Development and Characterization of Solvent Impregnated Resin Containing Dithizone Impregnated in Amberlite XAD-16

PEMBUATAN DAN PENCIRIAN SOLVENT IMPREGNATED
RESIN MENGANDUNG DITIZON TERIMPREGNASI
PADA AMBERLITE XAD-16

BUDI RIZA PUTRA

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010

ABSTRAK
BUDI RIZA PUTRA. Pembuatan dan Pencirian Solvent Impregnated ResinMengandung
Ditizon Terimpregnasi pada Amberlite XAD-16. Dibimbing oleh DEDEN SAPRUDIN
dan ETI ROHAETI.
Solvent Impregnated Resin (SIR) telah dibuat dengan mengimpregnasikan
Amberlite XAD-16 dengan ditizon sebagai ekstraktan dan kloroform sebagai pelarut
dengan teknik impregnasi basah. SIR dibuat dalam 3 konsentrasi, yaitu 0,1250; 0,2500;
0,5000 g ditizon/2,5 g Amberlite XAD-16. Karakterisasi SIR meliputi penentuan bobot
ditizon yang terimpregnasi pada SIR dengan cara gravimetri dan penentuan nitrogen total

dengan metode Kjeldahl, analisis gugus fungsi dengan Fourier Transform Infra Red, dan
Thermogravimetric Analysis. Kemudian kinerja SIR dievaluasi meliputi pengaruh pH pada
ekstraksi Pb2+ dan ekstraksi Pb2+ dengan variasi SIR. Hasil penentuan kadar ditizon
dengan metode gravimetri berturut-turut adalah 3,52, 6,88, dan 12,11% sedangkan dengan
metode Kjehdahl berturut-turut adalah 2,64, 2,74, dan 4,84%. Analisis gugus fungsi pada
SIR 0,5000 g/2,5 g Amberlite XAD-16 menunjukkan adanya penempelan ditizon pada
SIR, yaitu vibrasi C=S pada 1213,60 cm-1,1171,94 cm-1, dan 1143,33 cm-1. SIR yang
memiliki stabilitas termal paling baik adalah SIR 0,5000 g/2,5 g Amberlite XAD-16
dibandingkan SIR 0,1250 dan 0,2500 g/2,5 g Amberlite XAD-16. SIR 0,5000 g/2,5 g
Amberlite XAD-16 menunjukkan kinerja ekstraksi Pb2+ lebih baik dibandingkan pada SIR
0,1250 dan 0,2500 g/2,5 g Amberlite XAD-16 pada pH 10. Kapasitas ekstraksi SIR 0,5000
g/2,5 g Amberlite XAD-16 terhadap ion Pb2+ sebesar 92,1906 ppm/g.

ABSTRACT
BUDI RIZA PUTRA. Development and Characterization of Solvent Impregnated Resin
Containing Dithizone Impregnated in Amberlite XAD-16. Under direction of DEDEN
SAPRUDIN and ETI ROHAETI.
Solvent Impregnated Resin (SIR) has been formed by impregnating Amberlite
XAD-16 with dithizone as the extractant and chloroform as the solvent by a wet
impregnation technique. SIR has been prepared in three different concentrations, 0,1250;

0,2500; 0,5000 g dithizone/g Amberlite XAD-16. SIR characterization included weight
determination of impregnated dithizone in SIR with gravimetric method, determination of
total nitrogen by Kjeldahl method, functional group analysis with Fourier Transform Infra
Red, and Thermogravimetric Analysis. SIRs were evaluated by pH influence on Pb2+
extraction and Pb2+ extraction with different SIR concentrations. Result from dithizone
content determination by gravimetric method showed 3,52, 6,88, and 12,11%, respectively
while by Kjeldahl method showed 2,64, 2,74, and 4,84%, respectively. Functional group
analysis showed that dithizone was adhered in SIR indicated by C=S vibration at 1213,60
cm-1, 1171,94 cm-1, and 1143,33 cm-1. SIR which had best stability thermal was SIR
0,5000 g/2,5 g Amberlite XAD-16 compared with SIR 0,1250 and 0,2500 g/2,5 g
Amberlite XAD-16. SIR 0,5000 g/2,5 g Amberlite XAD-16 showed better Pb2+ extraction
performance than SIR 0,1250 and 0,2500 g/2,5 g Amberlite XAD-16. Extraction capacity
of SIR 0,5000 g/2,5 g Amberlite XAD-16 to Pb2+ ion as 92,1906 ppm/g.

PEMBUATAN DAN PENCIRIAN SOLVENT IMPREGNATED
RESIN MENGANDUNG DITIZON TERIMPREGNASI
PADA AMBERLITE XAD-16

BUDI RIZA PUTRA

Skripsi
Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Program Studi Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010

Judul
Nama
NRP

: Pembuatan dan Pencirian Solvent Impregnated Resin Mengandung
Ditizon Terimpregnasi pada Amberlite XAD-16
: Budi Riza Putra
: G44204085

Menyetujui:

Pembimbing I

Pembimbing II

Drs. Deden Saprudin, M.Si.

Dr. Eti Rohaeti, MSi.

NIP 196805181994121001

NIP 196008071987032001

Mengetahui:
Ketua Departemen Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB

Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 195012271976032002

Tanggal lulus:

PRAKATA

Dengan menyebut Asma Allah yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang.
Segala puji syukur hanyalah bagi Allah Rabb semesta alam yang telah
melimpahkan nikmat, rahmat, dan petunjuk-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan penelitian dengan judul ”Pembuatan dan Pencirian Solvent
Impregnated Resin Mengandung Ditizon Terimpregnasi pada Amberlite XAD-16”.
Penelitian ini dilaksanakan dari Juli 2008 sampai Juli 2009 di Laboratorium Kimia
Analitik IPB, Laboratorium Kimia Organik IPB.
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada
Bapak Drs. Deden Saprudin, M.Si. dan ibu Dr. Eti Rohaeti, M.Si selaku
pembimbing tugas akhir yang telah memberikan arahan kepada penulis. Ucapan
terima kasih juga disampaikan kepada seluruh staf dan laboran Kimia Analitik
terutama Pak Eman dan Bu Nunung atas nasihat dan saran kepada penulis dan staf
dan laboran Kimia Organik terutama Pak Sabur, laboran Laboratorium Terpadu
IPB terutama Pak Wawan atas saran kepada penulis. Penulis menghaturkan terima
kasih kepada Ibu, Bapak, serta adik-adikku atas dukungan materi, doa, semangat,

dan kasih sayangnya.
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Suwandi, Gideon, Yockie,
Dede, Aprian, Widiyanto, atas kebersamaannya selama di Wisma Pinus. Terima
kasih juga kepada Pak Anis, Pak Budi, dan Pak Yuli atas motivasi, dorongan,
wawasannya kepada penulis. Terima kasih kepada rekan-rekan Kimia atas
semangat yang diberikan kepada penulis.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Desember 2009

Budi Riza Putra

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandar Lampung pada tanggal 9 Desember 1986 dari
ayah Drs. Yonrizal, M.Si. dan ibu Rosnida Zein, BA. Penulis merupakan anak
pertama dari empat bersaudara. Penulis lulus dari SMU Negeri 2 Bandar Lampung
pada tahun 2004 dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui Ujian
Saringan Penerimaan Mahasiswa Baru IPB pada Departemen Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten Praktikum
TPB 2006/2007 dan 2007/2008, asisten Praktikum Kimia Organik Layanan tahun

ajaran 2006/2007, asisten Praktikum Kimia Analitik ITP Layanan tahun ajaran
2006/2007 dan 2007/2008, asisten Praktikum Kimia Analitik I 2006/2007, asisten
Praktikum Kimia Analitik II, asisten Praktikum Kimia Analitik II 2007/2008,
asisten Praktikum Kimia Analitik III 2007/2008, asisten Praktikum Kimia Analitik
IV 2007/2008, asisten Analitik Layanan S1 Ekstensi 2007/2008 dan 2008/2009,
serta asisten D3 Elektroanalitik 2008/2009. Selain itu, penulis aktif dalam
organisasi Keluarga Mahasiswa Lampung (Kemala) pada tahun 2004-2005 dan
Ikatan Mahasiswa Kimia (Imasika) pada tahun 2004-2009. Penulis juga pernah
mengikuti ”Student Technopreneurship Program” yang diselenggarakan oleh
Lemelson Recognition & Mentoring Program (L-RAMP IPB) pada bulan JuliAgustus 2006.

DAFTAR ISI

Halaman
DAFTAR TABEL ........................................................................................ viii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................

ix

PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
TINJAUAN PUSTAKA
XAD-16 .....................................................................................................
Ditizon .......................................................................................................
Solvent Impregnated Resin (SIR) ..............................................................
Preparasi Solvent Impregnated Resin (SIR) ..............................................
Proses Pemisahan Logam Berat dengan Metode SIR ...............................
Analisis Gugus Fungsi ..............................................................................
Analisis Termal .........................................................................................
Spektrometer Serapan Atom (SSA) ..........................................................

1
2
2
3
3
4
4
4

BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat .......................................................................................... 5
Lingkup Kerja ........................................................................................... 5
HASIL DAN PEMBAHASAN
Praperlakuan Resin....................................................................................
Persiapan SIR (Solvent Impregnated Resin) .............................................
Analisis Gugus Fungsi ..............................................................................
Analisis Termal .........................................................................................
Pengaruh pH pada Ekstraksi Pb2+ .............................................................
Ekstraksi Pb2+ dengan Variasi SIR ...........................................................

6
6
9
9
11
12

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ................................................................................................... 12

Saran .......................................................................................................... 12
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 13
LAMPIRAN .................................................................................................... 15

DAFTAR TABEL
Halaman
1 Kelarutan ditizon (g/L) dalam pelarut organik (Fletcher 1991) ...................... 7
2 Hasil perbandingan ditizon Kjeldahl dengan teoretis ...................................... 8
3 Hasil analisis termal pada XAD-16, SIR 0,1250, 0,2500,
0,5000 g/2,5000 g Amberlite XAD-16 ........................................................... 9

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Amberlite XAD-16 (Refiker 2005).................................................................. 2
2 Struktur ditizon ................................................................................................ 2
3 Proses pemisahan logam berat dengan Solvent Impregnated Resin (SIR) ...... 4
4 Variasi Solvent Impregnated Resin (SIR) ........................................................ 7
5 Efisiensi impregnasi ditizon pada variasi SIR ................................................. 8
6 Kadar ditizon total pada SIR ............................................................................ 8
7 Kurva termogram yang dihasilkan Amberlite XAD-16 .................................. 10

8 Kurva termogram yang dihasilkan oleh SIR 0,1250 g/2,5 g
Amberlite XAD-16 .......................................................................................... 10
9 Kurva termogram yang dihasilkan oleh SIR 0,2500 g/2,5 g
Amberlite XAD-16 .......................................................................................... 10
10 Kurva termogram yang dihasilkan oleh SIR 0,5000 g/2,5 g
Amberlite XAD-16 ........................................................................................... 11
11 Kurva ekstraksi Pb2+ pada variasi pH .............................................................. 11
12 Reaksi kompleksasi ion Pb2+ dengan ditizon pada suasana basa ..................... 11
13 Pengompleksan variasi konsentrasi ion Pb2+ oleh 3 jenis SIR ........................ 12

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Bagan alir penelitian ........................................................................................ 16
2 Beberapa sifat fisik AXAD yang dilaporkan oleh Juang (1998) ..................... 17
3 Variasi bobot resin Amberlite XAD-16 termodifikasi .................................... 18
4 Bobot resin yang ditimbang untuk penentuan kadar N total ........................... 19
5 Preparasi larutan stok Pb2+ 1000 ppm.............................................................. 20
6 Tabel absorbans larutan Pb2+ ........................................................................... 21
7 Kurva standar larutan stok Pb2+ ....................................................................... 21
8 Penentuan pH optimum ekstraksi Pb2+ ............................................................ 21
9 Tabel kurva standar larutan Pb2+ ..................................................................... 22
10 Kurva standar larutan stok Pb2+ ....................................................................... 22
11 Penjerapan logam Pb2+ dengan variasi SIR ..................................................... 23
12 Efisiensi penjerapan logam Pb2+ dengan variasi SIR ....................................... 24
13 Karakterisasi Amberlite XAD-16, ditizon, dan SIR
0,5000 g/2,5 g Amberlite XAD-16 dengan FTIR ............................................ 25
14 Rekapitulasi karakterisasi Amberlite XAD-16, ditizon, dan
SIR 0,5000 g/2,5 g Amberlite XAD-16 dengan FTIR ..................................... 26
15 Karakterisasi resin Amberlite XAD-16 menggunakan TGA ........................... 27
16 Karakterisasi SIR 0,1250 g/2,5 g Amberlite XAD-16 menggunakan TGA .... 28
17 Karakterisasi SIR 0,2500 g/2,5 g Amberlite XAD-16 menggunakan TGA .... 29
18 Karakterisasi SIR 0,5000 g/2,5 g Amberlite XAD-16 menggunakan TGA .... 30

PENDAHULUAN
Masalah ekologis dan kesehatan yang
berhubungan dengan kontaminasi lingkungan
cenderung meningkat akhir-akhir ini. Oleh
karena itu, penentuan logam berat renik di
dalam sampel lingkungan menjadi sangat
penting. Ekstraksi dan pembuangan logam
berat dari berbagai matriks sampel pada
tingkat renik telah menjadi isu yang sangat
penting pada saat ini (Zhu et al. 2007). Kadar
logam berat, salah satunya Pb2+, di dalam
sampel lingkungan yang sangat rendah
mengharuskan
penggunaan
metode
prakonsentrasi
untuk
pemisahan
dan
penentuannya yang sensitif (Lee et al. 1997).
Metode pemisahan dan ekstraksi cair-cair
klasik biasanya memakan banyak waktu dan
tenaga serta membutuhkan relatif banyak
volume pelarut dengan kemurnian tinggi.
Selain itu, pembuangan pelarut organik yang
digunakan telah
menciptakan
masalah
lingkungan yang serius (Zhu et al. 2007).
Perolehan kembali logam-logam berat tersebut
dari limbah cair ditinjau dari aspek ekologis
dan ekonomis telah berperan terhadap
kebutuhan sistem yang lebih spesifik bagi
perkembangan sintesis zat pengekstrak
pengkompleks baru, pertukaran ion, dan
adsorben. Kemajuan ini telah meningkatkan
aspek selektivitas dan efisiensi sejumlah besar
teknik
pemisahan seperti tidak dapat
mengatasi kestabilan pemisahan membran dan
adsopsi selektif (Benamor et al. 2008).
Solvent Impregnated Resin (SIR) dapat
dimodelkan sebagai zat pengkompleks cair
yang terdispersi secara homogen dalam
medium polimerik padat (Warshawsky 1981).
SIR dianggap sebagai salah satu metode
pilihan yang efektif untuk pemisahan dan
perolehan kembali spesi-spesi dari larutan cair.
Penggunaan polimer organik makropori,
dengan luas permukaan yang tinggi dan
stabilitas mekanik dan karakteristik aliran
yang baik, serta mengandung senyawa
pengekstrak selektif, menawarkan banyak
kelebihan dibandingkan penggunaan ektraksi
cair-cair (Benamor et al. 2008). Selain itu,
metode
ini
menggabungkan
beberapa
kelebihan sistem ekstraksi pelarut seperti nilai
transfer massa yang cepat, distribusi yang
tinggi dan faktor selektivitas serta kelebihan
teknologi pertukaran ion menggunakan fasa
padat yang sistem pengoperasian dan
peralatannya sederhana serta dapat digunakan
untuk memproses larutan yang sangat encer
(Metwally et al. 2005).

Resin Amberlite XAD sebagai tulang
punggung kopolimer untuk imobilisasi ligan
pengkelat mempunyai keunggulan fisik dan
kimia seperti porositas, distribusi ukuran pori
yang seragam, luas permukaan yang tinggi,
tahan lama, dan kestabilan kimia terhadap
asam, basa, dan agen pengoksidasi (Cekic et
al. 2004). Penggunaan resin XAD-16
terimpregnasi dalam studi pemisahan logam
berat telah dilakukan dalam berbagai cara
(Narin & Soylak 2003). Merdivan et al. (2001)
telah
mempelajari
sifat
penjerapan
uranium(VI)
dengan
N,N-dibutil-N’benzoiltiourea terimpregnasi pada Amberlite
XAD-16.
Resin
Amberlite
XAD-16
terimobilisasi asam benzoat 2-{[1-(3,4Dihidroksifenil)metilidena] amino} juga telah
digunakan sebagai zat pengekstrak logam
(Venkatesh & Singh 2007a). Resin Amberlite
XAD-16
terimobilisasi
4-{[(2hidroksifenil)imino]metil}-1,2-benzenadiol
telah digunakan untuk mengekstraksi ion
logam berat (Venkatesh & Singh 2007b).
Difeniltiokarbazon (ditizon) merupakan
salah satu zat pengkelat yang memiliki
sensitivitas dan selektivitas yang baik terhadap
ion Pb2+ dalam suasana basa. Ditizon
terimpregnasi pada Amberlite XAD-1180 telah
digunakan dalam prakonsentrasi ion Pb2+
(Rajesh & Manikandan 2008). Sementara resin
Amberlite XAD telah digunakan secara luas
untuk proses pemisahan banyak ion logam
(Soylak et al. 2001). Di dalam penelitian ini,
metode sederhana telah dikembangkan untuk
ekstraksi fasa padat didasarkan pada
impregnasi ditizon pada resin Amberlite XAD16.
Penelitian ini bertujuan membuat Solvent
Impregnated Resin (SIR) dengan meragamkan
konsentrasi kandungan ditizon. Pencirian
kandungan ditizon menggunakan metode
gravimetri dan Kjeldahl, analisis gugus fungsi
menggunakan FTIR, dan analisis termal
menggunakan TGA. SIR yang diperoleh
kemudian dievaluasi
kinerjanya
untuk
penjerapan larutan sintetik logam tunggal Pb2+.
Penentuan ion logam Pb2+ yang terekstrak
pada
permukaan
SIR
menggunakan
spektrometer serapan atom (SSA).

TINJAUAN PUSTAKA
XAD-16
Amberlite XAD-16 (AXAD-16) adalah
resin polimer yang diperoleh dari hasil ikatan
silang
antara
polistirena
dengan
divinilbenzena. Angka 16 menandakan derajat

ikatan silangnya. AXAD-16 merupakan
polimer nonionik yang bersifat hidrofobik,
memiliki permukaan yang luas, dan bersifat
aromatik pada permukaannya. Polimer ini
dapat menjerap molekul hidrofobik dari pelarut
polar dan senyawa organik yang mudah
menguap. Polimer AXAD-16 merupakan
pilihan yang tepat untuk
mengadsorpsi
senyawa organik yang mempunyai bobot
molekul kecil sampai sedang. Polimer ini dapat
bekerja dengan baik pada kisaran pH 0-14
(Refiker 2005). Struktur XAD-16 dapat dilihat
pada Gambar 1.

Beberapa sifat fisik AXAD yang dilaporkan
oleh Juang (1998) disajikan pada Lampiran 2.
Ditizon
Ditizon atau difeniltiokarbazon (Gambar 2)
merupakan senyawa yang sudah dikenal dan
masih digunakan sebagai zat kromogenik
untuk penentuan logam berat dengan ekstraksi
klasik analit dalam medium organik (Nezio et
al. 2005). Ditizon mempunyai dua atom
hidrogen aktif yang dapat disubstitusi dengan
kation. Ditizon merupakan donor pengikat
atom sulfur, nitrogen yang dapat bereaksi
dengan kation lunak seperti Mn, Fe, Co, Ni,
Cu, Zn, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Pt, Au, Hg, Ti, Pb,
Bi, Se, Te, dan Po. (Costa et al. 2002). Ditizon
merupakan padatan hitam-lembayung yang
tidak larut dalam air, larut dalam larutan
amonia, kloroform, dan karbon tetraklorida
menghasilkan larutan hijau. Senyawa ini baik
untuk penentuan logam dalam kuantitas kecil
(Rajesh et al. 2003).

Gambar 1 Amberlite XAD-16 (Refiker 2005)
Beberapa
sifat polimer AXAD-16
diantaranya adalah resin pendukung yang
merupakan polimer organik mikropori dengan
luas permukaan yang tinggi dan kestabilan
mekanik yang baik. AXAD-16 memiliki sifat
aliran khusus dan pengembangan dalam
pelarut yang rendah selama proses impregnasi.
Selain itu, resin ini tersedia secara komersial
dan memenuhi persyaratan, yaitu resin
Amberlite XAD. Oleh karena itu, AXAD-16
adalah pilihan yang tepat untuk mengadsorpsi
senyawa organik yang mempunyai berat
molekul kecil sampai sedang (Junk 1987).
Resin AXAD-16 telah banyak digunakan
dalam filtrasi kontinu untuk adsorpsi senyawa
yang larut air. AXAD-16 mempunyai daya
tahan fisik karakteristik hidraulik, dan
stabilitas termal yang baik. Tokalioglu et al.
(2000)
melaporkan
sifat
AXAD-16
mempunyai porositas yang tinggi, kepolaran
yang rendah, dan luas permukaan yang paling
besar (825 m2 g-1) di antara resin Amberlite
XAD lainnya. Maka, resin ini dipilih sebagai
resin
adsorben
berdasarkan
kinerja
karakteristiknya yang tinggi. Resin Amberlite
XAD-16
ini
dapat
menunjukkan
mengembang/menyusut ketika berada di dalam
pelarut organik (Metwally et al. 2005).

Gambar 2 Struktur ditizon (Nezio et al. 2005)
Ditizon memiliki sifat di dalam larutan
sebagai campuran tautomerik:
HS-C=N-NHC6H5 ⇋ S=C-NH-NHC6H5
N=NC6H5

N=NC6H5

Senyawa ini berfungsi sebagai asam
monoprotik (pKa = 4,7) sampai pHnya
mencapai 12. Ditizonat logam primer
(M(HDz)n) terbentuk berdasarkan reaksi :
Mn+ + nH2Dz ⇋ M(HDz)n + nH+......... (1)
Secara umum ditizonat primer yang terbentuk
mampu mengikat lebih banyak kation logam
dibandingkan ditizonat sekunder (M2Dzn) yang
kurang stabil dan kurang larut dalam pelarut
organik (Rajesh 2003).
Ditizon (difeniltiokarbazon) telah dikenal
sebagai salah satu senyawa pengkelat efektif
untuk banyak ion logam menggunakan
spektrofotometer.
Ditizon telah banyak
digunakan untuk prakonsentrasi ion logam
berat renik sebagai agen pengkelat (Tuzen &
Soylak 2004). Kelemahannya metode ini
memerlukan penggunaan pelarut organik
toksik seperti kloroform (Zaporozhets et al.
1999).

Solvent Impregnated Resin (SIR)

Preparasi Solvent Impregnated Resin (SIR)

Solvent Impregnated Resin (SIR) telah
berhasil menjadi media yang efektif untuk
pemisahan selektif dan mendapatkan kembali
ion logam dari larutan encer (Flett 1977;
Warshawsky 1981). Metode ini tidak hanya
menggabungkan keuntungan resin penukar ion
untuk memproses cairan encer dengan sifat
spesifik zat terlarut (zat pengekstrak) tetapi
juga keuntungan rasio distribusi yang tinggi
dan karakteristik dalam zat pengekstrak yang
dilarutkan di dalam fase organik cair serta
kebutuhan peralatan yang sederhana dan
karakteristik operasi teknologi penukar ion
padat. Selain itu, zat pengekstrak yang
terimpregnasi dapat menunjukkan sifat afinitas
yang kuat untuk matriks polimer tetapi masih
mempunyai sifat seperti pada fasa cair (Cortina
1994; Warshawsky 1981)
SIR dapat dimodelkan sebagai zat
pengkompleks cair yang terdispersi secara
homogen dalam medium polimerik padat
(Warshawsky 1981). Zat terimpregnasi harus
bersifat sebagaimana di dalam matriks cair
tetapi tetap menunjukkan afinitas yang kuat
terhadap polimer. Untuk memperoleh material
yang mempunyai sifat yang menyerupai model
di atas, beberapa persyaratan yang harus
dipenuhi oleh zat pengekstrak,
polimer
pendukung, dan metode impregnasi di
antaranya adalah zat pengekstrak harus
berbentuk larutan atau tertinggal di dalam fase
cair dengan penambahan pelarut. Kedua, zat
pengekstrak dan diluen harus mempunyai
kelarutan yang minimal di dalam fase larutan
yang digunakan.
Ketiga, polimer pendukung harus dapat
mengembang secara penuh selama impregnasi.
Keempat, metode impregnasi tidak boleh
merusak sifat zat pengekstrak atau polimer.
Dengan kata lain, SIR yang ideal harus
memenuhi beberapa persyaratan, yaitu
mobilitas zat pengekstrak yang baik di dalam
fase resin dan mobilitas logam yang baik di
antara fase resin dan media encer, kapasitas
pengikatan yang baik, faktor selektivitas ion
yang tinggi, stabilitas kimia dan fisika yang
baik, dan kehilangan zat pengekstrak yang
rendah (Warshawsky 1981). Resin pendukung
idealnya adalah polimer organik makropori
dengan luas permukaan yang tinggi dan
stabilitas mekanik yang baik memiliki
karakteristik alir dan pengembangan dengan
pelarut yang rendah selama proses impregnasi.
Salah satu struktur pendukung yang tersedia
secara komersial yang memenuhi kriteria ini
dalah resin Amberlite XAD (Saha et al. 2004).

Metode imobilisasi zat pengekstrak ke
dalam struktur polimer pendukung di
antaranya:
Pertama adalah metode kering. Metode ini
adalah metode yang paling banyak digunakan,
zat pengekstrak dilarutkan dengan pelarut
dikontakkan langsung dengan polimer.
Kemudian pelarut dihilangkan dengan
penguapan lambat dengan menggunakan
vakum. Metode ini telah berhasil untuk
impregnasi zat pengekstrak hidrofilik, seperti
amina, eter, keton, ester dan lain-lain.
Kedua adalah metode basah. Sebelum
kontak dengan polimer pendukung, zat
pengekstrak
diencerkan.
Pelarut
yang
digunakan biasanya: n-heksana, etanol, dan
aseton. Campuran pelarut dan zat pengekstrak
kemudian dikontakkan dengan polimer
pendukung hingga polimer mengadsorpsi
seluruh cairan. Butiran polimer kemudian
direndam dalam larutan ion logam untuk
membentuk kompleks zat pengekstrak-logam.
Setelah pembentukkan kompleks, resin dicuci
dengan air bebas ion berlebih dan logam
dikeluarkan melalui kontak dengan asam.
Ketiga adalah metode penambahan
pemodifikasi
Pemodifikasi
ditambahkan
seperti dibutilpolipropilena glikol sehingga air
terpenetrasi ke dalam polimer. Pelarut
selanjutnya dievaporasi sebagaimana metode
kering. Metode ini merupakan gabungan antara
metode kering dan basah.
Keempat adalah metode kolom dinamik.
Seperti pada kromatografi kolom, polimer
dikemas di dalam kolom setelah polimer
tersebut dikembangkan oleh diluen (Guan &
Wu 1990). Larutan zat pengekstrak kemudian
dimasukkan ke dalam kolom sampai
konsentrasi zat pengekstrak pada keluaran
sama seperti yang diberikan. SIR yang
dihasilkan kemudian dicuci dengan air.
Metode ini mempunyai waktu impregnasi yang
pendek dan memiliki efisiensi yang tinggi
(Juang 1998).
Proses Pemisahan Logam Berat Dengan
Metode SIR
Sejumlah zat pengkompleks teradsorpsi
dalam pori polimer XAD-16 dengan interaksi
ikatan van der waals (Cortina & Warshawsky
1997). Kemudian sejumlah logam berat yang
terlarut dalam pelarut polar membentuk
kompleks dengan zat pengkompleks yang
sebelumnya sudah terikat dalam SIR. Reaksi
kompleks logam berat dengan ligan akan

terjadi pada pH dan komposisi yang tepat
sehingga logam berat akan terikat dari fase
pelarutnya ke fase resinnya. Apabila logam
berat telah terikat oleh zat pengkompleks,
logam berat dapat dikeluarkan kembali dari
SIR dengan cara dielusi dengan larutan HCl
pada konsentrasi tertentu. Sehingga akan
didapatkan logam berat yang telah dipisahkan
dengan non logam berat (Guan & Wu 1990).
Proses pemisahan logam berat dengan
metode SIR dapat dilihat pada Gambar 3 (de
Haan 2004)

sampel yang akan dianalisis, monokromator,
dan detektor yang mengubah energi frekuensi
serapan menjadi energi listrik yang kemudian
dapat terbaca.
Sampel yang digunakan bisa dalam fasa
padat, cair, atau gas. Ketiganya memiliki
penanganan yang berbeda. Sampel padat bisa
menggunakan metode Nujol Mull, pellet KBr,
atau pembuatan film. Sampel cair dapat
disiapkan dengan memasukkannya ke dalam
sel khusus atau menggunakan jendela NaCl
seperti Nujol Mull sedangkan sampel gas dapat
disiapkan dengan memasukkannya ke dalam
sel khusus untuk sampel gas (Cheremisinoff
1996).
Analisis Termal

Gambar 3 Proses pemisahan logam berat
metode Solvent Impregnated Resin (SIR) (de
Haan 2004)
Analisis Gugus Fungsi
Semua yang memiliki ikatan kovalen, baik
organik maupun anorganik akan menyerap
berbagai frekuensi radiasi elektromagnetik
dalam daerah spektrum inframerah. Akan
tetapi, ikatan yang dapat menyerap radiasi
inframerah hanyalah ikatan yang memiliki
momen dipol. Ketika suatu molekul menyerap
radiasi inframerah maka energi yang diserap
akan menaikkan amplitudo gerakan vibrasi
ikatan dalam molekul dan molekul akan
tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Panjang gelombang dari absorpsi suatu ikatan
tertentu bergantung pada macam vibrasi dari
ikatan tersebut. Oleh karena itu, masingmasing ikatan akan memiliki nilai yang khas
(Cheremisinoff 1996).
Vibrasi molekul terdiri atas 2 macam, yaitu
vibrasi ulur/regangan dan vibrasi tekuk/
bengkokan. Vibrasi ulur terbagi lagi 2 macam,
yaitu vibrasi ulur simetris dan vibrasi ulur
asimetris. Vibrasi tekuk terbagi menjadi 4
macam, yaitu vibrasi goyang, vibrasi gunting,
vibrasi kibasan, dan vibrasi pelintiran.
Analisis gugus fungsi menggunakan alat
Fourier Transform Infra Red (FTIR).
Komponen utama yang terdapat di dalam
spektrofotometer, yaitu sumber radiasi infra
merah yang memancarkan sinar dan mengenai

Analisis termal dapat dilakukan dengan
menggunakan alat Thermogravimetric Analysis
(TGA). Melalui analisis termal, dapat
diketahui beberapa sifat termal polimer
diantaranya adalah titik kristalisasi, suhu
transisi gelas (Tg), suhu pelelehan (Tm),
perubahan kalor (ΔH), suhu dekomposisi, dan
stabilitas panas.
TGA merupakan suatu teknik analisis yang
digunakan untuk menentukan stabilitas termal
dari suatu material yang dipanaskan dengan
memperhatikan perubahan berat yang terjadi
pada analit yang dipanaskan. Pengukuran
biasanya dilakukan dalam udara terbuka atau
dalam gas inert seperti helium atau nitrogen
dan perubahan berat biasanya dicatat sebagai
kenaikan temperatur. Temperatur dekomposisi
suatu polimer dapat diamati dari kurva TGA
(Cheremisinoff 1996).
Spektrometer Serapan Atom (SSA)
Metode spektrometer serapan atom
berprinsip pada absorpsi cahaya oleh atom.
Jika cahaya dengan panjang gelombang
tertentu yang sesuai mengenai suatu atom yang
berada dalam keadaan dasar, maka atom dapat
menyerap energi cahaya untuk berpindah ke
keadaan tereksitasi. Proses ini disebut sebagai
serapan atom.
Analisis logam menggunakan metode ini
tidak membedakan bentuk-bentuk logam
dalam cuplikannya. Keberadaan unsur logam
lain dalam cuplikan tidak akan mengganggu
proses analisis sehingga tidak perlu dilakukan
pemisahan
terlebih
dahulu.
Metode
spektrometer serapan atom ini sensitif pada
tingkat konsentrasi ppm.

BAHAN DAN LINGKUP KERJA
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan ialah resin
Amberlite XAD-16 20 60 mesh (Rohm &
Haas Co.), difeniltiokarbazon (ditizon)
(Merck),
kloroform,
PbNO3,
etanol,
Na2B4O7.10H2O (boraks), air deionisasi,
NaOH, HNO3, aseton, katalis Se, H2SO4,
H3BO3, HCl, indikator campuran hijau
bromokresol : merah metil (3:1).
Alat yang digunakan adalah alat-alat kaca,
cawan petri, pipet ukur, botol vial bertutup,
pipet ukur, neraca analitik, pengaduk
magnetik, corong Buchner, Fourier Transform
Infrared (FTIR) Perkin Elmer, spektrometer
serapan atom (AAS) Shimadzu AA-6300,
2200 Kjeltec Auto Distillation, dan
Differential
Thermal
Analysis/
Thermogravimetry (DTA/TG) Shimadzu tipe
DTG-60/60H.
Lingkup Kerja
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa
tahap, yaitu praperlakukan resin, pembuatan
SIR (Solvent Impregnated Resin), penentuan
bobot ditizon yang terimpregnasi, penentuan
nitrogen total pada resin terimpregnasi dengan
metode Kjeldahl, analisis gugus fungsi,
analisis termal, penentuan pH optimum
ekstraksi ion Pb2+, dan ekstraksi ion Pb2+
dengan variasi SIR. Diagram penelitian
disajikan pada Lampiran 1.
Metode
Praperlakuan Resin
Resin Amberlite XAD-16 (20 60 mesh)
awalnya dibersihkan dengan larutan HCl 4 M
dengan mengocoknya selama 3 jam di alat
pengocok dan kemudian disaring. Kemudian
resin tersebut dicuci dengan air deionisasi
sampai bebas klorida. Setelah resin bebas
klorida, resin tersebut dipindahkan ke dalam
gelas piala dan dikocok dengan larutan
etanol:air (1:1) v/v, dikeringudarakan, dan
akhirnya dicuci dengan air deionisasi lagi.
Kemudian resin dikeringkan dalam oven
bersuhu 60 oC dan disimpan dalam desikator.
Pembuatan SIR (Solvent Impregnated Resin)
Solvent impregnated resin (SIR) disiapkan
dalam 3 rasio impregnasi: 0,1250; 0,2500; dan
0,5000 (g ditizon/2,5 g Amberlite XAD-16).
Larutan pengimpregnasi disiapkan berbeda
untuk mencapai konsentrasi SIR ini. Sebanyak

2,5 g resin Amberlite XAD-16 kering
direndam dalam 50 mL kloroform yang
mengandung jumlah ditizon yang berbeda.
Selama direndam larutan pengimpregnasi
dikocok pada kecepatan 100 rpm pada 25 oC.
Setelah 24 jam, butir-butir SIR dipisahkan
menggunakan corong Buchner dan dicuci
dengan menggunakan air deionisasi. Butirbutir SIR dibiarkan selama semalam dengan
menempatkannya di atas kertas saring. Setelah
resin dikeringudarakan semalam, kemudian
resin ditempatkan dalam oven vakum pada
suhu 40 oC selama 24 jam. Setelah resin
dikeringkan secara vakum, kemudian resin
disimpan dalam botol vial di dalam eksikator
(Saha et al. 2004).
Penentuan
Bobot
Ditizon
yang
Terimpregnasi
Sebanyak 2,5 g resin Amberlite XAD-16
kering sebelum diimpregnasi ditimbang.
Kemudian sebanyak 2,5 g resin Amberlite
XAD-16 yang telah diimpregnasi dengan
berbagai variasi ((A) 0,1250, (B) 0,2500, (C)
0,5000 g ditizon/2,5 g Amberlite XAD-16)
ditimbang. Hasil selisih antara bobot resin
Amberlite XAD-16 setelah dengan sebelum
diimpregnasi merupakan bobot ditizon yang
terimpregnasi.
Penentuan Nitrogen Total pada Resin
Terimpregnasi dengan Metode Kjeldahl
Destruksi sampel. Sebanyak 0,5 g resin
Amberlite XAD-16 yang telah diimpregnasi
dimasukkan ke dalam labu destilasi. Kemudian
kira-kira seujung sudip H2SO4, katalis bubuk
selenium, Na2SO3, dan batu didih ditambahkan
ke dalam labu destilasi secara berturut-turut.
Setelah itu labu digoyangkan dan dipanaskan
pada suhu 400 oC selama 1 jam sampai larutan
yang terbentuk berwarna hijau jernih. Resin
yang tidak terimpregnasi digunakan sebagai
blanko.
Destilasi Sampel. Sebanyak 50 mL air
destilasi ditambahkan ke dalam labu destilasi
yang berisi sampel yang telah didestruksi.
Sebanyak 10 mL H3BO3 4% diisikan ke dalam
Erlenmeyer yang akan menampung di
penampung destilat ditambahkan ke dalam
labu destilasi. Setelah itu labu disuling selama
kira-kira 10 menit sampai didapatkan kira-kira
50 mL cairan di Erlenmeyer.
Standardisasi HCl. Sebanyak 10 mL larutan
baku primer Na2B4O7.10H2O (boraks) 0,1000
N dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan

ditambahkan 3 tetes indikator merah metil.
Kemudian larutan boraks dititrasi dengan HCl
0.1 N. Titik akhir tercapai bila warna larutan
berubah dari kuning menjadi merah. Titrasi
dilakukan 3 kali (triplo).
Titrasi Sampel. Sebanyak 50 mL filtrat hasil
destilasi ditambahkan 3 tetes indikator hijau
bromokresol : merah metil (3:1). Kemudian
larutan sampel dititrasi dengan HCl yang telah
distandardisasi. Titik akhir tercapai bila warna
larutan berubah dari kuning menjadi merah.
Titrasi dilakukan satu kali (simplo).
Analisis Gugus Fungsi
Penyiapan sampel dilakukan dengan
menggerus resin dengan mortar yang
ditambahkan KBr anhidrat. Kemudian
campuran dicetak membentuk pelat. Kemudian
pelat
dianalisis
menggunakan
Fourier
Transform Infra Red (FTIR).
Analisis Termal
Sebanyak 22 mg sampel resin digerus
dalam mortar kemudian dicetak ke dalam pelat
platina. Analisis termal dilakukan pada suhu
35 1000 oC dengan kecepatan pemanasan 20
o
C/menit. Data yang diperoleh berupa
termogram yang menggambarkan perilaku
resin terimpregnasi ketika dipanaskan dari
35 1000 oC.
Preparasi Larutan Stok Pb2+ 1000 ppm.
Sebanyak 0,1598 g Pb(NO3)2 ditimbang
secara tepat kemudian dilarutkan ke dalam
labu takar 100 mL dengan air deionisasi.
Kemudian 0,5 mL HNO3 pekat ditambahkan
ke dalam labu takar untuk menjaga kestabilan
logam Pb.
Penentuan pH Optimum Ekstraksi Pb2+.
Sebanyak 10 mL larutan PbNO3 10 ppm
dimasukkan ke dalam botol vial 50 mL
bertutup. Kemudian larutan Pb2+ diatur pHnya
(2, 6, 9, 10) dengan menambahkan NaOH 0.01
N dan HNO3 0,01 M tetes demi tetes. Setelah
pH tercapai, sebanyak 0,1 g resin Amberlite
XAD-16 terimpregnasi ditizon dengan
berbagai variasi konsentrasi dimasukkan ke
dalam botol vial. Kemudian larutan dikocok
menggunakan pengaduk magnet. Ekstraksi
dilakukan selama 3 jam kemudian resin
disaring. Konsentrasi awal larutan timbal dan
filtrat masing-masing diukur menggunakan
spektroskopi serapan atom (SSA).
Ekstraksi Pb2+ dengan Variasi SIR.

Sebanyak 10 mL larutan PbNO3 10 ppm
dimasukkan ke dalam botol vial 50 mL
bertutup. Kemudian larutan Pb2+ diatur pH
optimumnya dengan menambahkan NaOH
0,01 N tetes demi tetes. Setelah pH tercapai,
sebanyak 0,1 g resin Amberlite XAD-16
terimpregnasi ditizon dengan berbagai variasi
konsentrasi dimasukkan ke dalam botol vial.
Kemudian larutan dikocok menggunakan
pengaduk magnet. Ekstraksi dilakukan selama
3 jam kemudian resin disaring. Filtrat dan
larutan awal Pb2+ diukur menggunakan
spektrometer serapan atom (SSA). Konsentrasi
awal timbal masing-masing larutan juga
diukur.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Praperlakuan Resin
Tahap praperlakuan bertujuan untuk
menghilangkan kontaminan dan udara yang
tertinggal di permukaan resin. Selain itu, tahap
ini sangat penting untuk keberhasilan retensi
analit di permukaan resin. Sifat larutan
pengkondisi harus sesuai sifat sorben padat
untuk memastikan keterbasahan (wettability)
yang baik dengan grup-grup fungsional.
Meskipun begitu, beberapa
resin telah
digunakan tanpa langkah praperlakuan
sehingga tahap ini tidak mutlak harus
dilakukan (Refiker 2005).
Praperlakuan resin dengan larutan HCl 4 M
bertujuan untuk mengkondisikan resin dengan
analit logam Pb2+ yang akan diekstraksi.
Pembilasan resin dengan air deionisasi
bertujuan untuk menghilangkan ion-ion klorida
yang masih terdapat di permukaan resin. Untuk
mengurangi
sifat
hidrofobisitas
resin
Amberlite XAD-16, larutan organik polar
seperti etanol digunakan untuk membilas resin
tersebut.
Persiapan Solvent Impregnated Resin (SIR)
Immobilisasi
atau
impregnasi
zat
pengekstrak
pada
permukaan
internal
hidrofobik resin nonionik makropori antara
lain disebabkan adanya mekanisme adsorpsi.
Mekanisme
adsorpsi
tersebut
melalui
gabungan 2 proses yaitu: ikatan tarik-menarik
antara rantai alkil dan/atau cincin aromatik
pada ligan pada struktur larutan dengan ikatan
tulang punggung pada resin dan berikutnya
adalah penjebakan ligan secara fisik diantara
pori-pori butir resin (Cortina & Warshawsky
1997). Adsorpsi zat pengekstrak ini
disebabkan oleh interaksi tarik-menarik secara
fisik yang disebut interaksi dispersi π-π yang

muncul dari aromatisitas resin tipe stirenadivilbenzena dengan cincin benzena pada
molekul zat pengekstrak, yaitu ditizon.
Kloroform lebih dipilih sebagai pelarut zat
pengekstrak (diluen) ditizon dibandingkan
karbon tetraklorida dalam proses impregnasi
ke dalam Amberlite XAD-16. Hal ini
disebabkan kelarutan ditizon dalam kloroform
lebih baik dibandingkan dalam karbon
tetraklorida pada suhu impregnasi yang berada
pada kisaran suhu kamar (25 27 oC).
Kelarutan ditizon dalam kloroform berkisar
(16,9 20,3 g/L) lebih tinggi dibandingkan
dalam karbon tetraklorida (0,512 0,74 g/L)
(Tabel 1).

pengekstrak tidak bergantung pada besarnya
ukuran partikel resin.
Hasil resin terimpregnasi kemudian
dianalisis dari 2 sisi, yaitu secara fisik
(penampilan) dan secara kimia. Resin
terimpregnasi secara fisik hasilnya dapat
diamati pada Gambar 4. Penampakan resin
terimpregnasi
memperlihatkan
adanya
perbedaan warna fisik yang jelas diantara resin
Amberlite XAD-16 awal dengan yang
terimpregnasi dengan berbagai konsentrasi.
Warna fisik ketiga SIR adalah berturut-turut
coklat muda, coklat, dan coklat tua (Gambar
4). Hal ini menunjukkan bahwa semakin
banyak ditizon yang terjerap pada permukaan
resin ketika konsentrasi ditizon dinaikkan.

Tabel 1 Kelarutan ditizon (g/L) dalam pelarut
organik (Refiker 2005).

Pelarut

Kelarutan (g/L)
o

0 C

20 oC

30 oC

35 oC

CHCl3

13,7

16,9

20,3

19,0

CCl4

0,272

0,512

0,74

1,27

Proses
pembuatan
SIR
(Solvent
Impregnated Resin) ini menggunakan metode
basah yang dilaporkan oleh Saha et al. (2004).
Variasi konsentrasi yang digunakan untuk
membuat resin terimpregnasi ini adalah
0,1250, 0,2500, dan 0,5000 g ditizon/2,5 g
Amberlite XAD-16. Tujuannya adalah untuk
mengamati seberapa besar kapasitas Amberlite
XAD-16 untuk dapat menahan ditizon di
dalam pori-porinya. Pada metode basah, zat
pengekstrak dapat dijerap pada permukaan
partikel resin dan pori-porinya. Jerabek et al.
(1996) menjelaskan bahwa penjerapan zat
pengekstrak
pada
permukaan
dan
pengendapannya pada pori-pori kecil sampai
diameternya 10 nm merupakan gaya utama
yang menggerakkan proses impregnasi. Pelarut
hidrofobik (kloroform) akan membawa dan
meninggalkan zat pengekstrak pada pori-pori
yang lebih besar selama proses impregnasi.
Matsunaga et al. (2001) menyarankan bahwa
proses impregnasi sebaiknya menggunakan
metode kering. Hal ini disebabkan karena
pelarut
hidrofobik
memungkinkan
zat
pengekstrak larut ke volume terkecil di dalam
partikel resin pada saat terakhir proses
impregnasi. Pengukuran perubahan berat
sebelum dan sesudah impregnasi menunjukkan
bahwa lebih dari 99% zat pengekstrak tertahan
pada partikel resin dengan menggunakan
metode ini. Rovira et al. (1998) menemukan
bahwa proses impregnasi
dengan zat

(a)

(b)

(c)

(d)

(a)
AXAD-16
(b) 0,125 g/2,5 g
AXAD-16
(c) 0,250 g/2,5 g AXAD-16 (d) 0,500 g/2,5 g AXAD-16

Gambar 4 Variasi (Solvent Impregnated Resin)
SIR
Kadar ditizon yang terjerap pada variasi
SIR dapat ditentukan dengan cara gravimetri.
Bobot resin sebelum dan sesudah impregnasi
dapat dihitung sehingga diperoleh bobot
ditizon yang terimpregnasi. Berdasarkan
Lampiran 3 menunjukkan bahwa bobot ditizon
yang terimpregnasi pada SIR 0,1250, 0,2500 ,
dan 0,5000 g/2,5 g Amberlite XAD-16 adalah
berturut-turut 0,0913, 0,1847, dan 0,3447 g.
Hal ini sejalan dengan pengamatan Jerabek et
al. (1996) menyatakan bahwa semakin banyak
konsentrasi zat pengekstrak yang ditambahkan
maka semakin banyak yang teradsorpi pada
permukaan resin. Gambar 5 menunjukkan %
efisiensi ditizon yang terimpregnasi pada
variasi SIR 0,1250, 0,2500, dan 0,5000 g/2,5 g
Amberlite XAD-16 berturut-turut adalah
72,69, 73,85, dan 68,69%. Kenaikan
konsentrasi zat pengekstrak pada SIR 0,1250
dan 0,2500 g/2,5 g Amberlite XAD-16

berkontribusi pada kenaikan persentase
efisiensi impregnasi ditizon pada Amberlite
XAD-16 sedangkan pada SIR 0,5000 g/2,5 g
Amberlite XAD-16 mengalami sedikit
penurunan persentase efisiensi impregnasi. Hal
ini mungkin disebabkan oleh bentuk molekul
ditizon yang besar sehingga menjadi halangan
sterik bagi molekul-molekulnya untuk mengisi
pori-pori Amberlite XAD-16. Sehingga
molekul ditizon tidak dapat mengisi volume
pori resin yang dapat ditempati oleh molekulmolekul yang lebih kecil. Efisiensi impregnasi
menurun walau konsentrasi dinaikkan. Ini
menunjukkan kemungkinan kesetimbangan
penempelan ditizon pada Amberlite XAD-16
hampir mencapai keadaan kesetimbangan
dimana akan dicapai laju penambatan ditizon
akan sama dengan laju pelepasan (desorpsi).
Untuk membuktikan hal ini perlu diuji pada
konsentrasi yang lebih besar pada SIR 0,5000
g/2,5 g Amberlite XAD-16 sehingga kondisi
dengan konsentrasi maksimum pengikatan
dapat
ditentukan
dan
konsentrasi
kesetimbangan dapat dihitung.

Kadar ditizon total dengan metode gravimetri
pada ketiga SIR adalah berturut-turut adalah
3,52, 6,88, dan 12,54%. Hasil analisis tersebut
ditunjukkan pada Gambar 6.
Hasil metode Kjeldahl, yang menentukan
jumlah nitrogen yang muncul di dalam resin
polimerik, dapat dibandingkan dengan
peningkatan berat resin polimerik yang
ditentukan secara teoretis
(menggunakan
neraca analitik) setelah impregnasi. Metode
teoretis akan menentukan jumlah nitrogen
yang seharusnya diadsorpsi ke dalam
Amberlite XAD-16 selama impregnasi. Jika
hasil antara persentase massa nitrogen Kjeldahl
dengan massa nitrogen teoretis sama, maka
dapat disimpulkan bahwa proses impregnasi
ditizon ke dalam resin Amberlite XAD-16
berjalan efektif (Saha et al. 2004) .
Tabel 2 Hasil perbandingan kadar ditizon
metode Kjeldahl dengan teoretis
SIR

Ditizon

Ditizon

Galat

(g ditizon/
g resin)

Kjeldahl
(%
massa)

gravimetri
(%
massa)

dari
teori
(%)

A

0,25

2,64

3,62

25,00

B

0,50

2,73

6,88

60,17

C

1,00

4,84

12,11

60,03

% Efisiensi

SIR
80
60
40
20
0

72.69

SIR A

73.85

SIR B

68.69

SIR C

Variasi SIR

Gambar 5 Efisiensi impregnasi ditizon pada
variasi SIR

Kadar ditizon (%)

Sebagai penegasan untuk mengetahui
besarnya kandungan ditizon pada resin
terimpregnasi maka dilakukan uji kimia
terhadap SIR tersebut, yaitu penentuan
kandungan nitrogen total dengan metode
Kjeldahl. Sampel resin terimpregnasi dapat
dianalisis dengan menggunakan metode ini
karena struktur kimia ditizon memiliki 4 atom
nitrogen. Sehingga semakin besar persentase
kadar ditizon pada resin tersebut atau semakin
banyak ditizon yang terimpregnasi pada
Amberlite XAD-16 akan ditunjukkan oleh
kadar nitrogen total yang semakin tinggi.
.
15

12.54

10
5

6.88
3.52

0
SIR A

SIR B
Variasi SIR

SIR C

Gambar 6 Kadar ditizon total pada variasi
SIR

Berdasarkan Tabel 2 di atas, dapat
disimpulkan bahwa terdapat nilai galat yang
sangat besar antara hasil analisis nitrogen
Kjeldahl dengan teoretis. Galat kadar ditizon
ketiga SIR berturut-turut adalah 25,00, 60,17,
dan 60,03%. Hal ini dapat disebabkan
beberapa faktor diantaranya adalah pertama,
pada struktur molekul ditizon terdapat 2 jenis
ikatan nitrogen. Dua nitrogen pertama terikat
dalam bentuk amina (-NH) sedangkan dua
nitrogen kedua terikat dalam bentuk azo (N=N-). Pada saat destruksi sampel, amina akan
diubah menjadi ion amonium (NH4+)
sedangkan azo (-N=N-) akan berubah menjadi
unsur nitrogen atau bentuk oksidanya yang
dapat hilang dalam suasana asam panas. Hal
ini yang mengakibatkan adanya galat negatif
pada
penentuan
nitrogen
Kjeldahl
dibandingkan kandungan ditizon dengan
metode gravimetri biasa. Kehilangan nitrogen
ini dapat dihindari dengan penambahan zat
pereduksi seperti Na2SO3 ke dalam medium
asam sulfat sebelum destruksi dimulai (AOAC
2005).
Kedua, penyebab galat kadar nitrogen
adalah penggunaan sampel resin untuk analisis

nitrogen total Kjeldahl yang sedikit yaitu,
hanya 0,1500 g. Sehingga saat destruksi
sampel, nitrogen yang lepas dalam bentuk NH3
(amonia) dan ditangkap oleh H3BO3 (asam
borat) menjadi NH4H2BO3 (amonium borat)
juga sedikit. Hal ini berakibat pada saat titrasi
sampel yaitu volume HCl yang digunakan juga
kecil. Metode makro Kjeldahl dapat
diaplikasikan pada sampel yang mengandung
konsentrasi nitrogen baik tinggi atau rendah.
Akan tetapi, pada sampel yang mengandung
konsentrasi nitrogen rendah membutuhkan
volume sampel yang besar, sehingga jumlah
minimal sampel adalah 0,5 g (AOAC 2005).
Analisis Gugus Fungsi
Pembuktian adanya pengikatan ditizon
dengan Amberlite XAD-16 dilakukan dengan
menggunakan spektrometer infra merah
(FTIR). Gugus-gugus fungsional ditizon yang
terikat pada Amberlite XAD-16 dapat
dikarakterisasi menggunakan FTIR tersebut.
Rekapitulasi hasil karakterisasi dengan FTIR
pada resin Amberlite XAD-16, ditizon, dan
SIR 0,5000 g/2,5 g Amberlite XAD-16 diacu
di dalam Lampiran 14.
Hasil karakterisasi XAD-16 dengan FTIR
menunjukkan
4
puncak
karakteristik
diantaranya, yaitu uluran vC-H alkil alifatik
(2925, 25 cm-1), vC=C aromatik (1448,36 cm-1) ,
vC-H luar bidang (795,60 cm-1), dan vC-H luar
bidang (709,45 cm-1). Ditizon sebagai zat
pengekstrak
juga
dikarakterisasi
dan
menghasilkan puncak-puncak karakteristik
yang khas diantaranya, yaitu uluran vC=C
aromatik (1497,71 cm-1 dan 1458,01 cm-1),
vN=N (1438,36 cm-1), vC-N (1317,69 cm-1), vC=S
(1213,10 cm-1, 1171,89 cm-1, dan 1142,26 cm1
), dan vC-H luar bidang (712,18 cm-1, 748,40
cm-1, 678,94 cm-1, dan 494,97 cm-1). SIR C
dipilih untuk dikarakterisasi dengan FTIR
karena menunjukkan kadar ditizon paling
banyak dengan metode gravimetri dan
Kjeldahl dibandingkan 2 SIR lainnya.
Karakterisasi SIR tersebut dengan FTIR
menunjukkan adanya gabungan puncak
karakteristik yang berasal dari resin asli
dengan zat pengekstraknya diantaranya adalah
uluran vC-N (1602,32 cm-1), vC=C cincin
aromatik (1497,15 cm-1), vN=N (1438,56 cm-1),
vC=S (1213,60 cm-1, 1171,94 cm-1, dan 1143,33
cm-1), dan vC-H luar bidang (748,40 cm-1,
711,74 cm-1, 495,00 cm-1). Adanya serapan
FTIR pada SIR yaitu, vC=S (1213,60 cm-1,
1171,94 cm-1, dan 1143,33 cm-1) merupakan
kontribusi dari serapan khas dari ditizon yang

menunjukkan adanya penempelan ditizon pada
Amberlite XAD-16 (Pemberton & Buck 1982).
Analisis Termal
Analisis termal ini dilakukan terhadap 4
jenis resin yaitu, resin Amberlite XAD-16
sebelum diimpregnasi, dan ketiga resin setelah
diimpregnasi. Hal ini dimaksudkan untuk
mengetahui pengaruh konsentrasi ditizon yang
diimpregnasi ke dalam Amberlite XAD-16
terhadap ketahanannya dengan pemanasan.
Pengaruh panas terhadap resin ini dapat dilihat
dalam persentase massa yang hilang selama
pemanasan dengan alat Thermogravimetric
Analysis (TGA). Kurva termogram yang
dihasilkan oleh resin Amberlite XAD-16 dan 3
jenis SIR sangat bervariasi. Hasil analisis
termal pada XAD-16, SIR A, SIR B, dan SIR
C ditampilkan pada Tabel 3.
Tabel 3 Hasil analisis termal pada XAD-16,
SIR 0,1250 g, 0,2500 g, 0,5000 g/2,5 g
Amberlite XAD-16

Resin

Suhu
Dekomposisi

massa

massa

hilang

sisa

Primer
(oC)

Sekunder
(oC)

(mg)

(mg)

XAD-16

376 451

451 968

19,78

2,02

SIR A

372 443

443 975

20,35

2,25

SIR B

382 439

439 982

18,95

3,55

SIR C

379 445

445 964

18,62

3,88

Amberlite XAD-16
Kurva TGA yang diperoleh dari penelitian
ini dapat dilihat pada Gambar 7. Degradasi
massa pada polistirena-divinilbenzena dimulai
pada suhu sekitar 40 oC. Kehilangan berat ini
disebabkan oleh penguapan etanol, air dan zatzat volatil yang ada terjerap pada saat
praperlakuan resin. Krevelen
(1975)
menyatakan
bahwa
degradasi
termal
polistirena yang berikatan silang terjadi dalam
2 proses dekomposisi, yaitu dekomposisi
primer (I) dan dekomposisi sekunder (II). Hasil
penelitian menunjukkan bahwa dekomposisi
primer terjadi pada kisaran suhu 376,28 oC
sampai
451,36 oC. Proses yang terjadi
diantaranya adalah disproporsionasi hidrogen
diantara fragmen polimer yang akan
menghasilkan arang dan gas (Levchik et al.
1999). Bentuk kurva yang curam menandakan
sebagian besar proses dekomposisi massa

terjadi pada kisaran suhu ini. Suzuki dan
Wilkie (1994) melaporkan bahwa dekomposisi
primer pada polistirena terjadi pada suhu 360
o
C sampai 450 oC. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa residu yang tersisa dari
dekomposisi primer sebesar 10,71 mg dan
sebesar 11,09 mg massa polimer menguap.
Costa et al. (1982) menyatakan bahwa residu
dekomposisi primer berupa arang yang kaya
karbon sedangkan massa polimer yang
menguap berupa toluena, benzena, stirena, dan
xilena.
Selanjutnya pada suhu 451,36 oC sampai
968,85 oC terjadi dekomposisi sekunder.
Levchik et al. (1999) melaporkan bahwa hasil
residu ini berupa abu dan gas. Sehingga residu
akhir berupa abu tersisa sebesar 2,02 mg
sedangkan gas utamanya adalah hidrogen
terbentuk karena dekomposisi polimer
menguap sebesar 19,78 mg.

Gambar 7 Kurva termogram yang dihasilkan
oleh Amberlite XAD-16
Proses Dekomposisi SIR 0