PENGARUH KONSENTRASI TRIBUTIL FOSFAT DAN LAMA WAKTU EKSTRAKSI TERHADAP PEMISAHAN ION LOGAM CD2+ DENGAN TEKNIK EMULSI MEMBRAN CAIR.
PENGARUH KONSENTRASI TRIBUTIL FOSFAT DAN LAMA WAKTU
EKSTRAKSI TERHADAP PEMISAHAN ION LOGAM Cd2+ DENGAN
TEKNIK EMULSI MEMBRAN CAIR
Oleh :
Edwin H P Rumahorbo
NIM 408231022
Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2012
PENGARUH KONSENTRASI TRIBUTIL FOSFAT DAN LAMA WAKTU
EKSTRAKSI TERHADAP PEMISAHAN ION LOGAM Cd2+ DENGAN
TEKNIK EMULSI MEMBRAN CAIR
Edwin H P Rumahorbo (NIM. 408231022)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian mengenai pemisahan ion logam Cd2+ menggunakan
teknik emulsi membran cair dengan tributil fosfat sebagai larutan pembawa.
Konsentrasi tributil fosfat (perbandingan tributil fosfat : kerosin) di variasikan
dengan lama waktu ekstraksi. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental
dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial, dengan
dua faktor yaitu faktor pertama: konsentrasi tributil fosfat (perbandingan volume
tributil fosfat dengan kerosin) terdiri dari 3 konsentrasi yang berbeda yaitu: C1 (1:
3), C2 (1 : 1) dan C3 (3 : 1). Faktor kedua: Lama waktu ekstraksi (t) yaitu: t1 : 10
menit, t2 : 20 menit dan t3 : 30 menit dengan masing-masing tiga ulangan.
Ekstraksi terhadap limbah dilakukan dengan menggunakan magnetic stirrer. Ion
Cd2+ yang tidak terserap oleh emulsi membran diukur dengan AAS pada λ : 228,8.
Analisis data diperoleh bahwa konsentrasi tributil fosfat optimum dalam
menyerap limbah Cd2+ mencapai hingga 1,366 ppm adalah pada konsentrasi
optimum 3 : 1 dengan lama waktu ekstraksi 30 menit dengan keefektifan
mencapai 96,36 %. Berdasarkan hipotesis untuk faktor konsentrasi tributil fosfat F
hitung 68864,08 > F tabel 6,01. H0 ditolak yang berarti ada pengaruh. Untuk
faktor waktu ekstraksi F hitung 22234,43 > F tabel 6,01. H0 ditolak yang berarti
ada pengaruh dan untuk faktor interaksi konsentrasi tributil fosfat dan waktu
ekstraksi F hitung 16127,73 > F tabel 4,58 . H0 ditolak yang berarti ada pengaruh.
Secara umum larutan pembawa tributil fosfat dapat dipakai untuk menyerap
limbah ion Cd2+, sehingga teknik emulsi membran cair menggunakan larutan
pembawa ini potensial dikembangkan menjadi teknik pengolahan limbah yang
komersial.
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan
Abstrak
Riwayat Hidup
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
Halaman
i
ii
iii
iv
vi
viii
ix
x
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
1.2. Batasan Masalah
1.3. Rumusan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1
4
4
5
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Logam Kadmium (Cd)
2.2. Dampak Pencemaran Logam Kadmium (Cd)
2.3. Tributil Fosfat
2.4. Teknik Emulsi Membran Cair
2.4.1. Emulsi Membran Cair
2.4.2. Teknik Pemisahan Ion Logam dengan Emulsi membran cair
2.4.3. Mekanisme Pemisahan dengan Emulsi Membran Cair
2.4.4. Proses perolehan logam dari larutan
2.4.5. Teori Stabilitas Emulsi
2.5 Spektroskopi Serapan Atom
2.5.1. Hukum yang Mendasari Spektroskopi Serapan Atom
2.5.2. Prinsip Kerja AAS
2.6 Hipotesis
6
6
7
8
8
10
13
16
17
18
18
19
20
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
3.2. Alat dan Bahan
3.2.1. Alat
3.2.2. Bahan
3.3. Rancangan Penelitian
3.4. Pelaksanaan Penelitian
3.4.1. Pembuatan Larutan Standar
3.4.2. Pembuatan Larutan Pembawa Tributil Fosfat
3.4.3. Pengambilan Sampel
3.5. Pembuatan Emulsi
3.6. Tahap Ekstraksi Ion Cd2+
3.7. Pengukuran Ion Kadmium (Cd2+) pada Spektroskopi Serapan Atom
21
21
21
21
21
23
23
23
24
24
24
25
3.8. Pengamatan dan Pengumpulan Data
3.9. Diagram Alir Penelitian
3.9.1. Pembuatan Emulsi
3.9.2. Tahap Ekstraksi ion Cd2+
26
27
27
28
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Kurva Kalibrasi
4.1.2 Hasil Persen Perolehan (% Recovery) Ion Logam Cd2+
4.2 Pembahasan
29
29
30
36
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
42
42
DAFTAR PUSTAKA
43
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Struktur kimia tributil fosfat
Gambar 2.2. Dispersi emulsi membran cair
Gambar 2.3. Susunan molekul-molekul surfaktan dalam emulsi W/O
Gambar 2.4. Pemisahan ion logam dengan teknik emulsi membran cair
Gambar 2.5. Membran permeasi selektif
Gambar 2.6. Reaksi kimia dalam fase internal
Gambar 2.7. Reaksi kimia dalam membran cair
Gambar 3.1. Pembuatan Emulsi Membran Cair
Gambar 3.2. Tahap Ekstraksi Ion Cd2+
Gambar 4.1. Kurva Kalibrasi
Gambar 4.2. Konsentrasi Vs Rataan % Recovery
Gambar 4.3. Waktu Ekstraksi Vs Rataan % Recovery
Gambar 4.4. Interaksi Konsentrasi dan Waktu Vs Rataan % Recovery
Gambar 4.5. Mekanisme Reaksi Pembentukan Emulsi
Gambar 4.6. Mekanisme reaksi kompleks ion Cd2+-tributil Fosfat
Halaman
7
9
10
12
13
14
15
27
28
30
33
34
35
40
40
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Perhitungan Pembuatan Larutan
Lampiran 2. Perhitungan % Recovery
Lampiran 3. Perhitungan Analisis Data
Lampiran 4. Dokumentasi Penelitian
Halaman
45
46
49
54
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Kemajuan industri dan teknologi yang tidak memperhatikan keseimbangan
lingkungan telah menimbulkan berbagai dampak pada pencemaran udara, air dan
darat. Apabila telah melewati ambang batas baku mutu yang telah ditetapkan oleh
peraturan Menteri Lingkungan Hidup, hal ini dapat menjadi penyebab utama
menurunnya kualitas hidup manusia (Effendi, 2003).
Keinginan manusia untuk hidup layak telah mendorong manusia
melakukan tindakan-tindakan yang ada dalam tatanan lingkungan hidupnya.
Akibatnya terjadi pergeseran keseimbangan dalam tatanan lingkungan hidup dari
bentuk asal kebentuk baru yang cenderung lebih buruk, misalnya pencemaran
yang berasal dari limbah industri. Harapan manusia untuk dapat hidup pada
lingkungan yang asri dan bersih dari bahan yang berbahaya dan beracun adalah
kebutuhan yang harus dijaga. Namun, terjadi kesenjangan antara harapan dengan
kenyataan yang dihadapi yaitu, lingkungan telah tercemar oleh bahan kimia yang
berbahaya dan beracun. Pencemaran yang dapat merusak lingkungan pada
umumnya berasal dari limbah kimia, seperti dari golongan logam berat,
diantaranya Pb, Zn, Cd, Cr, Hg, dan logam berat lainnya (Situmorang, 2007).
Pencemaran terhadap lingkungan hidup akhir-akhir ini banyak mendapat
perhatian pemerintah, khususnya pihak akademisi, terutama terhadap kehadiran
polutan beracun yang dihasilkan oleh berbagai kegiatan industri yang berbasis
bahan kimia yang berbahaya. Berbagai penelitian kimia dan laporan hasil
penelitian mengenai pencemaran lingkungan secara terus terang diliput oleh
berbagai media massa untuk dapat diketahui oleh masyarakat, walaupun dalam
hal tertentu keabsahan kehadiran bahan pencemar tersebut masih banyak yang
diperdebatkan. Secara medis telah diketahui bahwa kehadiran polutan dalam
jumlah sangat kecil (trace) sangat bebahaya terhadap kesehatan manusia dan
kehidupan makhluk hidup (Effendi, 2003).
1
2
Ada banyak ion logam berat yang dapat menimbulkan pencemaran di
lingkungan hidup kita. Dari sekian banyak ion logam pencemar lingkungan
tersebut, salah satunya adalah logam Kadmium (Cd). Kadmium merupakan logam
berat yang banyak digunakan dalam berbagai industri, seperti industri pelapisan
logam, industri baterai nikel-kadmium, industri cat, industri PVC atau plastik dan
industri lainnya. Kadmium merupakan logam yang tingkat akumulasi dan daya
penetrasinya dalam jaringan tidak terpengaruh oleh hadirnya logam lain. Selain
itu, kadmium juga memiliki kekuatan penetrasi paling besar ke dalam jaringan
hewan air dengan urutan yaitu Cd>Hg>Pb>Cu>Zn>Ni. Dengan tingginya tingkat
akumulasi dan penetrasi logam kadmium pada hewan air, membuat hewan air
terkontaminasi dan bahaya untuk di konsumsi oleh manusia (Darmono, 2001).
Pengaruh pencemaran logam berat dan beracun terhadap lingkungan hidup
bagi kesehatan manusia tidak diragukan lagi. Salah satu lokasi pencemaran air
yang sangat rentan terhadap keberadaan logam kadmium adalah Perairan
Belawan. Belawan merupakan suatu kawasan industri dan sarana pelabuhan
terbesar di kota Medan. Perairan Belawan menjadi tempat bermuaranya Sungai
Deli yang telah tercemar oleh logam berat berbahaya yaitu : Cu, Pb, Cd, Zn, Cr,
Ni dan Sianida. Hal ini disebabkan karena di daerah aliran sungai ini terdapat
beberapa industri yang menggunakan bahan-bahan yang mengandung logam berat
dalam proses produksinya seperti industri pembuatan barang dari logam, industri
plastik dan industri karet. Kondisi sungai yang tercemar dapat terlihat dari warna
fisik sungai yang coklat kehitaman ddan mengeluarkan aroma busuk menyengat.
Banyak dari tanaman yang tumbuh di sekitar sungai ini menjadi kerdil dan layu,
selain itu hewan air seperti ikan akan sulit hidup dan jika hidup ikan tersebut tidak
akan aman untuk dikonsumsi oleh manusia akibat cemaran logamnya yang
terakumulasi dalam daging ikan (Wardhana, 2001).
Telah banyak cara yang dilakukan untuk mengurangi emisi limbah logam
berat ke lingkungan hidup, diantaranya adalah dengan metode Konsentrasi
Gravitasi, Magnetic Separation (Tylecote, 1992), dan Emulsi Membran Cair
(Purba, 2004).
3
Dari ketiga metode ini teknik emulsi membran cair merupakan cara yang
paling mudah dan secara optimum dapat mereduksi emisi logam berat dari
lingkungan. Teknik emulsi membran cair merupakan salah satu alternatif solusi
yang akan dilakukan untuk menagani pencemaran limbah logam Cd dalam
penelitian ini. Karena teknik ini memiliki tingkat selektifitas yang lebih baik
terutama sangat diperlukan untuk pemisahan ion logam yang berkonsentrasi
rendah dari suatu larutan yang mengandung campuran dengan konsentrasi tinggi.
Beberapa
metode
untuk
mengekstraksi
ion-ion
logam
dengan
menggunakan ekstraktan sebagai larutan carrier (larutan pembawa) seperti trioktil
metil amonium klorida, tri-n-oktilamin atau TOA, asam di-2-etilheksil-fosfat atau
HDEHP, N-alkilkaprolaktam, ekstraktan LIX, amina tersier, ketokonazol, asam
dinonilnaftalensulfonat, dan lain-lain (Palar, 2001). Kebanyakan dari ekstraktan
diatas dianggap kurang ekonomis karena harganya yang mahal, selain itu
ekstraktan-ekstraktan
diatas
kurang
mengkomplekskan ion logam Cd.
selektif
apabila
digunakan
untuk
Dalam penelitian ini ion logam Cd akan
dipisahkan menggunakan larutan pembawa tributil fosfat.
Tributil fosfat mempunyai berat jenis yang hampir sama dengan air yaitu
0,973 g/cc sehingga menyulitkan perpindahan kadmium dari fasa air ke fasa
organik, maka salah satu teknik untuk menurunkan berat jenis TBP perlu
menambahkan pengencer organik. Salah satu pengencar organik yang digunakan
adalah kerosin (Herhady, 2010).
Kadar Cd yang dikomplekskan oleh tributil fosfat dapat diukur
menggunakan SSA (Spektroskopi Serapan Atom). Dengan mengacu pada latar
belakang diatas maka peneliti ingin melakukan penelitian tentang : ” Pengaruh
Konsentrasi Tributil Fosfat dan Lama Waktu Ekstraksi terhadap Pemisahan
Ion Logam Cd2+ dengan Teknik Emulsi Membran Cair ”
4
1.2. Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah diatas maka diperoleh batasan
masalah sebagai berikut :
1.
Konsentrasi tributil fosfat pada kondisi 1 : 3, 1 : 1 dan 3 : 1 (perbandingan
volume tributil fosfat : kerosin).
2.
Lama waktu pengadukan pada kondisi 10, 20, 30 menit selama proses
ekstraksi.
3.
Teknik pengambilan sampel dilakukan secara acak posisi pada aliran
Sungai Deli di Martubung Medan, yaitu dari permukaan, tengah dan dasar
sungai, dengan jarak 200 meter dari lokasi pabrik pada pukul 16.00 WIB.
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan batasan masalah diatas maka dapat dirumuskan masalah
sebagai berikut :
1. Menentukan pengaruh konsentrasi tributil fosfat terhadap persen perolehan
pada pemisahan ion Cd2+ dengan meggunakan teknik emulsi membran
cair.
2. Menentukan pengaruh lama waktu pengadukan selama proses ekstraksi
terhadap persen perolehan pada pemisahan ion Cd2+ dengan menggunakan
teknik emulsi membran cair.
3. Menentukan interaksi pengaruh konsentrasi tributil fosfat dan lama waktu
pengadukan selama proses ekstraksi terhadap persen perolehan pada
pemisahan ion Cd2+ dengan teknik emulsi membran cair.
5
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi tujuan dalam penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi tributil fosfat terhadap persen
perolehan pada pemisahan ion Cd2+ dengan meggunakan teknik emulsi
membran cair.
2. Untuk mengetahui pengaruh lama waktu pengadukan selama proses
ekstraksi terhadap persen perolehan pada pemisahan ion Cd2+ dengan
menggunakan teknik emulsi membran cair.
3. Untuk mengetahui interaksi konsentrasi tributil fosfat dan lama waktu
ekstraksi terhadap persen perolehan pada pemisahan ion Cd2+ dengan
teknik emulsi membran cair.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat dperoleh dari penelitian ini adalah:
1. Mengembangkan teknik penanganan limbah logam berat khususnya
limbah ion logam Cd2+ yaitu dengan teknik emulsi membran cair.
2. Memberikan sumbangan ilmiah terhadap peneliti lain yang ingin meneliti
pemisahan logam dengan menggunakan teknik membran cair.
3. Dapat digunakan sebagai masukan untuk meningkatkan upaya pencegahan
cemaran logam berat pada lingkungan perairan dari Perairan Belawan
42
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan diatas maka didapatkan kesimpulan sebagai
berikut :
1. Pemberian konsentrasi tributil fosfat memberikan pengaruh terhadap
persen perolehan pada pemisahan ion logam Cd2+ dan berada pada
perbandingan volume tributil fosfat : kerosin (3 : 1), yaitu : 85,20 %.
2. Lama waktu ekstraksi memberikan pengaruh terhadap persen perolehan
pada pemisahan ion logam Cd2+ dan berada pada waktu ekstraksi 30
menit, yaitu : 82,10 %.
3. Interaksi antara konsentrasi dan lama waktu ekstraksi memberikan
pengaruh terhadap persen perolehan pada pemisahan ion logam Cd2+ dan
berada pada perbandingan volume tributil fosfat : kerosene (3 : 1) dengan
lama waktu ekstraksi 30 menit (C3t3), yaitu : 96,35 %.
5.2 Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan mengidentifikasi secara
kualitatif maupun kuantitatif jumlah ion Cd2+ yang terekstrak pada
penyaringan tahap ekstraksi.
2. Industri di sekitar aliran Sungai Deli perlu menerapkan metode
pengolahan limbah yang baik terhadap limbah buangan mereka sebelum
dilepaskan ke lingkungan.
EKSTRAKSI TERHADAP PEMISAHAN ION LOGAM Cd2+ DENGAN
TEKNIK EMULSI MEMBRAN CAIR
Oleh :
Edwin H P Rumahorbo
NIM 408231022
Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2012
PENGARUH KONSENTRASI TRIBUTIL FOSFAT DAN LAMA WAKTU
EKSTRAKSI TERHADAP PEMISAHAN ION LOGAM Cd2+ DENGAN
TEKNIK EMULSI MEMBRAN CAIR
Edwin H P Rumahorbo (NIM. 408231022)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian mengenai pemisahan ion logam Cd2+ menggunakan
teknik emulsi membran cair dengan tributil fosfat sebagai larutan pembawa.
Konsentrasi tributil fosfat (perbandingan tributil fosfat : kerosin) di variasikan
dengan lama waktu ekstraksi. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental
dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial, dengan
dua faktor yaitu faktor pertama: konsentrasi tributil fosfat (perbandingan volume
tributil fosfat dengan kerosin) terdiri dari 3 konsentrasi yang berbeda yaitu: C1 (1:
3), C2 (1 : 1) dan C3 (3 : 1). Faktor kedua: Lama waktu ekstraksi (t) yaitu: t1 : 10
menit, t2 : 20 menit dan t3 : 30 menit dengan masing-masing tiga ulangan.
Ekstraksi terhadap limbah dilakukan dengan menggunakan magnetic stirrer. Ion
Cd2+ yang tidak terserap oleh emulsi membran diukur dengan AAS pada λ : 228,8.
Analisis data diperoleh bahwa konsentrasi tributil fosfat optimum dalam
menyerap limbah Cd2+ mencapai hingga 1,366 ppm adalah pada konsentrasi
optimum 3 : 1 dengan lama waktu ekstraksi 30 menit dengan keefektifan
mencapai 96,36 %. Berdasarkan hipotesis untuk faktor konsentrasi tributil fosfat F
hitung 68864,08 > F tabel 6,01. H0 ditolak yang berarti ada pengaruh. Untuk
faktor waktu ekstraksi F hitung 22234,43 > F tabel 6,01. H0 ditolak yang berarti
ada pengaruh dan untuk faktor interaksi konsentrasi tributil fosfat dan waktu
ekstraksi F hitung 16127,73 > F tabel 4,58 . H0 ditolak yang berarti ada pengaruh.
Secara umum larutan pembawa tributil fosfat dapat dipakai untuk menyerap
limbah ion Cd2+, sehingga teknik emulsi membran cair menggunakan larutan
pembawa ini potensial dikembangkan menjadi teknik pengolahan limbah yang
komersial.
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan
Abstrak
Riwayat Hidup
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
Halaman
i
ii
iii
iv
vi
viii
ix
x
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
1.2. Batasan Masalah
1.3. Rumusan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1
4
4
5
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Logam Kadmium (Cd)
2.2. Dampak Pencemaran Logam Kadmium (Cd)
2.3. Tributil Fosfat
2.4. Teknik Emulsi Membran Cair
2.4.1. Emulsi Membran Cair
2.4.2. Teknik Pemisahan Ion Logam dengan Emulsi membran cair
2.4.3. Mekanisme Pemisahan dengan Emulsi Membran Cair
2.4.4. Proses perolehan logam dari larutan
2.4.5. Teori Stabilitas Emulsi
2.5 Spektroskopi Serapan Atom
2.5.1. Hukum yang Mendasari Spektroskopi Serapan Atom
2.5.2. Prinsip Kerja AAS
2.6 Hipotesis
6
6
7
8
8
10
13
16
17
18
18
19
20
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
3.2. Alat dan Bahan
3.2.1. Alat
3.2.2. Bahan
3.3. Rancangan Penelitian
3.4. Pelaksanaan Penelitian
3.4.1. Pembuatan Larutan Standar
3.4.2. Pembuatan Larutan Pembawa Tributil Fosfat
3.4.3. Pengambilan Sampel
3.5. Pembuatan Emulsi
3.6. Tahap Ekstraksi Ion Cd2+
3.7. Pengukuran Ion Kadmium (Cd2+) pada Spektroskopi Serapan Atom
21
21
21
21
21
23
23
23
24
24
24
25
3.8. Pengamatan dan Pengumpulan Data
3.9. Diagram Alir Penelitian
3.9.1. Pembuatan Emulsi
3.9.2. Tahap Ekstraksi ion Cd2+
26
27
27
28
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Kurva Kalibrasi
4.1.2 Hasil Persen Perolehan (% Recovery) Ion Logam Cd2+
4.2 Pembahasan
29
29
30
36
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
42
42
DAFTAR PUSTAKA
43
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Struktur kimia tributil fosfat
Gambar 2.2. Dispersi emulsi membran cair
Gambar 2.3. Susunan molekul-molekul surfaktan dalam emulsi W/O
Gambar 2.4. Pemisahan ion logam dengan teknik emulsi membran cair
Gambar 2.5. Membran permeasi selektif
Gambar 2.6. Reaksi kimia dalam fase internal
Gambar 2.7. Reaksi kimia dalam membran cair
Gambar 3.1. Pembuatan Emulsi Membran Cair
Gambar 3.2. Tahap Ekstraksi Ion Cd2+
Gambar 4.1. Kurva Kalibrasi
Gambar 4.2. Konsentrasi Vs Rataan % Recovery
Gambar 4.3. Waktu Ekstraksi Vs Rataan % Recovery
Gambar 4.4. Interaksi Konsentrasi dan Waktu Vs Rataan % Recovery
Gambar 4.5. Mekanisme Reaksi Pembentukan Emulsi
Gambar 4.6. Mekanisme reaksi kompleks ion Cd2+-tributil Fosfat
Halaman
7
9
10
12
13
14
15
27
28
30
33
34
35
40
40
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Perhitungan Pembuatan Larutan
Lampiran 2. Perhitungan % Recovery
Lampiran 3. Perhitungan Analisis Data
Lampiran 4. Dokumentasi Penelitian
Halaman
45
46
49
54
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Kemajuan industri dan teknologi yang tidak memperhatikan keseimbangan
lingkungan telah menimbulkan berbagai dampak pada pencemaran udara, air dan
darat. Apabila telah melewati ambang batas baku mutu yang telah ditetapkan oleh
peraturan Menteri Lingkungan Hidup, hal ini dapat menjadi penyebab utama
menurunnya kualitas hidup manusia (Effendi, 2003).
Keinginan manusia untuk hidup layak telah mendorong manusia
melakukan tindakan-tindakan yang ada dalam tatanan lingkungan hidupnya.
Akibatnya terjadi pergeseran keseimbangan dalam tatanan lingkungan hidup dari
bentuk asal kebentuk baru yang cenderung lebih buruk, misalnya pencemaran
yang berasal dari limbah industri. Harapan manusia untuk dapat hidup pada
lingkungan yang asri dan bersih dari bahan yang berbahaya dan beracun adalah
kebutuhan yang harus dijaga. Namun, terjadi kesenjangan antara harapan dengan
kenyataan yang dihadapi yaitu, lingkungan telah tercemar oleh bahan kimia yang
berbahaya dan beracun. Pencemaran yang dapat merusak lingkungan pada
umumnya berasal dari limbah kimia, seperti dari golongan logam berat,
diantaranya Pb, Zn, Cd, Cr, Hg, dan logam berat lainnya (Situmorang, 2007).
Pencemaran terhadap lingkungan hidup akhir-akhir ini banyak mendapat
perhatian pemerintah, khususnya pihak akademisi, terutama terhadap kehadiran
polutan beracun yang dihasilkan oleh berbagai kegiatan industri yang berbasis
bahan kimia yang berbahaya. Berbagai penelitian kimia dan laporan hasil
penelitian mengenai pencemaran lingkungan secara terus terang diliput oleh
berbagai media massa untuk dapat diketahui oleh masyarakat, walaupun dalam
hal tertentu keabsahan kehadiran bahan pencemar tersebut masih banyak yang
diperdebatkan. Secara medis telah diketahui bahwa kehadiran polutan dalam
jumlah sangat kecil (trace) sangat bebahaya terhadap kesehatan manusia dan
kehidupan makhluk hidup (Effendi, 2003).
1
2
Ada banyak ion logam berat yang dapat menimbulkan pencemaran di
lingkungan hidup kita. Dari sekian banyak ion logam pencemar lingkungan
tersebut, salah satunya adalah logam Kadmium (Cd). Kadmium merupakan logam
berat yang banyak digunakan dalam berbagai industri, seperti industri pelapisan
logam, industri baterai nikel-kadmium, industri cat, industri PVC atau plastik dan
industri lainnya. Kadmium merupakan logam yang tingkat akumulasi dan daya
penetrasinya dalam jaringan tidak terpengaruh oleh hadirnya logam lain. Selain
itu, kadmium juga memiliki kekuatan penetrasi paling besar ke dalam jaringan
hewan air dengan urutan yaitu Cd>Hg>Pb>Cu>Zn>Ni. Dengan tingginya tingkat
akumulasi dan penetrasi logam kadmium pada hewan air, membuat hewan air
terkontaminasi dan bahaya untuk di konsumsi oleh manusia (Darmono, 2001).
Pengaruh pencemaran logam berat dan beracun terhadap lingkungan hidup
bagi kesehatan manusia tidak diragukan lagi. Salah satu lokasi pencemaran air
yang sangat rentan terhadap keberadaan logam kadmium adalah Perairan
Belawan. Belawan merupakan suatu kawasan industri dan sarana pelabuhan
terbesar di kota Medan. Perairan Belawan menjadi tempat bermuaranya Sungai
Deli yang telah tercemar oleh logam berat berbahaya yaitu : Cu, Pb, Cd, Zn, Cr,
Ni dan Sianida. Hal ini disebabkan karena di daerah aliran sungai ini terdapat
beberapa industri yang menggunakan bahan-bahan yang mengandung logam berat
dalam proses produksinya seperti industri pembuatan barang dari logam, industri
plastik dan industri karet. Kondisi sungai yang tercemar dapat terlihat dari warna
fisik sungai yang coklat kehitaman ddan mengeluarkan aroma busuk menyengat.
Banyak dari tanaman yang tumbuh di sekitar sungai ini menjadi kerdil dan layu,
selain itu hewan air seperti ikan akan sulit hidup dan jika hidup ikan tersebut tidak
akan aman untuk dikonsumsi oleh manusia akibat cemaran logamnya yang
terakumulasi dalam daging ikan (Wardhana, 2001).
Telah banyak cara yang dilakukan untuk mengurangi emisi limbah logam
berat ke lingkungan hidup, diantaranya adalah dengan metode Konsentrasi
Gravitasi, Magnetic Separation (Tylecote, 1992), dan Emulsi Membran Cair
(Purba, 2004).
3
Dari ketiga metode ini teknik emulsi membran cair merupakan cara yang
paling mudah dan secara optimum dapat mereduksi emisi logam berat dari
lingkungan. Teknik emulsi membran cair merupakan salah satu alternatif solusi
yang akan dilakukan untuk menagani pencemaran limbah logam Cd dalam
penelitian ini. Karena teknik ini memiliki tingkat selektifitas yang lebih baik
terutama sangat diperlukan untuk pemisahan ion logam yang berkonsentrasi
rendah dari suatu larutan yang mengandung campuran dengan konsentrasi tinggi.
Beberapa
metode
untuk
mengekstraksi
ion-ion
logam
dengan
menggunakan ekstraktan sebagai larutan carrier (larutan pembawa) seperti trioktil
metil amonium klorida, tri-n-oktilamin atau TOA, asam di-2-etilheksil-fosfat atau
HDEHP, N-alkilkaprolaktam, ekstraktan LIX, amina tersier, ketokonazol, asam
dinonilnaftalensulfonat, dan lain-lain (Palar, 2001). Kebanyakan dari ekstraktan
diatas dianggap kurang ekonomis karena harganya yang mahal, selain itu
ekstraktan-ekstraktan
diatas
kurang
mengkomplekskan ion logam Cd.
selektif
apabila
digunakan
untuk
Dalam penelitian ini ion logam Cd akan
dipisahkan menggunakan larutan pembawa tributil fosfat.
Tributil fosfat mempunyai berat jenis yang hampir sama dengan air yaitu
0,973 g/cc sehingga menyulitkan perpindahan kadmium dari fasa air ke fasa
organik, maka salah satu teknik untuk menurunkan berat jenis TBP perlu
menambahkan pengencer organik. Salah satu pengencar organik yang digunakan
adalah kerosin (Herhady, 2010).
Kadar Cd yang dikomplekskan oleh tributil fosfat dapat diukur
menggunakan SSA (Spektroskopi Serapan Atom). Dengan mengacu pada latar
belakang diatas maka peneliti ingin melakukan penelitian tentang : ” Pengaruh
Konsentrasi Tributil Fosfat dan Lama Waktu Ekstraksi terhadap Pemisahan
Ion Logam Cd2+ dengan Teknik Emulsi Membran Cair ”
4
1.2. Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah diatas maka diperoleh batasan
masalah sebagai berikut :
1.
Konsentrasi tributil fosfat pada kondisi 1 : 3, 1 : 1 dan 3 : 1 (perbandingan
volume tributil fosfat : kerosin).
2.
Lama waktu pengadukan pada kondisi 10, 20, 30 menit selama proses
ekstraksi.
3.
Teknik pengambilan sampel dilakukan secara acak posisi pada aliran
Sungai Deli di Martubung Medan, yaitu dari permukaan, tengah dan dasar
sungai, dengan jarak 200 meter dari lokasi pabrik pada pukul 16.00 WIB.
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan batasan masalah diatas maka dapat dirumuskan masalah
sebagai berikut :
1. Menentukan pengaruh konsentrasi tributil fosfat terhadap persen perolehan
pada pemisahan ion Cd2+ dengan meggunakan teknik emulsi membran
cair.
2. Menentukan pengaruh lama waktu pengadukan selama proses ekstraksi
terhadap persen perolehan pada pemisahan ion Cd2+ dengan menggunakan
teknik emulsi membran cair.
3. Menentukan interaksi pengaruh konsentrasi tributil fosfat dan lama waktu
pengadukan selama proses ekstraksi terhadap persen perolehan pada
pemisahan ion Cd2+ dengan teknik emulsi membran cair.
5
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi tujuan dalam penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi tributil fosfat terhadap persen
perolehan pada pemisahan ion Cd2+ dengan meggunakan teknik emulsi
membran cair.
2. Untuk mengetahui pengaruh lama waktu pengadukan selama proses
ekstraksi terhadap persen perolehan pada pemisahan ion Cd2+ dengan
menggunakan teknik emulsi membran cair.
3. Untuk mengetahui interaksi konsentrasi tributil fosfat dan lama waktu
ekstraksi terhadap persen perolehan pada pemisahan ion Cd2+ dengan
teknik emulsi membran cair.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat dperoleh dari penelitian ini adalah:
1. Mengembangkan teknik penanganan limbah logam berat khususnya
limbah ion logam Cd2+ yaitu dengan teknik emulsi membran cair.
2. Memberikan sumbangan ilmiah terhadap peneliti lain yang ingin meneliti
pemisahan logam dengan menggunakan teknik membran cair.
3. Dapat digunakan sebagai masukan untuk meningkatkan upaya pencegahan
cemaran logam berat pada lingkungan perairan dari Perairan Belawan
42
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan diatas maka didapatkan kesimpulan sebagai
berikut :
1. Pemberian konsentrasi tributil fosfat memberikan pengaruh terhadap
persen perolehan pada pemisahan ion logam Cd2+ dan berada pada
perbandingan volume tributil fosfat : kerosin (3 : 1), yaitu : 85,20 %.
2. Lama waktu ekstraksi memberikan pengaruh terhadap persen perolehan
pada pemisahan ion logam Cd2+ dan berada pada waktu ekstraksi 30
menit, yaitu : 82,10 %.
3. Interaksi antara konsentrasi dan lama waktu ekstraksi memberikan
pengaruh terhadap persen perolehan pada pemisahan ion logam Cd2+ dan
berada pada perbandingan volume tributil fosfat : kerosene (3 : 1) dengan
lama waktu ekstraksi 30 menit (C3t3), yaitu : 96,35 %.
5.2 Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan mengidentifikasi secara
kualitatif maupun kuantitatif jumlah ion Cd2+ yang terekstrak pada
penyaringan tahap ekstraksi.
2. Industri di sekitar aliran Sungai Deli perlu menerapkan metode
pengolahan limbah yang baik terhadap limbah buangan mereka sebelum
dilepaskan ke lingkungan.