Pemanfaatan Karbon Aktif dari Biji Alpukat (Persea americana Mill.) sebagai Adsorben Logam Besi dan Tembaga dalam Limbah Cair Sawit
PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI
BIJI ALPUKAT (Persea americana Mill.) SEBAGAI
ADSORBEN LOGAM BESI DAN TEMBAGA
DALAM LIMBAH CAIR SAWIT
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi
Universitas Sumatera Utara
OLEH:
NANDA MAULIDAYANTI
NIM 111501081
PROGRAM STUDI SARJANA FARMASI
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI
BIJI ALPUKAT (Persea americana Mill.) SEBAGAI
ADSORBEN LOGAM BESI DAN TEMBAGA
DALAM LIMBAH CAIR SAWIT
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi
Universitas Sumatera Utara
OLEH:
NANDA MAULIDAYANTI
NIM 111501081
PROGRAM STUDI SARJANA FARMASI
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN SKRIPSI
PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI
BIJI ALPUKAT (Persea americana Mill.) SEBAGAI
ADSORBEN LOGAM BESI DAN TEMBAGA
DALAM LIMBAH CAIR SAWIT
OLEH:
NANDA MAULIDAYANTI
NIM 111501081
Dipertahankan di Hadapan Panitia Penguji Skripsi
Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
Pada Tanggal : 29 Mei 2015
Disetujui Oleh:
Pembimbing I,
Panitia Penguji,
Sri Yuliasmi, S. Farm, M. Si., Apt.
NIP 198207032008122002
Drs. Fathur Rahman Harun, M. Si., Apt.
NIP 195201041980031002
Pembimbing II,
Sri Yuliasmi, S. Farm, M. Si., Apt.
NIP 198207032008122002
Prof. Dr. Muchlisyam, M. Si., Apt.
NIP 195006221980021001
Drs. Nahitma Ginting, M. Si., Apt
NIP 195406281983031002
Dra. Masria Lasma Tambunan, M.Si., Apt.
NIP 195005081977022001
Medan,
Juni 2015
Disahkan oleh
Wakil Dekan I,
Prof. Dr. Julia Reveny, M. Si., Apt.
NIP 195807101986012001
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat serta
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan
skripsi yang berjudul “Pemanfaatan Karbon Aktif dari Biji Alpukat (Persea
americana Mill.) sebagai Adsorben Logam Besi dan Tembaga dalam Limbah
Cair Sawit”. Skripsi ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Farmasi di Fakultas Farmasi Universitas Sumatera
Utara.
Pada kesempatan ini dengan kerendahan hati penulis mengucapkan terima
kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Dekan Prof. Dr. Sumadio
Hadisahputra, Apt. Selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
dan Ibu Prof. Dr. Julia Reveny, M. Si., Apt., selaku Wakil Dekan I Fakultas
Farmasi Universitas Sumatera Utara yang telah menyediakan fasilitas kepada
penulis selama masa perkuliahan di Fakultas Farmasi. Penulis
juga
mengucapkan terima kasih kepada Ibu Sri Yuliasmi, S. Farm., M. Si., Apt.
dan Bapak Prof. Dr. Muchlisyam, M. Si., Apt., selaku dosen pembimbing yang
telah mengarahkan penulis dengan penuh kesabaran, memberikan petunjuk dan
saran-saran selama penelitian hingga selesainya skripsi ini. Bapak Drs. Fathur
Rahman Harun, M. Si., Apt., Bapak Drs. Nahitma Ginting, M. Si., Apt., dan Ibu
Dra. Masria Lasma Tambunan, M. Si., Apt., selaku dosen penguji yang telah
memberikan kritik, saran, dan arahan untuk menyempurnakan skripsi ini. Bapak
dan Ibu staf pengajar Fakultas Farmasi yang telah mendidik selama perkuliahan,
Universitas Sumatera Utara
v
serta Bapak Drs. Ismail, M. Si., Apt. selaku penasehat akademik yang
membimbing penulis selama masa perkuliahan hingga selesai.
Penulis juga mengucapakan terima kasih dan penghargaan yang tiada
terhingga kepada Ayahanda Zainuddin dan Ibunda Malawati, yang telah
memberikan cinta dan kasih sayang yang tak ternilai dengan apapun, pengorbaan
baik materi maupun motivasi beserta doa yang tulus yang tidak pernah berhenti.
Adikku tercinta Erika Melinda Putri, Rizki Arifani, dan Nadia Maghdalena serta
seluruh keluarga yang selalu mendoakan dan memberikan semangat. Sahabatsahabat terbaikku Husna, Fhatma, Tari, Tiwi, Arie, Silvia, Eka, Nisa, serta
teman-teman Farmasi 2011 serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu
persatu yang telah banyak membantu hingga selesainya penulisan skripsi ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih
jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu dengan segala kerendahan hati, penulis
menerima kritik dan saran demi kesempurnaan skripsi ini. Akhirnya, penulis
berharap semoga skripsi ini dapat memberi manfaat bagi kita semua.
Medan, Mei 2015
Penulis,
Nanda Maulidayanti
NIM 111501081
Universitas Sumatera Utara
vi
PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI
BIJI ALPUKAT (Persea americana Mill.) SEBAGAI
ADSORBEN LOGAM BESI DAN TEMBAGA
DALAM LIMBAH CAIR SAWIT
ABSTRAK
Karbon aktif merupakan karbon amorf yang dihasilkan dari bahan
berkarbon tinggi. Salah satu bahan yang digunakan untuk membuat karbon aktif
adalah biji alpukat (Persea americana Mill.) yang masih kurang
pemanfaatannya. Karbon aktif dapat dimanfaatkan sebagai adsorben terhadap
logam berat dalam limbah cair sawit. Tujuan penelitian ini adalah memanfaatkan
karbon aktif dari biji alpukat sebagai adsorben logam berat dan mengetahui
pengaruh konsentrasi karbon aktif terhadap adsorpsi logam besi (Fe) dan
tembaga (Cu) dari limbah cair sawit.
Pada penelitian ini, dilakukan pembuatan karbon aktif dari biji alpukat
(Persea americana Mill.) dengan menggunakan aktivator asam fosfat dan
karbonisasi pada suhu 500˚C selama 4 jam. Karbon aktif yang terbentuk
kemudian di uji daya adsorpsi terhadap logam besi (Fe) dan tembaga (Cu) dari
limbah cair sawit. Dalam penetapan daya adsorpsi terhadap logam besi (Fe) dan
tembaga (Cu) digunakan karbon aktif dengan jumlah yang bervariasi yaitu:
100 mg, 200 mg, 300 mg, dan 400 mg dan kadar logam di ukur menggunakan
Spektrofotometer Serapan Atom.
Hasil penelitian menunjukkan penambahan karbon aktif sebanyak 100
mg, 200 mg, 300 mg, dan 400 mg secara berturut-turut memberikan adsorpsi
sebanyak 47,11 %, 48,08 %, 54,48 % dan 61,24 % terhadap logam besi (Fe) dan
32,22 %, 58,99 %, 76,67 %, dan 100 % terhadap logam tembaga (Cu).
Kata kunci : Karbon aktif, biji alpukat, adsorben alami, logam, limbah cair
sawit
Universitas Sumatera Utara
vii
UTILIZATION OF ACTIVATED CARBON FROM
AVOCADO (Persea americana Mill.) SEED AS
IRON AND COPPER METALS ADSORBENT
IN PALM LIQUID WASTE
ABSTRACT
Activated carbon is an amorphous carbon produced from high-carbon
material. One of them is avocado (Persea americana Mill.) seed which still less
utilization. Activated carbon can be utilized as an adsorbent to heavy metals in
the palm liquid waste. The purpose of this research is to utilizing activated
carbon from avocado seed as an adsorbent to heavy metals and to know the
influence of the concentration of activated carbon to sorption of iron (Fe) and
copper (Cu) metals from palm liquid waste.
In this research, activated carbon were prepared from avocado (Persea
americana Mill.) seed using phosphoric acid as activator and carbonization at
500˚C for 4 hours. The later formed activated carbon is examined the adsorption
to iron (Fe) and copper (Cu) metal from palm liquid waste. In the determination
of adsorption to iron (Fe) and copper (Cu) metal is used activated carbon with
varying amounts as follows: 100 mg, 200 mg, 300 mg, and 400 mg and metal
content measured using Atomic Absorption Spectrofotometer.
The result showed the addition of 100 mg, 200 mg, 300 mg, and 400 mg
of activated carbon in a row gives sorption as much as sebanyak 47.11 %, 48.08
%, 54.48 % and 61.24 % to iron (Fe) metal and 32.22 %, 58.99 %, 76.67 %,
and 100 % to copper (Cu) metal.
Keyword: activated carbon, avocado seed, natural adsorbent, metal, industrial
liquid waste
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL ................................................................................................... …..
i
HALAMAN JUDUL ....................................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN .........................................................................
iii
KATA PENGANTAR .................................................................................
iv
ABSTRAK ....................................................................................................
vi
ABSTRACT .................................................................................................
vii
DAFTAR ISI ................................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ........................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
xiii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................
1
1.1 Latar Belakang .........................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah ................................................................
4
1.3 Hipotesis ..................................................................................
4
1.4 Tujuan Penelitian .....................................................................
4
1.5 Manfaat Penelitian ...................................................................
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................
6
2.1 Alpukat .....................................................................................
6
2.1.1 Sistematika Alpukat ......................................................
6
2.1.2 Nama Lain .....................................................................
6
2.1.3 Daerah Asal dan Penyebaran Alpukat .........................
7
2.1.4 Biji Alpukat ...................................................................
7
Universitas Sumatera Utara
ix
2.2 Karbon Aktif ............................................................................
8
2.3 Limbah .....................................................................................
14
2.4 Logam Berat ............................................................................
16
2.4.1 Besi (Fe) ........................................................................
18
2.4.2 Tembaga (Cu) ...............................................................
19
2.5 Spektrofotometer Serapan Atom ............................................
20
2.6 Validasi Metode Analisis ........................................................
23
BAB III METODE PENELITIAN ..............................................................
26
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ..................................................
26
3.2 Alat ...........................................................................................
26
3.3 Bahan ........................................................................................
26
3.4 Prosedur Penelitian ..................................................................
26
3.4.1 Sampel ...........................................................................
26
3.4.1.1 Metode Pengambilan Sampel .........................
27
3.4.1.2 Identifikasi Sampel .........................................
27
3.4.1.3 Penyiapan Sampel ...........................................
27
3.4.2 Pembuatan Karbon Aktif ..............................................
27
3.4.3 Uji Penyerapan Logam pada Limbah Cair Sawit .......
28
3.4.3.1 Penentuan Kurva Kalibrasi Larutan Baku
Logam Besi ....................................................
28
3.4.3.2 Penentuan Kurva Kalibrasi Larutan Baku
Logam Tembaga ............................................
28
3.4.3.3 Proses Destruksi Basah .................................
29
3.4.3.4 Pengukuran Kadar Logam ............................
29
3.4.3.5 Perhitungan Kadar Logam ............................
30
3.4.4 Uji Statistik ....................................................................
30
Universitas Sumatera Utara
x
3.4.5 Penentuan Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi ...........
31
3.4.6 Uji Akurasi dengan Persen Perolehan Kembali (%
Recovery) ......................................................................
32
3.4.7 Uji Presisi ......................................................................
33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................
34
3.1 Hasil Identifikasi Sampel .......................................................
34
3.2 Penentuan Linearitas Kurva Kalibrasi Besi (Fe) dan
Tembaga (Cu) .........................................................................
34
3.3 Adsorpsi Besi (Fe) dan Tembaga (Cu) pada Limbah Cair
Sawit ........................................................................................
35
3.4 Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi........................................
39
3.5 Uji Akurasi dengan Persen Perolehan Kembali (%
Recovery) ................................................................................
40
3.6 Uji Presisi .................................................................................
41
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................
42
4.1 Kesimpulan ..............................................................................
42
4.2 Saran .........................................................................................
42
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................
43
LAMPIRAN .................................................................................................
46
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komposisi biji alpukat ..............................................................
8
Tabel 2.2 Kandungan mineral limbah cair sawit .....................................
15
Tabel 4.1 Kadar rata-rata dan persen adsorpsi besi (Fe) dan tembaga
(Cu) dalam limbah cair sawit yang di analisis ........................
36
Tabel 4.2 Hasil uji Anava besi (Fe) dan tembaga (Cu) ...........................
38
Tabel 4.3 Batas deteksi dan batas kuantitasi besi (Fe) dan tembaga
(Cu) ............................................................................................
39
Tabel 4.4 Uji persen perolehan kembali (recovery) kadar besi (Fe)
dan tembaga (Cu) ......................................................................
40
Tabel 4.5 Nilai simpangan baku dan simpangan baku relatif besi
(Fe) dan tembaga (Cu) dalam sampel ......................................
41
Universitas Sumatera Utara
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Buah Alpukat ...........................................................................
6
Gambar 2.2 Komponen Spektrofotometer Serapan Atom .........................
22
Gambar 4.1 Kurva Kalibrasi Fe ...................................................................
34
Gambar 4.2 Kurva Kalibrasi Cu ..................................................................
35
Gambar 4.3 Diagram Batang Kadar Logam dalam Limbah Sawit ...........
37
Universitas Sumatera Utara
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Bagan Alir Pembuatan Karbon Aktif ...............................
46
Lampiran 2.
Bagan Alir Proses Destruksi Basah .................................
47
Lampiran 3.
Bagan Alir Pembuatan Larutan Sampel Besi (Fe) ..........
48
Lampiran 4.
Bagan Alir Pembuatan Larutan Sampel Tembaga
(Cu) ....................................................................................
49
Data Kalibrasi Besi (Fe) dengan Spektrofotometer
Serapan Atom, Perhitungan Regresi dan Koefisien
Korelasi (r) .........................................................................
49
Data
Kalibrasi
Tembaga
(Cu)
dengan
Spektrofotometer Serapan Atom, Perhitungan Regresi
dan Koefisien Korelasi (r) ................................................
50
Lampiran 7.
Hasil Analisis Kadar Besi (Fe) dalam Limbah Sawit .....
52
Lampiran 8.
Hasil Analisis Kadar Tembaga (Cu) dalam Limbah
Sawit ...................................................................................
54
Contoh Perhitungan Kadar Besi (Fe) dalam Limbah
Sawit Sebelum Penambahan Karbon Aktif .....................
56
Contoh Perhitungan Kadar Tembaga (Cu) dalam
Limbah Sawit Sebelum Penambahan Karbon Aktif .......
57
Perhitungan Statistika Kadar Besi (Fe) dalam Limbah
Sawit Sebelum Penambahan Karbon Aktif .....................
58
Perhitungan Statistika Kadar Tembaga (Cu) dalam
Limbah Sawit Sebelum Penambahan Karbon Aktif ........
60
Data Kadar Rata-rata dan Persen Adsorpsi Besi (Fe)
dan Tembaga (Cu) dalam Limbah Sawit .........................
62
Contoh Perhitungan Persen Penyerapan Logam Besi
(Fe) dan Tembaga (Cu) .....................................................
63
Hasil Uji Beda Kadar Logam Besi (Fe) Berdasarkan
Analisis Variansi (Anava) .................................................
64
Hasil Uji Beda Kadar Logam Tembaga (Cu)
Berdasarkan Analisis Variansi (Anava) ...........................
66
Lampiran 5.
Lampiran 6.
Lampiran 9.
Lampiran 10.
Lampiran 11.
Lampiran 12.
Lampiran 13.
Lampiran 14.
Lampiran 15.
Lampiran 16.
Universitas Sumatera Utara
xiv
Lampiran 17.
Perhitungan Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi Besi
(Fe) Persamaan Garis Regresi Y = 0,01758x – 0,0013 ..
68
Perhitungan Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi
Tembaga (Cu) Persamaan Garis Regresi: Y =
0,00001022857x + 0,00000761908 .................................
59
Lampiran 19. Hasil Analisis Kadar Besi (Fe) Setelah Penambahan
Larutan Baku pada Limbah Sawit ....................................
70
Lampiran 18.
Lampiran 20.
Hasil Analisis Kadar Tembaga (Cu) Setelah
Penambahan Larutan Baku pada Limbah Sawit .............
71
Contoh Perhitungan Uji Perolehan Kembali Kadar
Besi (Fe) dalam Limbah Sawit .........................................
72
Contoh Perhitungan Uji Perolehan Kembali Kadar
Tembaga (Cu) dalam Limbah Sawit ................................
73
Perhitungan Simpangan Baku Relatif (RSD) Kadar
Besi (Fe) dalam Limbah Sawit .........................................
74
Perhitungan Simpangan Baku Relatif (RSD) Kadar
Tembaga (Cu) dalam Limbah Sawit ................................
75
Lampiran 25.
Tabel Distribusi t ...............................................................
76
Lampiran 26.
Hasil Identifikasi Biji Alpukat .........................................
77
Lampiran 27.
Biji Alpukat .......................................................................
78
Lampiran 28.
Karbon Aktif .....................................................................
78
Lampiran 29.
Neraca analitik BOECO ....................................................
79
Lampiran 30.
Elga Purelab UHQ .............................................................
79
Lampiran 31.
Tanur Bibby Stuart ............................................................
80
Lampiran 32.
Alat Spektrofotometer Serapan Atom Hitachi Z-2000 ...
80
Lampiran 21.
Lampiran 22.
Lampiran 23.
Lampiran 24.
Universitas Sumatera Utara
xv
BIJI ALPUKAT (Persea americana Mill.) SEBAGAI
ADSORBEN LOGAM BESI DAN TEMBAGA
DALAM LIMBAH CAIR SAWIT
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi
Universitas Sumatera Utara
OLEH:
NANDA MAULIDAYANTI
NIM 111501081
PROGRAM STUDI SARJANA FARMASI
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI
BIJI ALPUKAT (Persea americana Mill.) SEBAGAI
ADSORBEN LOGAM BESI DAN TEMBAGA
DALAM LIMBAH CAIR SAWIT
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi
Universitas Sumatera Utara
OLEH:
NANDA MAULIDAYANTI
NIM 111501081
PROGRAM STUDI SARJANA FARMASI
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN SKRIPSI
PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI
BIJI ALPUKAT (Persea americana Mill.) SEBAGAI
ADSORBEN LOGAM BESI DAN TEMBAGA
DALAM LIMBAH CAIR SAWIT
OLEH:
NANDA MAULIDAYANTI
NIM 111501081
Dipertahankan di Hadapan Panitia Penguji Skripsi
Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
Pada Tanggal : 29 Mei 2015
Disetujui Oleh:
Pembimbing I,
Panitia Penguji,
Sri Yuliasmi, S. Farm, M. Si., Apt.
NIP 198207032008122002
Drs. Fathur Rahman Harun, M. Si., Apt.
NIP 195201041980031002
Pembimbing II,
Sri Yuliasmi, S. Farm, M. Si., Apt.
NIP 198207032008122002
Prof. Dr. Muchlisyam, M. Si., Apt.
NIP 195006221980021001
Drs. Nahitma Ginting, M. Si., Apt
NIP 195406281983031002
Dra. Masria Lasma Tambunan, M.Si., Apt.
NIP 195005081977022001
Medan,
Juni 2015
Disahkan oleh
Wakil Dekan I,
Prof. Dr. Julia Reveny, M. Si., Apt.
NIP 195807101986012001
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat serta
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan
skripsi yang berjudul “Pemanfaatan Karbon Aktif dari Biji Alpukat (Persea
americana Mill.) sebagai Adsorben Logam Besi dan Tembaga dalam Limbah
Cair Sawit”. Skripsi ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Farmasi di Fakultas Farmasi Universitas Sumatera
Utara.
Pada kesempatan ini dengan kerendahan hati penulis mengucapkan terima
kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Dekan Prof. Dr. Sumadio
Hadisahputra, Apt. Selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
dan Ibu Prof. Dr. Julia Reveny, M. Si., Apt., selaku Wakil Dekan I Fakultas
Farmasi Universitas Sumatera Utara yang telah menyediakan fasilitas kepada
penulis selama masa perkuliahan di Fakultas Farmasi. Penulis
juga
mengucapkan terima kasih kepada Ibu Sri Yuliasmi, S. Farm., M. Si., Apt.
dan Bapak Prof. Dr. Muchlisyam, M. Si., Apt., selaku dosen pembimbing yang
telah mengarahkan penulis dengan penuh kesabaran, memberikan petunjuk dan
saran-saran selama penelitian hingga selesainya skripsi ini. Bapak Drs. Fathur
Rahman Harun, M. Si., Apt., Bapak Drs. Nahitma Ginting, M. Si., Apt., dan Ibu
Dra. Masria Lasma Tambunan, M. Si., Apt., selaku dosen penguji yang telah
memberikan kritik, saran, dan arahan untuk menyempurnakan skripsi ini. Bapak
dan Ibu staf pengajar Fakultas Farmasi yang telah mendidik selama perkuliahan,
Universitas Sumatera Utara
v
serta Bapak Drs. Ismail, M. Si., Apt. selaku penasehat akademik yang
membimbing penulis selama masa perkuliahan hingga selesai.
Penulis juga mengucapakan terima kasih dan penghargaan yang tiada
terhingga kepada Ayahanda Zainuddin dan Ibunda Malawati, yang telah
memberikan cinta dan kasih sayang yang tak ternilai dengan apapun, pengorbaan
baik materi maupun motivasi beserta doa yang tulus yang tidak pernah berhenti.
Adikku tercinta Erika Melinda Putri, Rizki Arifani, dan Nadia Maghdalena serta
seluruh keluarga yang selalu mendoakan dan memberikan semangat. Sahabatsahabat terbaikku Husna, Fhatma, Tari, Tiwi, Arie, Silvia, Eka, Nisa, serta
teman-teman Farmasi 2011 serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu
persatu yang telah banyak membantu hingga selesainya penulisan skripsi ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih
jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu dengan segala kerendahan hati, penulis
menerima kritik dan saran demi kesempurnaan skripsi ini. Akhirnya, penulis
berharap semoga skripsi ini dapat memberi manfaat bagi kita semua.
Medan, Mei 2015
Penulis,
Nanda Maulidayanti
NIM 111501081
Universitas Sumatera Utara
vi
PEMANFAATAN KARBON AKTIF DARI
BIJI ALPUKAT (Persea americana Mill.) SEBAGAI
ADSORBEN LOGAM BESI DAN TEMBAGA
DALAM LIMBAH CAIR SAWIT
ABSTRAK
Karbon aktif merupakan karbon amorf yang dihasilkan dari bahan
berkarbon tinggi. Salah satu bahan yang digunakan untuk membuat karbon aktif
adalah biji alpukat (Persea americana Mill.) yang masih kurang
pemanfaatannya. Karbon aktif dapat dimanfaatkan sebagai adsorben terhadap
logam berat dalam limbah cair sawit. Tujuan penelitian ini adalah memanfaatkan
karbon aktif dari biji alpukat sebagai adsorben logam berat dan mengetahui
pengaruh konsentrasi karbon aktif terhadap adsorpsi logam besi (Fe) dan
tembaga (Cu) dari limbah cair sawit.
Pada penelitian ini, dilakukan pembuatan karbon aktif dari biji alpukat
(Persea americana Mill.) dengan menggunakan aktivator asam fosfat dan
karbonisasi pada suhu 500˚C selama 4 jam. Karbon aktif yang terbentuk
kemudian di uji daya adsorpsi terhadap logam besi (Fe) dan tembaga (Cu) dari
limbah cair sawit. Dalam penetapan daya adsorpsi terhadap logam besi (Fe) dan
tembaga (Cu) digunakan karbon aktif dengan jumlah yang bervariasi yaitu:
100 mg, 200 mg, 300 mg, dan 400 mg dan kadar logam di ukur menggunakan
Spektrofotometer Serapan Atom.
Hasil penelitian menunjukkan penambahan karbon aktif sebanyak 100
mg, 200 mg, 300 mg, dan 400 mg secara berturut-turut memberikan adsorpsi
sebanyak 47,11 %, 48,08 %, 54,48 % dan 61,24 % terhadap logam besi (Fe) dan
32,22 %, 58,99 %, 76,67 %, dan 100 % terhadap logam tembaga (Cu).
Kata kunci : Karbon aktif, biji alpukat, adsorben alami, logam, limbah cair
sawit
Universitas Sumatera Utara
vii
UTILIZATION OF ACTIVATED CARBON FROM
AVOCADO (Persea americana Mill.) SEED AS
IRON AND COPPER METALS ADSORBENT
IN PALM LIQUID WASTE
ABSTRACT
Activated carbon is an amorphous carbon produced from high-carbon
material. One of them is avocado (Persea americana Mill.) seed which still less
utilization. Activated carbon can be utilized as an adsorbent to heavy metals in
the palm liquid waste. The purpose of this research is to utilizing activated
carbon from avocado seed as an adsorbent to heavy metals and to know the
influence of the concentration of activated carbon to sorption of iron (Fe) and
copper (Cu) metals from palm liquid waste.
In this research, activated carbon were prepared from avocado (Persea
americana Mill.) seed using phosphoric acid as activator and carbonization at
500˚C for 4 hours. The later formed activated carbon is examined the adsorption
to iron (Fe) and copper (Cu) metal from palm liquid waste. In the determination
of adsorption to iron (Fe) and copper (Cu) metal is used activated carbon with
varying amounts as follows: 100 mg, 200 mg, 300 mg, and 400 mg and metal
content measured using Atomic Absorption Spectrofotometer.
The result showed the addition of 100 mg, 200 mg, 300 mg, and 400 mg
of activated carbon in a row gives sorption as much as sebanyak 47.11 %, 48.08
%, 54.48 % and 61.24 % to iron (Fe) metal and 32.22 %, 58.99 %, 76.67 %,
and 100 % to copper (Cu) metal.
Keyword: activated carbon, avocado seed, natural adsorbent, metal, industrial
liquid waste
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL ................................................................................................... …..
i
HALAMAN JUDUL ....................................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN .........................................................................
iii
KATA PENGANTAR .................................................................................
iv
ABSTRAK ....................................................................................................
vi
ABSTRACT .................................................................................................
vii
DAFTAR ISI ................................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ........................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
xiii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................
1
1.1 Latar Belakang .........................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah ................................................................
4
1.3 Hipotesis ..................................................................................
4
1.4 Tujuan Penelitian .....................................................................
4
1.5 Manfaat Penelitian ...................................................................
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................
6
2.1 Alpukat .....................................................................................
6
2.1.1 Sistematika Alpukat ......................................................
6
2.1.2 Nama Lain .....................................................................
6
2.1.3 Daerah Asal dan Penyebaran Alpukat .........................
7
2.1.4 Biji Alpukat ...................................................................
7
Universitas Sumatera Utara
ix
2.2 Karbon Aktif ............................................................................
8
2.3 Limbah .....................................................................................
14
2.4 Logam Berat ............................................................................
16
2.4.1 Besi (Fe) ........................................................................
18
2.4.2 Tembaga (Cu) ...............................................................
19
2.5 Spektrofotometer Serapan Atom ............................................
20
2.6 Validasi Metode Analisis ........................................................
23
BAB III METODE PENELITIAN ..............................................................
26
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ..................................................
26
3.2 Alat ...........................................................................................
26
3.3 Bahan ........................................................................................
26
3.4 Prosedur Penelitian ..................................................................
26
3.4.1 Sampel ...........................................................................
26
3.4.1.1 Metode Pengambilan Sampel .........................
27
3.4.1.2 Identifikasi Sampel .........................................
27
3.4.1.3 Penyiapan Sampel ...........................................
27
3.4.2 Pembuatan Karbon Aktif ..............................................
27
3.4.3 Uji Penyerapan Logam pada Limbah Cair Sawit .......
28
3.4.3.1 Penentuan Kurva Kalibrasi Larutan Baku
Logam Besi ....................................................
28
3.4.3.2 Penentuan Kurva Kalibrasi Larutan Baku
Logam Tembaga ............................................
28
3.4.3.3 Proses Destruksi Basah .................................
29
3.4.3.4 Pengukuran Kadar Logam ............................
29
3.4.3.5 Perhitungan Kadar Logam ............................
30
3.4.4 Uji Statistik ....................................................................
30
Universitas Sumatera Utara
x
3.4.5 Penentuan Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi ...........
31
3.4.6 Uji Akurasi dengan Persen Perolehan Kembali (%
Recovery) ......................................................................
32
3.4.7 Uji Presisi ......................................................................
33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................
34
3.1 Hasil Identifikasi Sampel .......................................................
34
3.2 Penentuan Linearitas Kurva Kalibrasi Besi (Fe) dan
Tembaga (Cu) .........................................................................
34
3.3 Adsorpsi Besi (Fe) dan Tembaga (Cu) pada Limbah Cair
Sawit ........................................................................................
35
3.4 Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi........................................
39
3.5 Uji Akurasi dengan Persen Perolehan Kembali (%
Recovery) ................................................................................
40
3.6 Uji Presisi .................................................................................
41
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................
42
4.1 Kesimpulan ..............................................................................
42
4.2 Saran .........................................................................................
42
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................
43
LAMPIRAN .................................................................................................
46
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komposisi biji alpukat ..............................................................
8
Tabel 2.2 Kandungan mineral limbah cair sawit .....................................
15
Tabel 4.1 Kadar rata-rata dan persen adsorpsi besi (Fe) dan tembaga
(Cu) dalam limbah cair sawit yang di analisis ........................
36
Tabel 4.2 Hasil uji Anava besi (Fe) dan tembaga (Cu) ...........................
38
Tabel 4.3 Batas deteksi dan batas kuantitasi besi (Fe) dan tembaga
(Cu) ............................................................................................
39
Tabel 4.4 Uji persen perolehan kembali (recovery) kadar besi (Fe)
dan tembaga (Cu) ......................................................................
40
Tabel 4.5 Nilai simpangan baku dan simpangan baku relatif besi
(Fe) dan tembaga (Cu) dalam sampel ......................................
41
Universitas Sumatera Utara
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Buah Alpukat ...........................................................................
6
Gambar 2.2 Komponen Spektrofotometer Serapan Atom .........................
22
Gambar 4.1 Kurva Kalibrasi Fe ...................................................................
34
Gambar 4.2 Kurva Kalibrasi Cu ..................................................................
35
Gambar 4.3 Diagram Batang Kadar Logam dalam Limbah Sawit ...........
37
Universitas Sumatera Utara
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Bagan Alir Pembuatan Karbon Aktif ...............................
46
Lampiran 2.
Bagan Alir Proses Destruksi Basah .................................
47
Lampiran 3.
Bagan Alir Pembuatan Larutan Sampel Besi (Fe) ..........
48
Lampiran 4.
Bagan Alir Pembuatan Larutan Sampel Tembaga
(Cu) ....................................................................................
49
Data Kalibrasi Besi (Fe) dengan Spektrofotometer
Serapan Atom, Perhitungan Regresi dan Koefisien
Korelasi (r) .........................................................................
49
Data
Kalibrasi
Tembaga
(Cu)
dengan
Spektrofotometer Serapan Atom, Perhitungan Regresi
dan Koefisien Korelasi (r) ................................................
50
Lampiran 7.
Hasil Analisis Kadar Besi (Fe) dalam Limbah Sawit .....
52
Lampiran 8.
Hasil Analisis Kadar Tembaga (Cu) dalam Limbah
Sawit ...................................................................................
54
Contoh Perhitungan Kadar Besi (Fe) dalam Limbah
Sawit Sebelum Penambahan Karbon Aktif .....................
56
Contoh Perhitungan Kadar Tembaga (Cu) dalam
Limbah Sawit Sebelum Penambahan Karbon Aktif .......
57
Perhitungan Statistika Kadar Besi (Fe) dalam Limbah
Sawit Sebelum Penambahan Karbon Aktif .....................
58
Perhitungan Statistika Kadar Tembaga (Cu) dalam
Limbah Sawit Sebelum Penambahan Karbon Aktif ........
60
Data Kadar Rata-rata dan Persen Adsorpsi Besi (Fe)
dan Tembaga (Cu) dalam Limbah Sawit .........................
62
Contoh Perhitungan Persen Penyerapan Logam Besi
(Fe) dan Tembaga (Cu) .....................................................
63
Hasil Uji Beda Kadar Logam Besi (Fe) Berdasarkan
Analisis Variansi (Anava) .................................................
64
Hasil Uji Beda Kadar Logam Tembaga (Cu)
Berdasarkan Analisis Variansi (Anava) ...........................
66
Lampiran 5.
Lampiran 6.
Lampiran 9.
Lampiran 10.
Lampiran 11.
Lampiran 12.
Lampiran 13.
Lampiran 14.
Lampiran 15.
Lampiran 16.
Universitas Sumatera Utara
xiv
Lampiran 17.
Perhitungan Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi Besi
(Fe) Persamaan Garis Regresi Y = 0,01758x – 0,0013 ..
68
Perhitungan Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi
Tembaga (Cu) Persamaan Garis Regresi: Y =
0,00001022857x + 0,00000761908 .................................
59
Lampiran 19. Hasil Analisis Kadar Besi (Fe) Setelah Penambahan
Larutan Baku pada Limbah Sawit ....................................
70
Lampiran 18.
Lampiran 20.
Hasil Analisis Kadar Tembaga (Cu) Setelah
Penambahan Larutan Baku pada Limbah Sawit .............
71
Contoh Perhitungan Uji Perolehan Kembali Kadar
Besi (Fe) dalam Limbah Sawit .........................................
72
Contoh Perhitungan Uji Perolehan Kembali Kadar
Tembaga (Cu) dalam Limbah Sawit ................................
73
Perhitungan Simpangan Baku Relatif (RSD) Kadar
Besi (Fe) dalam Limbah Sawit .........................................
74
Perhitungan Simpangan Baku Relatif (RSD) Kadar
Tembaga (Cu) dalam Limbah Sawit ................................
75
Lampiran 25.
Tabel Distribusi t ...............................................................
76
Lampiran 26.
Hasil Identifikasi Biji Alpukat .........................................
77
Lampiran 27.
Biji Alpukat .......................................................................
78
Lampiran 28.
Karbon Aktif .....................................................................
78
Lampiran 29.
Neraca analitik BOECO ....................................................
79
Lampiran 30.
Elga Purelab UHQ .............................................................
79
Lampiran 31.
Tanur Bibby Stuart ............................................................
80
Lampiran 32.
Alat Spektrofotometer Serapan Atom Hitachi Z-2000 ...
80
Lampiran 21.
Lampiran 22.
Lampiran 23.
Lampiran 24.
Universitas Sumatera Utara
xv