Studi Pemanfaatan Kalsium Oksida (CaO) dari Serbuk Cangkang Keong Mas (Pomacea Canaliculata l.) Sebagai Adsorben Terhadap Ion Zinkum (Zn2+) dan Ion Argentum (Ag+)
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 LatarBelakang
Keong
mas
(Pomaceacanaliculata
l)merupakansalahsatukomoditassumberdayaalam
melimpahpadaperairan
air
di
Indonesia
yang
tawardansebagianbesarbelumdimanfaatkansecara
optimal.KeongmastermasukdalamgolonganMollusca, mempunyaitubuhlunak yang
dilindungiolehcangkang yang keras.Keong masberkembangbiakdengancepat,
sumbermakanannyamelimpahdanresistenterhadappenyakit (Puspitasari, 2007).
Pambudi (2011), mendapatkanbahwakomponenpenyusuncangkangkeong
mas adalah CaCO 3 denganrendemen 53,10%.
Komposisipadacangkangkeong
samadenganjenishewanmolluscalainnya.
mas
hamper
Cangkangkeongmas
hamper
seluruhnyadarikalsiumkarbonat. Kalsiumfosfat, silikat, magnesium karbonat,
besidanzat
organik
dansenyawafosfor
(P)
lainnyamembentuksisakomposisi
(Gosu,
protein
struktural,
2011).Secarakimiaabucangkangkeong
mas
terdiridarioksidalogamberupa 61,95% CaO, 10-20% SiO 2 , 3,15% Fe 2 O 3 , 0,18%
MgO, 4,81% Al 2 O 3 , 0,03% SO 3 , 0,05% K 2 O, 0,04% Na 2 O, 0,01% P 2 O 5 , 0,01%
MnO 3 dan
0,01%
TiO 2 (Etukdkk.,
2012).
Dari
kandungankimiatersebut,
makacangkangkeongmasdapatdimanfaatkansebagaiadsorbenpada proses adsorpsi.
Pemanfaatan
cangkangkeong
mas
sebagaiadsorbentelahdilakukanolehKamaludkk.,
(2011).
Penelitiantersebutmengenaipemutihanataupenghilanganwarnaminyakintisawitment
ahmenggunakancangkangkeong
mas
yang
diaktifkansebagaiadsorbenberdasarkanvariasimassacangkangkeong
masaktif,
suhudanwaktukontakpemutihan.Cangkangkeong
masaktifmemberikanpenghilanganwarnatertinggipadaminyakintisawitmentahdenga
Universitas Sumatera Utara
npenguranganwarna99,24%
padasuhu200°Cdanwaktukontak45
menit.
Olehkarenaitu, cangkangkeongmas yang diaktifkanefektifsebagaiadsorben.
Logamberat ialah unsure logam dengan berat molekul yang tinggi. Dalam
kadar rendah logam berat pada umumnya sudah beracun bagi tumbuhan dan
hewan, termasuk manusia (Notohadipawiro, T. 1993).
Logam berat jika sudah terserap ke dalam tubuh maka tidak dapat
dihancurkan tetapi akan tetap tinggal di dalamnya hinga nantinya dibuang melalui
proses ekskresi. Hal serupa juga terjadi apabila suatu lingkungan terutama perairan
telah terkontaminasi logam berat maka proses pembersihannya akan sulit sekali
dilakukan. Kontaminasi logam berat ini dapat berasal dari faktor alam seperti
kegiatan gunung berapi dan kebakaran hutan atau factor manusia seperti
pembakaran minyak bumi, pertambangan, peleburan, proses industri, kegiatan
pertanian, peternakan, dan kehutanan, serta limbah buangan termasuk sampah
rumahtangga (Putra, E. Sinlydan Putra, A. Johan 2000).
Berbagai upaya untuk mengatasi limbah logam berat telah dilakukan
dengan beberapa cara, salah satunya dengan menggunakan adsorben. Beberapa
penelitian antara lain telah dilakukanoleh Anna H. M. Simanullang (1998) dengan
memanfaatkan cangkang kemiri, yang dilakukan dengan merendamnya dalam
H 3 PO 4 85% kemudian dilakukan pemanasan pada suhu 500 oC kemudian
digunakan untuk menyerap logam krom, hasilnya menunjukkan semakin tinggi
konsentrasi awal ion logam dalam cairan maka persentase ion logam yang terserap
dalam adsorben semakin meningkat. Krisnawati dkk. (2003) menggunakan
cangkang telur bebek yang telah diaktivasi pada suhu 600oC untuk menyerap
logam ion Cd2+, dan adsorpsi paling maksimum sebesar 64,6667% pada jumlah
adsorben 1,5 gram. Hanjaya dkk. (2013) menggunakan adsorben kitin terfosforilasi
dari limbah cangkang bekicot (Achatinafulica) untuk mengadsorpsi ion Cd2+, hasil
dari penelitian ini diperoleh kondisi optimum adsorpsi ion Cd2+ oleh kitin
terfosforilasi terjadi pada pH 4 dan waktu kontak 60 menit dengan persen adsorpsi
masing-masing 92,3% dan 75,3 %.
Dari hasil penelitian terdahulu tentang penggunaan berbagai adsorben
sebagai bahan penyerap logam, maka peneliti tertarik melakukan penelitian tentang
pemanfaatan limbah cangkang keong mas (Pomacea canaliculata L.) yang telah
Universitas Sumatera Utara
dikalsinasi (CaO) sebagai adsorben, karena selama inipemanfaatan keong mas
masih sangat terbatas. Dalam hal ini peneliti melakukan penelitian tentang
penyerapan ion Ag+ dan ion Zn2+ menggunakan cangkang keong mas (Pamacea
canaliculata l.) yang telah didekomposisi selama 3 jam pada temperatur 800 oC
kemudian dihaluskan sehingga menghasilkan serbuk cangkang keong mas dengan
ukuran butir lolos ayakan 100 mesh. Penyerapan ion Cd2+ dilakukan dengan variasi
konsentrasi dan waktu kontak adsorben terhadap larutan yang mengandung logam
Ag+ dan logam Zn2+. Penentuan kadar ion Ag+ dan ion Zn2+ sebelum dan setelah
diadsorpsi dilakukan dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom
(SSA).
1.2. Permasalahan
Berapakah konsentrasi optimum dan waktu pengadukan optimum untuk
penyerapan ion Ag+dan ion Zn2+ menggunakan serbuk cangkang keong mas.
1.3. PembatasanMasalah
Dalampenelitianinimasalahdibatasipada:
-
Cangkang keong mas diperoleh dari daerah Kampung Susuk IV
-
Temperatur dekomposisi cangkang keong mas adalah 800 oC selama 3 jam
-
Aktivasi yang digunakanadalah secara kimia dengan H 3 PO 4 10% sebagai
aktivator
-
Ukuran serbuk keong mas yang digunakanadalah serbuk yang lolos
ayakan 100 mesh
1.4. TujuanPenelitian
Universitas Sumatera Utara
Tujuandaripenelitianiniadalah untuk mengetahui konsentrasi optimum dan waktu
pengadukan optimum penyerapan ion Ag+ dan Zn2+ menggunakan adsorben CaO
dari serbuk cangkang keong mas yang diaktivasisecarakimiaoleh H 3 PO 4 10%.
1.5. ManfaatPenelitian
Memberikan informasi ilmiah kepada masyarakat umum, mahasiswa, maupun
industri mengenai pemanfaatan keong mas yang dapat digunakan sebagai adsorben
alternatif serta untuk lebih memanfaatkan bahan-bahan yang selama ini dianggap
sebagai hama.
1.6. LokasiPenelitian
Penelitianinidilakukan di Laboratorium Kimia Analitik FMIPA USU Medan,
analisa kualitatif kalsium oksida menggunakanX-Ray Diffraction (XRD) di
Laboratorium Fisika Umum UNIMED dan analisa ion Ag+ dan ion Zn2+ dengan
mengguanakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) di Balai Riset Standarisasi
Nasional (BARISTAN) Medan.
1.7. MetodologiPenelitian
1. Penelitianinimerupakaneksperimenlaboratorium.
2. Sampel cangkang Keong Mas diambil secara acak dari daerah Kampung Susuk
IV.
3. Destruksi sampel cangkang Keong mas dilakukan dengan destruksi kering yang
dilarutkan dengan H 3 PO 4 10%.
4. Penentuan kadar logam Ag dan Zn dilakukan dengan metode Spektofotometer
Serapan Atom pada panjang gelombang (λ) maksimum 328,1 nm untuk Ag dan
213,9 nm untuk Zn.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 LatarBelakang
Keong
mas
(Pomaceacanaliculata
l)merupakansalahsatukomoditassumberdayaalam
melimpahpadaperairan
air
di
Indonesia
yang
tawardansebagianbesarbelumdimanfaatkansecara
optimal.KeongmastermasukdalamgolonganMollusca, mempunyaitubuhlunak yang
dilindungiolehcangkang yang keras.Keong masberkembangbiakdengancepat,
sumbermakanannyamelimpahdanresistenterhadappenyakit (Puspitasari, 2007).
Pambudi (2011), mendapatkanbahwakomponenpenyusuncangkangkeong
mas adalah CaCO 3 denganrendemen 53,10%.
Komposisipadacangkangkeong
samadenganjenishewanmolluscalainnya.
mas
hamper
Cangkangkeongmas
hamper
seluruhnyadarikalsiumkarbonat. Kalsiumfosfat, silikat, magnesium karbonat,
besidanzat
organik
dansenyawafosfor
(P)
lainnyamembentuksisakomposisi
(Gosu,
protein
struktural,
2011).Secarakimiaabucangkangkeong
mas
terdiridarioksidalogamberupa 61,95% CaO, 10-20% SiO 2 , 3,15% Fe 2 O 3 , 0,18%
MgO, 4,81% Al 2 O 3 , 0,03% SO 3 , 0,05% K 2 O, 0,04% Na 2 O, 0,01% P 2 O 5 , 0,01%
MnO 3 dan
0,01%
TiO 2 (Etukdkk.,
2012).
Dari
kandungankimiatersebut,
makacangkangkeongmasdapatdimanfaatkansebagaiadsorbenpada proses adsorpsi.
Pemanfaatan
cangkangkeong
mas
sebagaiadsorbentelahdilakukanolehKamaludkk.,
(2011).
Penelitiantersebutmengenaipemutihanataupenghilanganwarnaminyakintisawitment
ahmenggunakancangkangkeong
mas
yang
diaktifkansebagaiadsorbenberdasarkanvariasimassacangkangkeong
masaktif,
suhudanwaktukontakpemutihan.Cangkangkeong
masaktifmemberikanpenghilanganwarnatertinggipadaminyakintisawitmentahdenga
Universitas Sumatera Utara
npenguranganwarna99,24%
padasuhu200°Cdanwaktukontak45
menit.
Olehkarenaitu, cangkangkeongmas yang diaktifkanefektifsebagaiadsorben.
Logamberat ialah unsure logam dengan berat molekul yang tinggi. Dalam
kadar rendah logam berat pada umumnya sudah beracun bagi tumbuhan dan
hewan, termasuk manusia (Notohadipawiro, T. 1993).
Logam berat jika sudah terserap ke dalam tubuh maka tidak dapat
dihancurkan tetapi akan tetap tinggal di dalamnya hinga nantinya dibuang melalui
proses ekskresi. Hal serupa juga terjadi apabila suatu lingkungan terutama perairan
telah terkontaminasi logam berat maka proses pembersihannya akan sulit sekali
dilakukan. Kontaminasi logam berat ini dapat berasal dari faktor alam seperti
kegiatan gunung berapi dan kebakaran hutan atau factor manusia seperti
pembakaran minyak bumi, pertambangan, peleburan, proses industri, kegiatan
pertanian, peternakan, dan kehutanan, serta limbah buangan termasuk sampah
rumahtangga (Putra, E. Sinlydan Putra, A. Johan 2000).
Berbagai upaya untuk mengatasi limbah logam berat telah dilakukan
dengan beberapa cara, salah satunya dengan menggunakan adsorben. Beberapa
penelitian antara lain telah dilakukanoleh Anna H. M. Simanullang (1998) dengan
memanfaatkan cangkang kemiri, yang dilakukan dengan merendamnya dalam
H 3 PO 4 85% kemudian dilakukan pemanasan pada suhu 500 oC kemudian
digunakan untuk menyerap logam krom, hasilnya menunjukkan semakin tinggi
konsentrasi awal ion logam dalam cairan maka persentase ion logam yang terserap
dalam adsorben semakin meningkat. Krisnawati dkk. (2003) menggunakan
cangkang telur bebek yang telah diaktivasi pada suhu 600oC untuk menyerap
logam ion Cd2+, dan adsorpsi paling maksimum sebesar 64,6667% pada jumlah
adsorben 1,5 gram. Hanjaya dkk. (2013) menggunakan adsorben kitin terfosforilasi
dari limbah cangkang bekicot (Achatinafulica) untuk mengadsorpsi ion Cd2+, hasil
dari penelitian ini diperoleh kondisi optimum adsorpsi ion Cd2+ oleh kitin
terfosforilasi terjadi pada pH 4 dan waktu kontak 60 menit dengan persen adsorpsi
masing-masing 92,3% dan 75,3 %.
Dari hasil penelitian terdahulu tentang penggunaan berbagai adsorben
sebagai bahan penyerap logam, maka peneliti tertarik melakukan penelitian tentang
pemanfaatan limbah cangkang keong mas (Pomacea canaliculata L.) yang telah
Universitas Sumatera Utara
dikalsinasi (CaO) sebagai adsorben, karena selama inipemanfaatan keong mas
masih sangat terbatas. Dalam hal ini peneliti melakukan penelitian tentang
penyerapan ion Ag+ dan ion Zn2+ menggunakan cangkang keong mas (Pamacea
canaliculata l.) yang telah didekomposisi selama 3 jam pada temperatur 800 oC
kemudian dihaluskan sehingga menghasilkan serbuk cangkang keong mas dengan
ukuran butir lolos ayakan 100 mesh. Penyerapan ion Cd2+ dilakukan dengan variasi
konsentrasi dan waktu kontak adsorben terhadap larutan yang mengandung logam
Ag+ dan logam Zn2+. Penentuan kadar ion Ag+ dan ion Zn2+ sebelum dan setelah
diadsorpsi dilakukan dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom
(SSA).
1.2. Permasalahan
Berapakah konsentrasi optimum dan waktu pengadukan optimum untuk
penyerapan ion Ag+dan ion Zn2+ menggunakan serbuk cangkang keong mas.
1.3. PembatasanMasalah
Dalampenelitianinimasalahdibatasipada:
-
Cangkang keong mas diperoleh dari daerah Kampung Susuk IV
-
Temperatur dekomposisi cangkang keong mas adalah 800 oC selama 3 jam
-
Aktivasi yang digunakanadalah secara kimia dengan H 3 PO 4 10% sebagai
aktivator
-
Ukuran serbuk keong mas yang digunakanadalah serbuk yang lolos
ayakan 100 mesh
1.4. TujuanPenelitian
Universitas Sumatera Utara
Tujuandaripenelitianiniadalah untuk mengetahui konsentrasi optimum dan waktu
pengadukan optimum penyerapan ion Ag+ dan Zn2+ menggunakan adsorben CaO
dari serbuk cangkang keong mas yang diaktivasisecarakimiaoleh H 3 PO 4 10%.
1.5. ManfaatPenelitian
Memberikan informasi ilmiah kepada masyarakat umum, mahasiswa, maupun
industri mengenai pemanfaatan keong mas yang dapat digunakan sebagai adsorben
alternatif serta untuk lebih memanfaatkan bahan-bahan yang selama ini dianggap
sebagai hama.
1.6. LokasiPenelitian
Penelitianinidilakukan di Laboratorium Kimia Analitik FMIPA USU Medan,
analisa kualitatif kalsium oksida menggunakanX-Ray Diffraction (XRD) di
Laboratorium Fisika Umum UNIMED dan analisa ion Ag+ dan ion Zn2+ dengan
mengguanakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) di Balai Riset Standarisasi
Nasional (BARISTAN) Medan.
1.7. MetodologiPenelitian
1. Penelitianinimerupakaneksperimenlaboratorium.
2. Sampel cangkang Keong Mas diambil secara acak dari daerah Kampung Susuk
IV.
3. Destruksi sampel cangkang Keong mas dilakukan dengan destruksi kering yang
dilarutkan dengan H 3 PO 4 10%.
4. Penentuan kadar logam Ag dan Zn dilakukan dengan metode Spektofotometer
Serapan Atom pada panjang gelombang (λ) maksimum 328,1 nm untuk Ag dan
213,9 nm untuk Zn.
Universitas Sumatera Utara