktu kontak dan
kecepatan pengadukan. Hasil penelitian dengan aktivator KOH2%
menunjukkan kapasitas adsorpsi maksimum berada pada kecepatan
pengadukan 150 rpm dan waktu kontak 90 menit yaitu sebesar 3,92 mg/g,
sedangkan luas permukaan maksimum adalah pada kecepatan pengadukan
130 rpm dan waktu kontak 120 menit yaitu sebesar 1785,263 m2/g. Dari
hasil perhitungan teoritis, nilai koefisien korelasi (R2) orde dua lebih
mendekati angka satu (1) dibandingkan dengan orde satu. Persamaan orde
satu memiliki nilai R2 = 0,808 dan persamaan orde dua memiliki nilai R2
=0,993, sehingga kinetika orde dua lebih merepresentasikan data adsorpsi
penelitian ini. Orde dua mengindikasikan adsorpsi melibatkan reaksi
kimia.
Kata kunci: karbon aktif, kulit durian, kapasitas adsopsi, luas permukaan,
FTIR, Spektrofotometer UV-Vis
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This study aims to determine the effect of contact time and stirring speed to
achieve the maximum value of the absorption dye methylene blue using durian
shell activated carbon with KOH 2% as activator. FTIR analysis showed the
activation process affects the absorption intensity in the wavelength region and
resulted in the formation of C = C aromatic ribbon on activated carbon durian
skin. Analysis performed using an UV-Vis spectrophotometer to determine the
absorbance values and the final concentration of methylene blue solution at each
variation of contact time and stirring speed. The results of the research with
activators KOH 2% showed maximum adsorption capacity is at stirring speed of
150 rpm and contact time 90 minutes is equal to 3.92 mg/g, whereas the
maximum surface area is at stirring speed 130 rpm and contact time 120 minutes
that is equal to 1785,263 m2/g. From the results of theoretical calculations, the
correlation coefficient (R2) of order two is closer to one (1) compared to the first
order. The equation of first order has a value of R2 = 0.808 and equations second
order has a value of R2 = 0.993, so that second order kinetics adsorption more
represents to data of this study. Order two indicated that the adsorption involves
chemical reactions.
Keywords: activated carbon, durian shell, adsopsi capacity, surface area, FTIR,
UV-Vis Spectrophotometer
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
iii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI
iv
PENGESAHAN
v
PRAKATA
vi
DEDIKASI
vii
RIWAYAT HIDUP PENULIS
viii
ABSTRAK
ix
ABSTRACT
x
DAFTAR ISI
xii
DAFTAR GAMBAR
xiv
DAFTAR TABEL
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
xvii
BAB I
PENDAHULUAN
1
1.1
LATAR BELAKANG
1
1.2
PERUMUSAN MASALAH
3
1.3
TUJUAN PENELITIAN
3
1.4
MANFAAT PENELITIAN
3
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
3
BAB II
BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1
KULIT BUAH DURIAN (BOMBACEAE SP)
5
2.2
ADSORPSI
5
2.3
ADSORBEN
7
2.4
KARBON AKTIF
10
2.5
LIMBAH TEKSTIL
11
METODOLOGI PENELITIAN
12
3.1
LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
12
3.2
BAHAN
12
3.3
PERALATAN
12
3.4
PROSEDUR PERCOBAAN
13
Universitas Sumatera Utara
3.4.1
3.5
Pembuatan Adsorben Kulit Durian
PROSEDUR ANALISA
13
13
3.5.1 Penentuan Luas Permukaan Adsorben
dan Daya Serap Absorben
3.6
14
3.5.2 Penentuan Kinetika Adsorpsi
15
FLOWCHART PERCOBAAN
16
3.6.1
Flowchart Pembuatan Larutan metilen biru 30 ppm 16
3.6.2
Flowchart Pembuatan Adsorben Kulit durian
17
3.6.3 Flowchart Penentuan Luas Permukaan
dan Daya Serap Adsorben
18
3.6.4 Flowchart Prosedur Kinetika Adsorpsi
BAB IV
19
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
PENENTUAN GUGUS FUNGSI ADSORBEN
4.2
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN
20
PENGADUKAN TERHADAP KAPASITAS ADSORPSI 22
4.3
PENGADUKAN TERHADAP LUAS PERMUKAAN
24
KINETIKA ADSORPSI
27
KESIMPULAN DAN SARAN
31
5.1
KESIMPULAN
31
5.2
SARAN
31
4.4
BAB V
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN
DAFTAR PUSTAKA
32
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1
Flowchart Pembuatan Larutan metilen biru 30 ppm
Gambar 3.2
Flowchart Pembuatan dan Karaterisasi Gugus Fungsi
Halaman
16
Adsorben Kulit durian yang Diaktivasi menggunakan
aktivatorKOH
Gambar 3.3
17
Flowchart Penentuan Luas Permukaan dan Daya Serap
Adsorben
Gambar 3.4
18
Flowchart Penentuan Luas Permukaan dan Daya Serap
Adsorben
Gambar 4.1
19
HasilAnalisis FTIR padaKarbon Aktif Kulit Durian
Sebelum Aktivasi
Gambar 4.2
20
HasilAnalisis FTIR padaKarbon Aktif Kulit Durian
Setelah Aktivasi
Gambar 4.3
20
Pengaruh Waktu Kontak dan Kecepatan Pengadukan
terhadap Kapasitas Adsorpsi.
23
Gambar 4.4
Kurva Kalibrasi Larutan Metilen Biru
25
Gambar 4.5
Pengaruh Waktu Kontak dan Kecepatan Pengadukan
terhadap Luas Permukaan
Gambar 4.6
23
Persentase Adsorpsi dengan Konsentrasi Larutan 30 ppm
pada Ukuran Adsorben 50-60 mesh serta Kecepatan
Pengadukan 130 rpm
Gambar 4.7
28
Pemodelan Pseudo Orde Satu pada Konsentrasi Larutam
Metilen Biru 30 ppm dan Kecepatan Pengadukan 130 rpm
Gambar 4.8
29
Pemodelan Pseudo Orde Dua pada Konsentrasi Larutam
Metilen Biru 30 ppm dan Kecepatan Pengadukan 130 rpm
30
Gambar L4.1
Sampel Kulit Durian yang telah Dikeringkan
47
Gambar L4.2
Sampel yang Diihaluskan
47
Gambar L4.3
Tempat Pengeringan sampel
47
Gambar L4.4
Aktivasi Sampel dengan Furnace
48
Universitas Sumatera Utara
Gambar L4.5 Karbon Aktif Hasil aktivasi menggunakan furnace dan
Desikator
Gambar L4.6
48
Proses Pengadukan Larutan Metilen Biru dengan Magnetic
Stirrer
48
Gambar L4.7
Shaker dan Sampel yang akan Dianalisa Adsorbansinya
49
Gambar L4.8
Spektrofotometer UV-Vis beserta Seperangkat Komputer
49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Komposisi Kimia Kulit Durian
5
Tabel 2.2
Perbedaan Karakteristik dari Powdered Activated Carbon
(PAC) dan Granular Activated Carbon (GAC) Pada Karbon
Aktif Komersial
Tabel 4.1
11
Pemodelan Pseudo Orde Satu Dan Pseudo Orde Dua Kinetika
Adsorpsi Larutan Metilen Biru Pada Karbon aktif
Kulit Durian
29
Tabel L1.1
Hasil Analisa Kapasitas Adsorpsi
36
Tabel L1.2
Hasil Analisa Luas Permukaan
37
Tabel L1.3
Hasil Data Kinetika Adsorpsi
37
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 DATA HASIL PENELITIAN
36
L1.1 DATA ANALISA KAPASITAS ADSORPSI
37
L1.2 DATA ANALISA PENGUKURAN LUAS PERMUKAAN
L1.3 DATA KINETIKA ADSORPSI
37
LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN
38
L2.1 PERHITUNGANKAPASITAS ADSORPSI
38
L2.2 PERHITUNGAN LUAS PERMUKAAN ADSORBEN
38
LAMPIRAN 3 DATA HASIL ANALISA
41
LAMPIRAN 4 FOTO HASIL PENELITIAN
47
L4.1 FOTO PEMBUATAN KARBON AKTIF DENGAN AKTIVASI
KALIUM HIDROKSIDA (KOH)
47
L4.2 FOTO ANALISA PENENTUAN LUAS PERMUKAAN
ADSORBEN
42
Universitas Sumatera Utara