Kompetisi Adsorpsi Logam Berat Kadmium (Cd2+) dan Tembaga (Cu2+) dalam Larutan Biner Menggunakan Adsorben Batang Jagung (Zea mays)

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG
Penggunaan logam berat oleh manusia dapat menimbulkan pencemaran
lingkungan. Pencemaran ini dapat terjadi jika manusia atau industri yang
menggunakan logam tersebut tidak memperhatikan dampak lingkungan, terutama
saat membuang limbahnya [1]. Limbah yang paling banyak mengandung logam
berat pada umumnya berasal dari limbah industri. Industri – industri seperti
pertambangan, pelapisan, pewarnaan, pengolahan logam elektrokimia, dan
penyimpanan baterai, merupakan industri - industri yang secara umum
menghasilkan limbah logam berat dari aktivitasnya [2]. Meskipun dalam
konsentrasi rendah, kehadiran logam berat dalam limbah industri telah
menimbulkan banyak masalah lingkungan yang serius karena bersifat toksik dan
non-biodegradable. Penyebab utama logam berat berbahaya bagi lingkungan

adalah karena sifatnya yang tidak dapat didegradasi (non-biodegradable) oleh
organisme hidup yang ada di lingkungan. Akibatnya, logam-logam tersebut
terakumulasi di lingkungan terutama membentuk senyawa kompleks dengan
bahan organik dan anorganik dalam ekosistem perairan [3].
Menyadari dampak logam berat terhadap lingkungan dan makhluk hidup,

termasuk manusia begitu besar, maka tidak heran studi terhadap logam berat telah
dikembangkan oleh berbagai peneliti, untuk mengurangi dampak negatifnya
terhadap kehidupan. Ada beberapa metode untuk menghilangkan ion logam berat
yang dapat digunakan seperti adsorpsi, elektroflotasi, ekstraksi pelarut dan
pertukaran ion. Di antara metode ini, adsorpsi dan pertukaran ion adalah metode
yang paling efisien untuk menghilangkan logam berat [4,5].
Survei literatur mengungkapkan bahwa beberapa jenis bahan alam telah
digunakan sebagai bahan adsorpsi dalam beberapa tahun terakhir yang memiliki
banyak aplikasi industri dan lingkungan [6]. Sejumlah teknik yang tersedia untuk
memurnikan air menggunakan bahan alam telah menarik perhatian karena
efektivitas dan sifat ramah lingkungan. Limbah pertaniaan berpotensi untuk
memproduksi bio adsorben, yang dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas

Universitas Sumatera Utara

air limbah [7]. Dapat dilihat dalam Tabel 1.1 beberapa hasil penelitian terbaru
yang memanfaatkan batang jagung sebagai bioadsorben yang berpotensi
menyerap ion logam dalam limbah air.
Tabel 1.1 Data Beberapa Hasil Penelitian Terbaru yang Memanfaatkan
Batang Jagung sebagai Biosorban Dalam Menyerap Ion Logam

Nama
Peneliti
(Tahun)
Wen Song,
dkk.
(2015)

S. Vafakhah,
dkk.
(2014)

Suhong
Chen, dkk.
(2011)

Liuchun
Zheng
(2010)

Penelitian

Hasil Penelitian

High-capacity
adsorption of
dissolved hexavalent
chromium using
amine functionalized
magnetic corn stalk
composites
Removal of copper
ions from
electroplating effluent
solutions with native
corn cob and corn
stalk and chemically
modified corn stalk

- Kapasitas Adsorpsi Cr4+
231,1 mg/g pada suhu

45oC
- Kesetimbangan isotermal
sesuai dengan model
Langmuir

- Waktu optimum 20 menit
pertama
- pH optimum 4,5
- adsorben diaktifkan
dengan senyawa asam
- kapasitas adsorpsi
sebesar 0,325 mmol/g
setelah dimodifikasi
Removal of Cr(VI)
- batang jagung modifikasi
from aqueous solution
mampu menyerap ion
using modified corn
logam Cr dari larutan
stalks:Characteristic,e - mengikuti persamaan

quilibrium, kinetic and
isothermal Langmuir
thermodynamic study
- adsorben yang
dimodifikasi lebih baik
dari yang biasa
- pH optimum 4
- waktu kestimbangan 15
menit
- kapasitas adsorpsi
sebesar 200,00 mg/g
pada 303 K
Removal of
- modifikasi batang jagung
cadmium(II) from
dengan AN
aqueous solution by
menggunakan
corn stalk graft
kopolimerisasi cangkok

copolymers
berhasil menghasilkan
AGCS

Sumber
Jurnal

Bioresourse
Technology
(ELSEVIER)

Journal of
Environment
al Chemical
Engineering
(ELSEVIER)

Chemical
Engineering
Journal

(ELSEVIER)

Bioresource
Technology
(ELSEVIER)

Universitas Sumatera Utara

Tabel 1.1 Data Beberapa Hasil Penelitian Terbaru yang Memanfaatkan
Batang Jagung sebagai Biosorban Dalam Menyerap Ion Logam
(Lanjutan)
Nama
Peneliti
(Tahun)

Liuchun
Zheng
(2010)

Penelitian

Hasil Penelitian

Equilibrium and
kinetic studies of
adsorption of Cd(II)
from aqueous solution
using modified corn
stalk

- kapasitas adsorpsi
batang jagung mentah
meningkat dari 3,39 ke
12.73mg/g setelah
modifikasi
- Kesetimbangan
isotermal sesuai dengan
model Langmuir

Sumber

Jurnal

Journal of
Hazardous
Materials
(ELSEVIER)

1.2 RUMUSAN MASALAH
Adapan permasalahan yang akan diteliti yaitu bagaimana pengaruh waktu, pH
larutan dan perbandingan konsentrasi (Cd2+/Cu2+) terhadap kapasitas dan
kompetisi adsorpsi Cd2+ dan Cu2+ dengan menggunakan batang jagung sebagai
bio-adsorben.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan penelitian ini dilakukan adalah :
1.

Menentukan pengaruh waktu terhadap kapasitas adsorpsi dalam larutan biner.

2.

Menentukan pengaruh perubahan pH dan perbandingan konsentrasi logam
Cd2+/Cu2+ dalam larutan biner terhadap kapasitas adsorpsi.

3.

Menganalisis besaran kompetisi adsorpsi yang terjadi.

4.

Menentukan pemodelan kinetika adsorpsi dan kinetika difusi.

1.4 MANFAAT PENELITIAN
Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah :
1.

Mengurangi dampak pencemaran logam berat pada badan air.

2.

Mendapat informasi tentang kemampuan adsorpsi yang dimiliki batang

jagung tehadap logam berat.

3.

Menambah nilai ekonomis batang jagung.

Universitas Sumatera Utara

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Industri, Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Variabel – variabel dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1.

Variabel Tetap
 Volume larutan

 Massa bio-adsorben
 Ukuran partikel

 Kecepatan pengaduk
 Suhu
2.

: 100 mL
:1g
: 70 mesh
: 50 rpm
: 25oC

Variabel Bebas
 Waktu pengambilan sampel
 pH

 Perbandingan konsentrasi (ppm)

: kelipatan 20 menit (120 menit)
: 3; 4,5; 6; 7,5; 9
: (20:40); (30:30); (40:20)

Bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah batang jagung
sebagai adsorben, kadmium asetat (Cd(CH3COO)2.2H2O) sebagai sumber
kadmium (Cd2+), tembaga (II) sulfat (CuSO4) sebagai sumber tembaga (Cu2+),
asam klorida (HCl) dan natrium hidroksida (NaOH) sebagai pengatur pH, air (H2O)

sebagai pelarut. Sedangkan alat analisis utama yang digunakan dalam

penelitian ini adalah Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). Hasil analisis yang
akan diperoleh akan menggambarkan pengaruh kapasitas adsorpsi terhadap
waktu, pH dan konsentrasi; menentukan pemodelan kinetik dan difusi; dan
menentukan prefential adsorption, yaitu nilai yang menunjukkan besaran
kompetisi adsorpsi.

Universitas Sumatera Utara