Media untuk mempublikasikan hasil-hasil penelitian seluruh dosen dan mahasiswa Kimia FMIPA Unand

DAFTAR ISI

JUDUL ARTIKEL Halaman

1. STUDI TOKSISITAS FLOROANILIN BERDASARKAN

1-8

HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR AKTIFITAS (HKSA) BEBERAPA AMINA AROMATIS Ridhatul Husna, Emdeniz, dan Imelda

2. PENYERAPAN ION LOGAM Cd(II) DAN Zn(II) DARI LARUTAN

9-18

Ayu Rahmadani, Edison Munaf, dan Rahmiana Zein

3. TRANSPOR DAN PEMEKATAN FENOL MELALUI MEMBRAN

19-24

KLOROFORM DENGAN METODA MEMBRAN CAIR FASA RUAH SECARA DINAMIS Aisyah Fitri, Refinel, dan Admin Alif

4. PEMANFAATAN EKSTRAK DAUN JAMBU BIJI (Psidium guajava

25-32

L) SEBAGAI INHIBITOR KOROSI BAJA St.37 DALAM MEDIUM ASAM KLORIDA Ayu Kurnia Permata Sari, Yeni Stiadi, dan Emriadi

5. ISOLASI DAN KARAKTERISASI ENZIM LIPASE DARI

33-41

Aspergillus niger YANG DIGUNAKAN SEBAGAI BIOKATALIS UNTUK PEMBUATAN BIODIESEL Dedy Setiady, Zulkarnain Chaidir, dan Syukri

6. SEL FOTOVOLTAIK ALIRAN KONTINU DARI SISTEM KI/KI 3 42-48

DENGAN MEMBRAN KERAMIK SEBAGAI PEMISAH Diana Vanika, Admin Alif, dan Olly Norita Tetra

7. OPTIMASI PENENTUAN Fe(III) DAN Co(II) SECARA SIMULTAN

49-57

DENGAN VOLTAMMETRI STRIPPING ADSORPTIF (AdSV) Deswati, Hamzar Suyani, dan Hinur Awa

8. STUDI SPEKTROSKOPI BLENDING GARAM TRANSISI

58-62

NIKEL(II) KLORIDA PADA ZnO DALAM ASETONITRIL Eka Mai Sosila Detri, Admi, dan Syukri

9. PRODUKSI BIOETANOL DARI AMPAS SAGU (Metroxylon sp)

63-68

MELALUI PROSES PRETREATMENT DAN METODE SIMULTANEOUS SACCHARIFICATION FERMENTATION (SSF) Khairunnisah, Marniati Salim, dan Elida Mardiah

10. PENENTUAN Cu DAN Zn PADA BUAH APEL (Malus Sylvestris

69-74

Mill) DAN BUAH MELON (Cucumis melo L) DENGAN METODA VOLTAMMETRI STRIPPING ADSORPTIF (AdSV) Nur Afriyanti, Umiati Loekman, dan Yefrida

11. EFEK PENAMBAHAN SURFAKTAN CTAB PADA SINTESIS

75-79

SENYAWA ZnO/KITOSAN DAN KARAKTERISASINYA Silvi Kurniawan, Yetria Rilda, dan Syukri Arief

STUDI TOKSISITAS FLOROANILIN BERDASARKAN HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR AKTIFITAS (HKSA) BEBERAPA AMINA AROMATIS

Ridhatul Husna, Emdeniz, dan Imelda

Laboratorium Kimia Komputasi Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Andalas

e-mail: ridhatulhusna@ymail.com Jurusan Kimia FMIPA Unand, Kampus Limau Manis, 25163

Abstract

A study on quantitative analysis of structure and activity relationship of aniline derivatives had been performed by multilinear regression analysis. Structural parameters were obtained from optimization geometry structure by using semiempiris Austin Model

1 (AM1) and Parametered Model 3 (PM3) methods while the toxic activity of the experimental was acquired from literature. The dependent variable is toxic activity (-log IC 50 ) and the independent variables are polarizability (α), log P, dipole moment (μ),

E LUMO and E HOMO . Best QSAR equations based on multilinear regression analysis was obtained from the PM3 method is as follows:

-log IC 50 pred = -6.589 + 0.225 ( α) - 1.201 (log P) + 0.120 (μ) - 0,709 (E HOMO ) +

1.665 (E LUMO ) With regression parameters: n = 11, R 2 = 0,93, SD = 0,42

Flouroaniline toxic activity (-log IC 50 ) at 2-floroaniline, 4-floroaniline, 3-floroaniline, 2,5- difloroaniline, 2,4-difloroaniline, 3,4-difloroaniline, 2,4,6-trifloroaniline, 2,3-difloroaniline, 3,4,5-trifloroaniline are 3.85; 3.86; 3.97; 4.10; 4.13; 4.33; 4.34; 4.35; 4.78, respectively.

Keywords: Aromatic Amines, Toxicity, HKSA, AM1, PM3

I. Pendahuluan

tentang keberadaan amina aromatis dalam air telah banyak dilakukan 1,2 .

Anilin termasuk golongan senyawa amina aromatis. Amina aromatis banyak

Seiring dengan perkembangan sains digunakan dalam jumlah besar untuk

komputasi khususnya untuk pemecahan keperluan industri pestisida, farmasi,

masalah perhitungan molecular yang plastik, dan industi zat warna. Karena

kuantum, kimia sifat polaritas serta kelarutannya yang

berbasis

kimia

komputasi berkembang dengan cepat tinggi dalam air, senyawa amina

sebagai salah satu cabang ilmu kimia. aromatis

Salah satu aplikasi dari kimia komputasi lingkungan air. Sifat lain dari amina

banyak dijumpai

dalam

dalam bidang kimia medisinal adalah aromatis

kajian analisis hubungan kuantitatif perhatian adalah sifat toksik dan

yang sangat

mendapat

struktur dan aktivitas (HKSA). Beberapa karsinogen. Karena sifat-sifatnya itu

HKSA untuk toksisitas bahan kimia tidaklah mengherankan jika penelitian

tunggal telah dikembangkan dalam dua dekade terakhir. Baru-baru ini, HKSA tunggal telah dikembangkan dalam dua dekade terakhir. Baru-baru ini, HKSA

senyawa yang diperoleh dari struktur beberapa

parameter physiochemical hasil optimasi geometri menggunakan campuran yang berasal dari percobaan

metode semiempirik AM1 dan PM3.. atau perhitungan yang digunakan

Tahir melaporkan muatan bersih atom untuk

sebagai parameter pada kajian HKSA campuran.

memprediksi

toksisitas

berhasil digunakan. Metode yang sama penelitian

Netzeva

melaporkan

juga berhasil digunakan untuk kajian aromatis dimana melakukan analisis

HKSA senyawa fenil etil amina. terhadap Chorella vulgaris 3-7 .

Metode-metode tersebut dapat berhasil baik untuk memilih variabel bebas yang

dan hasilnya dapat perangkat komputasi guna proses

Untuk analisis HKSA,

diperlukan

berpengaruh

digunakan untuk mendesain senyawa pengumpulan deskriptor untuk analisis

turunan baru 11 .

kemometri. Pada

Parameter yang akan dihitung deskriptor berupa struktur molekul

pengumpulan

penelitian ini antara lain: maka digunakan perhitungan mekanika

untuk

polaritas (α), log P, momen dipol (μ), kuantum

dan dipilih

metode

E HOMO dan E LUMO . Hubungan kuatitatif

semiempirik AM1 dan PM3 3 .

antara variabel terikat dengan variabel bebas diolah menggunakan metode

Berdasarkan pada parameter yang

multilinear menggunakan digunakan, analisa HKSA digolongkan

statistik

program SPSS (Statistical Product and dalam 3 metode, yaitu metode Hansch,

Service Solutions ) for windows 17.0. metode Free-Wilson dan metode 3 dimensi (Comparative Molecular Field

bertujuan untuk Analysis (CoMFA)). Metode Hansch

Penelitian

ini

memperoleh hubungan kuantitatif -log berkembang dari pemikiran bahwa

IC 50 dengan parameter struktural, dan interaksi senyawa dengan reseptor

untuk memprediksi nilai toksisitas (-log terjadi karena adanya efek gaya-gaya

IC 50 ) senyawa derivat anilin yang belum intermolekular

aktivitasnya dari hasil hidrofobik, interaksi polar, interaksi

perhitungan secara eksperimen. elektrostatik dan efek sterik senyawa.

Metode analisis Free-Wilson merupakan

II. Metodologi Penelitian

2.1. Bahan, Peralatan dan instrumentasi Metode analisis yang juga disebut teori

prosedur alternatif dari analisis Hansch.

Bahan yang digunakan dalam penelitian kontribusi gugus atau metode de novo ini

ini adalah satu seri senyawa derivat didasarkan asumsi bahwa sumbangan

anilin serta nilai aktivitas toksik (-log variasi substitusi gugus-gugus dalam

IC 50 ) yang diungkapkan dalam yang struktur senyawa induk memberikan

didapatkan dari penelitian Lu GH 6 . kontribusi

Alat-alat yang digunakan yaitu sebuah aktivitas biologis. Analisis HKSA-3D

perangkat keras berupa komputer dikembangkan

Perangkat keras berupa permasalahan yang terdapat pada

dengan processor Intel ® metode Hansh, yaitu senyawa-senyawa

komputer

Atom TM CPU N2800 1.86 GHz, memory enantiomer yang memiliki kuantitas

Perangkat lunak kimia sifat fisikokimia yang sama, tetapi

2.00 GB .

komputasi: program Hyperchem ™ for memiliki aktivitas biologis berbeda 8-10 .

windows versi 7.0. Perangkat lunak statistik: program Statistical Package for

Pada penelitian ini dilakukan analisis Service Solutions (SPSS) for Windows studi toksisitas berdasarkan analisis

versi 17.0.

Hansch, dimana toksisitas merupakan

variabel tak bebas sebagai fungsi dari struktur

elektronik.

Analisis

ini ini

perangkat lunak SPSS 17 dengan

Anilin dan Derivat Anilin 6 .

metode enter. Selanjutnya dari 5

variabel bebas yang tersedia dibuat No

variasi variabel bebas, sehingga akan

(mol/L)

didapatkan beberapa bentuk alternative

1 Anilin

model persamaan. Untuk setiap model

2 2-kloroanilin

persamaan alternatif didapat beberapa

3 3-kloroanilin

parameter statistik seperti R, R 2 , SD dan

F. Dari semua bentuk persamaan yang

4 4-kloroanilin

didapatkan dipilih beberapa persamaan

5 4-bromoanilin

yang dianggap baik berdasarkan nilai

6 2,4-dikloroanilin

parameter statistik. Persamaan yang

7 3,4-dikloroanilin

diperoleh digunakan untuk menghitung aktivitas

toksik

prediksi. Untuk

8 2,5-dikloroanilin

mengetahui kualitas dan kemampuan

dari setiap model

10 2,4-dinitroanilin

persamaan, maka dihitung harga PRESS

11 N-metilanilin

(Predicted Residual Sum of Squares) nya. Nilai

PRESS

didapatkan dari

2.2. Prosedur penelitian

persamaan:

Dalam penelitian

ini,

untuk

menggambarkan struktur

yang

sebenarnya setiap senyawa dibuat model struktur 3D menggunakan paket program Hyperchem. Proses selanjutnya adalah melakukan optimasi geometri

molekul berupa minimasi energi molekul untuk memperoleh konformasi

Persamaan yang mempunyai nilai struktur paling stabil. Perhitungan

terkecil dipilih sebagai dilakukan dengan metode semiempiris

PRESS

yang terbaik untuk AM1 dan PM3 dengan RMS gradient

persamaan

memprediksi nilai aktivitas toksik ( –log 0,001 kkal/Å mol dan maximum cycle

IC 50 ) menurut metode HKSA. Bila 500.

semua parameter statistik dan nilai berdasarkan algoritma Polak-Ribiero.

Metode optimasi

dilakukan

PRESS belum memberikan gambaran Keadaan struktur paling stabil ditandai

yang nyata untuk memilih model dengan

terbaik, maka dilakukan uji statistik terendah. Untuk mendapatkan luaran

antara nilai aktivitas toksik prediksi data dilakukan perhitungan single point

yang dihitung berdasarkan persamaan terhadap masing-masing molekul yang

50 ekp yang telah

model dengan nilai –log IC

tercantum pada Tabel 1. parameter polaritas, log P, momen dipol (μ), E HOMO , dan E LUMO . Aktivitas toksik

III. Hasil dan Pembahasan

hasil eksperimen derivat anilin (-log IC 50 3.1. Optimasi senyawa anilin dan derivat ekp ) terhadap bakteri yang digunakan

anilin

sebagai variabel terikat tercantum pada Optimasi senyawa anilin dan derivat Tabel 1.

anilin

didapatkan dari program

dengan menggunakan Tahap selanjutnya dari penelitian ini

hyperchem

metode semiempiris AM1 Dan PM3. adalah menentukan korelasi antara

Untuk menentukan variabel-variabel aktivitas toksik hasil eksperimen (-log

akan dipilih dalam IC 50 ekp )

bebas

yang

pembentukan model persamaan HKSA deskriptor, dihitung dengan metode

dengan

masing-masing

digunakan analisis multilinear. Sardjoko digunakan analisis multilinear. Sardjoko

PM3. Hasil korelasi dapat dilihat pada Jumlah variabel bebas yang dianalisis

bebas dapat dikurangi atau ditambah 12 .

Tabel 2 dan 3. Nilai log P memberikan dalam penelitian ini berjumlah 5

nilai yang besar terhadap nilai aktivitas parameter, yaitu polaritas (α), log P,

( –log IC 50 ) dimana nilai momen dipol (μ), E Homo dan E Lumo yang

toksik

korelasinya adalah -0,834. Besaran dilakukan dengan HKSA properties

angka korelasi yang berkisar antara 1 pada program hyperchem.

sampai -1 berarti hubungan antara dua variabel semakin kuat, sebaliknya jika

Polaritas merupakan ukuran kepolaran nilai mendekati 0 berarti hubungan suatu senyawa. Senyawa yang bersifat

kedua variabel semakin lemah 13 . Tanda polar maka efek toksiknya akan semakin

menunjukkan arah yang rendah atau semakin non toksik yang

negatif

atau variabel bebas disebabkan karena senyawa tersebut

berlawanan

berbanding terbalik dengan variabel akan larut dalam tubuh yang dapat

terikat (-log IC 50 ). Dan µ memberikan dikeluarkan melalui keringat atau urin.

nilai korelasi yang kecil yaitu 0,482 pada metode AM1 dan 0,502 pada metode

log P merupakan koefsien partisi n-

PM3.

oktanol/air yang merupakan ukuran

Tabel 2. Koefisien korelasi antara variabel non polar suatu senyawa maka efek

kenonpolaran suatu senyawa 5 . Semakin

bebas dan variabel terikat dengan toksik meningkat yang disebabkan

metode AM1 karena

Parameter -log IC 50 mengendap dalam tubuh.

1 -log IC 50 1

-0,834 Momen dipol masing-masing anilin dan

5 log P

0,482 derivat anilin berbeda-beda. Momen

7 E H -0,705 dipol bertambah dan berkurang karena

8 E L -0,811 adanya pengaruh substituen penarik

elektron. Momen dipol dipengaruhi oleh Tabel 3. Koefisien korelasi antara variabel struktur molekul. Jika struktur molekul

bebas dan variabel terikat dengan bertambah maka momen dipolnya juga

metode PM3 akan berubah.

No.

Parameter -log IC 50

1 -log IC 50 1 Pada penelitian ini juga dihitung nilai

E HOMO dan E LUMO dan didapatkan selisih

5 log P

E HOMO dan E LUMO atau celah pita ( E).

7 E H Semakin kecil (∆E) suatu senyawa maka -0,555

8 E L senyawa tersebut akan semakin kurang -0,744

stabil dan toksisitasnya semakin besar. Data korelasi tersebut belum cukup kuat

3.2 Korelasi Parameter Senyawa Anilin dan untuk menjawab apakah ada atau Derivat Anilin dengan Aktivitas Toksik

tidaknya hubungan antara variabel Analisis

bebas dengan aktivitas toksik. Untuk mengetahui derajat hubungan linear

korelasi dilakukan

untuk

melihat adanya faktor lain yang antara aktivitas toksik ( –log IC

mempengaruhi signifikansi data perlu

senyawa anilin dengan

dilakukan analisis multilinear. parameter. Dimana aktivitas toksik ( –log

seluruh

3.3 Penentuan Model Persamaan HKSA IC 50 ) bertindak sebagai variabel terikat

dan polaritas, log P, momen dipol, E Homo Terbaik

dan E Lumo sebagai variabel bebas. Melalui perhitungan statistik analisis Analisis korelasi dilakukan terhadap

multilinear menggunakan parameter struktural yang dihitung

regresi

program SPSS For Windows 17.0, didapat program SPSS For Windows 17.0, didapat

HKSA.

Nilai

Nilai parameter R yang mendekati 1 dan

nilai parameter R 2 0,9 atau medekati dan F) yang didapatkan digunakan

parameter-parameter statistik (R, R 2 , SD,

angka 1 ataupun sama dengan 1 maka untuk menentukan model persamaan

pengaruh yang diberikan variabel bebas terhadap variabel terikat adalah sangat

terbaik dari metode AM1 dan PM3. baik. Pada metode AM1 nilai R yang

Kemungkinan model persamaan HKSA mendekati nilai 1 terdapat pada model menggunakan paket program SPSS For

persamaan 1, dimana R = 0,965 dan R 2 = Windows 17.0 dapat dilihat pada Tabel 4

0,932. Begitu juga dengan metode PM3, dan 5.

nilai R yang mendekati nilai 1 terdapat pada model persamaan 1, dengan R =

0,966 , R Tabel 4. Variabel bebas yang telibat dalam 2 = 0,933. model persamaan metode AM1

Parameter diatas meskipun secara No.

Variabel yang terlibat

PRESS

1. α, log P, µ, E H ,E L 0,129311

statistik telah mencukupi tetapi belum

dapat gambaran yang rill tentang

prediksi dari model

3. α, log P, µ, E H 0,168450

persamaan yang dihasilkan. Untuk

melihat kemampuan prediksi dari .

4. α, log P, E H ,E L 0,143744

model persamaan yang dihasilkan dapat Tabel 5 . Variabel bebas yang telibat dalam

digunakan parameter statistik lain yaitu model persamaan metode PM3

PRESS 14 . Nilai uji PRESS dapat dilihat No.

Variabel yang terlibat

PRESS

juga pada 6. Semakin kecil nilai PRESS

1. α, log P, µ, E H ,E L 0,126871

maka kemampuan memprediksi nilai

persamaan yang

3. 3 α, log P, µ, E

H 0,155905

dihasilkan semakin bagus . Dari data

4. α, log P, E H ,E L 0,153653

tersebut dapat dilihat bahwa nilai

5. α, log P PRESS yang lebih kecil terdapat pada 0,173201

metode PM3 dengan nilai PRESS sebesar 0,127 yang menyatakan bahwa

kemampuan persamaan yang dihasilkan Setelah dilakukan uji PRESS pada model

untuk memprediksi persamaan, didapatkan nilai PRESS

cukup

baik

toksisitas anilin dan turunannnya .

yang terkecil pada metode AM1 dan PM3. Selanjutnya dari dua model

3.4 Hasil Analisis Regresi Multilinear persamaan yang terbaik dari dua

Dari hasil persamaan regresi multilinear metode semiempiris AM1 dan PM3,

yang menyatakan hubungan struktur elektronik dengan aktivitas toksik ( –log

dipilih satu model persamaan terbaik. IC 50 ) yang merupakan variabel terikat Dari Tabel 6 dapat dilihat perbedaan

dan polaritas, log P, momen dipol, dari kedua metode tersebut.

E HOMO dan E LUMO sebagai variabel bebas yang dilakukan dengan metode AM1

Tabel 6. Persamaan terbaik AM1 dan PM3 dan PM3 maka dapat ditulis persamaan pada model persamaan 1

HKSA sebagai berikut: Metode

Metode

No. Parameter AM1

PM3

1. Metode AM1

1 R 0,965

prediksi = -8,831 + 0,206 (pol) 0,932

-log IC 50 –

1,074 (log P) – 0,030

3 AR 2 0,864

(μ) – 1,075 (E HOMO )

Dengan parameter regresi: n = 11, R = 0,932, SD = 0,420

7 PRESS 0,129

Berdasarkan

persamaan regresi mulitilinear tersebut dapat dilihat grafik

2. Metode PM3 hubungan aktivitas toksik (-log IC 50 ) -log IC 50 prediksi = -6,589 + 0,225 (pol) –

prediksi dari senyawa anilin dan derivat

1,201 (log P) + 0,120

anilin yang disajikan pada gambar 1 dan

(μ) - 0,709 (E HOMO )

+ 1,665 (E LUMO )

Dengan parameter regresi : n = 11, R 2 =

0,933, SD = 0,421

Bila ditinjau dari harga R 2 pada metode

PM3 yaitu sebesar 0,933 yang hampir menunjukkan hubungan yang lebih kuat

antara parameter

struktural

senyawa anilin dan derivatnya dengan nilai

aktivitas

toksik

( –log IC 50 )

dibandingkan dengan metode AM1

yang memiliki nilai R 2 adalah 0,932.

Nilai R 2 untuk model hubungan yang

bersifat ideal, parameter statistik ini sudah memenuhi kaidah HKSA secara

umum 8 . Sedangkan untuk standar Gambar 2. Hubungan nilai –log IC 50 eksperimen

deviasi yang diperoleh dari metode dengan nilai –log IC

50 prediksi

AM1 yaitu 0,420 dan pada metode PM3 senyawa anilin dan derivat yaitu sebesar 0,421. Hal ini menyatakan

anilin dengan metode PM3 bahwa penyimpangan data kedua

metode relatif kecil.

Parameter

yang dihitung dengan

metode AM1, dari Berdasarkan persamaan analisis regresi

menggunakan

1 didapatkan persamaan multilinear dengan metode AM1 dan

gambar

regresinya yaitu y = 0,931x + 0,275 PM3

E LUMO dengan R² = 0,932. Dan pada gambar 2 memberikan sumbangan energi yang

didapatkan

bahwa

parameternya dengan besar terhadap nilai aktivitas toksik

yang

data

menggunakan metode PM3 didapatkan ( –log IC 50 ) yaitu sebesar 1,318 pada

persamaan regresinya yaitu y = 0,933x + metode AM1 dan 1,665 pada metode

0,270 dan R² = 0,933. Dari data tersebut PM3.

dapat disimpulkan bahwa metode PM3 relatif tidak berbeda dibandingkan metode AM1.

Dari analisa parameter statistik untuk persamaan regresi multilinear serta uji lanjutan

dengan data eksperimen persamaan regresi linear (Gambar 1 dan

2) dapat disimpulkan metode PM3 relatif lebih baik digunakan untuk memprediksi aktivitas toksik derivat anilin.

Setelah didapatkan metode yang relatif Gambar 1. Hubungan nilai –log IC 50 eksperimen

baik, maka diuji senyawa derivat dengan nilai –log IC

floroanilin yang belum ada data senyawa anilin dan derivat

50 prediksi

anilin dengan metode AM1 eksperimennya

dengan parameter polaritas, log P, momen dipol, E HOMO dengan parameter polaritas, log P, momen dipol, E HOMO

3,96501; 4,10363; 4,12618; didapatkan setelah dihitung dengan

4,33143; 4,33386; 4,35071; 4,77633. program Hyperchem. Setelah dihitung

V. Ucapan terima kasih

parameter struktural tersebut kemudian Ucapan terima kasih diberikan kepada

dimasukkan dalam persamaan HKSA analis Laboratorium Kimia Komputasi

untuk parameter PM3 dan didapatkan Jurusan Kimia FMIPA Unand.

nilai aktivitas toksik

( –log IC 50 )

prediksinya. Nilai aktivitas toksik ( –log

Referensi

IC 50 ) prediksi senyawa floroanilin dapat dilihat pada Tabel 7.

1. Sentra

Informasi Keracunan

(SIKerNas) Pusat Tabel 7. Nilai aktivitas toksik (-log IC 50 Informasi Obat dan Makana, 2012, prediksi) senyawa floroanilin

Nasional

Badan BPOM RI –log IC 50 2. Wibowo,

I. Y., 2001, Uji No

Senyawa Floroanilin prediksi Keberadaan Amina aromatis Hasil

1. 2-floroanilin Biodegradasi Zat Warna Azo,

3. Puspitasari, N. S., Tahir, I., dan

3. 4-floroanilin

Mudasir, 2006, Aplikasi Principal

Regression Untuk

5. 2,4- difloroanilin

Analisis

QSAR Senyawa

6. 3,4- difloroanilin

Antioksidan Turunan Flavon / Flavonol Menggunakan Deskriptor

7. 2,5- difloroanilin

Hasil Perhitungan Metode AM1, Berkala MIPA, 16 (3),

4. Lu, G. H., Yuan, X., dan Wang, C,. Dari analisa parameter statistik untuk

IV. Kesimpulan

Quantitative Structure – persamaan regresi multilinear antara

Toxicity

Relationships for

aktivitas toksik ( –log IC 50 ) dengan

Substituted Aromatic Compounds parameter struktural dan regresi linear

to Vibrio fisheri. Bull Environ Contam

antara aktivitas toksik ( –log IC 50 )

Toxicol 70:832-838. prediksi dengan aktivitas toksik ( –log

5. Chao, W., Guanghua, L. U., IC 50 ) eksperimen didapatkan metode

Zhuyun, T., dan Xiaoling, Guo., PM3 relatif lebih baik dibandingkan

Quantitative Structure dengan metode AM1. HKSA toksik

Activity Relationship for Joint derivat

Toxicity of Substitued Phenols and struktural

anilin dengan

parameter

Anilins to Scenedesmus obliquus menggunakan metode PM3 adalah:

yang didapat

dengan

Structure-Activity. Journal of Environmental Sciences 20, 115- -log IC 50 prediksi = -6,589 + 0,225 (pol) –

1,201 (log P) + 0,120

6. Lu, G. H., Wang, C., Wang, P. F., (μ) - 0,709 (E HOMO )

dan Chen, Z. Y., 2009, Joint Toxicity + 1,665 (E LUMO )

Evaluation and QSAR Modeling of Aromatic Amines and Phenols to

Nilai aktivitas toksik

Bacteria. Bull Environ Contam floroanilin meningkat dengan urutan

senyawa

Toxicol 83:8-14 . berikut: 2-floroanilin, 4-floroanilin, 3-

7. Netzeva, T, I., Dearden, D, J., floroanilin,

Edwards, R., Worgan, A. D. P., dan difloroanilin, 3,4-difloro anilin, 2,4,6-

2,5-difloroanilin,

M. T. D., 2004, trifloroanilin, 2,3-difloroanilin, 3,4,5-

Cronin,

Evaluation and trifloroanilin yaitu sebesar 3,84634;

Toxicological

QSAR

Modelling of Amina

Aromatic to Chorella vulgaris, Bull. Environ. Contam. Toxicol. 73:385- 391.

8. Alim, S., Tahir, I., Pradipta, M. F., 2000, Terapan Analisis Hansch Pada Hubungan Struktur Dan Toksisitas

Senyawa

Fenol

Berdasarkan Parameter Teoritik. Makalah Seminar Nasional Kimia Fisik I , Malang.

9. Tahir, I., Wijaya,

K.,

dan

Widianingsih, D., 2003, Hubungan Kuantitatif

Struktur-

Aktivitas

Antiradikal Senyawa

Turunan

Flavon/Flavonol

Berdasarkan

Pendekatan Free-Wilson, Makalah Seminar Fisik III , Semarang.

10. Ari, B. S., Quantitative Structure Activity

Relationship,

elisa1.ugm.ac. id/files/Arie_BS/EcRhowxc/HKS

A. Pdf, download pada 17 Juni 2013.

11. Tahir, I., Wijaya,

K.,

dan

Widianingsih, D., 2003, Terapan Analisis Hansch Untuk Aktivitas Antioksidan Senyawa Turunan Flavon / Flavonol, Makalah Seminar Khemometri , Jogjakarta

12. Mudasir, Putri, I. D. P. M., dan Tahir,

Hubungan Kuantitatif

Antara

Struktur Elektronik dan Aktivitas Fungisida

Turunan

Thiadiazolin, Indo.J. Chem., 3 (1), 39-47.

13. Priyatno, D., 2010, Paham Analisa Statistik Data dengan SPSS, Media Kom, hal. 22, 55-61.

14. Syarifah, N., Iswanto, P., dan Tahir, I., 2004, Hubungan Kuantitatif Dan Aktivitas

Antikanker

Senyawa

Turunan Estradiol

Hasil

Perhitungan Metode Semiempiris AM1, Prosising Seminar Nasional Kimia XV .

PENYERAPAN ION LOGAM Cd(II) DAN Zn(II) DARI LARUTAN

Ayu Rahmadani, Edison Munaf, dan Rahmiana Zein

Laboratorium Kimia Analisis Lingkungan Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Andalas

e-mail: aiyurahmadani@gmail.com Jurusan Kimia FMIPA Unand, Kampus Limau Manis, 25163

Abstract

An investigation of adsorption of metal ions Cd(II) and Zn(II) with using the seed of soursop (Annona muricata L.) has been achieved. This work has studied some parameters, they are : pH, contact time, stirring speed, metal ion concentration, biosorben dosage and bicomponent solution. Langmuir and Freundlich isotherm for such process have been also determinated. The optimum adsorption capacity of metal ion Cd(II) obtained at concentration 200 mg/L, pH 6, biosorbent dosage 1 g, stirring speed 150 rpm, contact time 90 minutes is 3.59 mg/g. For metal ion Zn(II), adsorption capacity obtained at pH 4, metal ion concentration 150 mg/L, contact time

30 minutes, stirring speed 150 rpm, and biosorbent dosage 1 g is 1.92 mg/g.

Keywords: abstract, sorption, metal ion, Annona muricata L

beberapa metoda yang digunakan dalam mengatasi hal tersebut Pencemaran lingkungan yang disebabkan

I. Pendahuluan

diatasi.

Ada

diantaranya adalah biodegradasi, oksidasi oleh logam berat yang dilepaskan ke

kimia, elektrolisis, adsorpsi, pengumpalan lingkungan akibat kegiatan manusia seperti

kimia, dan fotokatalisis. Namun proses kegiatan pertambangan, produksi energi

merupakan solusi alternativ dan

adsorpsi

pengolahan limbah yang cukup efektif, pengolahan air limbah dan kegiatan

bahan bakar,

pelapisan

logam,

Metoda ini memiliki beberapa keunggulan pertanian, menjadi salah satu masalah

seperti biaya yang relatif tidak mahal, utama lingkungan di beberapa negara

metodanya mudah untuk industri 1 dan 2 .

fleksibel,

dikerjakan, dapat dilakukan regenerasi dan sensitiv terhadap logam berat 3 . Air limbah banyak dihasilkan oleh industri

tekstil, penyamakan kulit, kertas, karet, Biosorpsi merupakan salah satu teknik yang kosmetik dan makanan yang dikenal

menjanjikan dalam penghilangan logam sebagai konsumen zat pewarna dan pigmen

berat di lingkungan air, dimana adsorben terbanyak. Sebagian besar limbah tersebut

berasal dari bahan lignoselulosa. Pencarian bersifat karsinogenik dan mutagenik karena

teknologi baru dalam menghilangkan logam adanya kandungan bahan kimia yang

berat dari air limbah diarahkan pada berbahaya dalam proses pembuatannya.

biosorpsi, yaitu berdasarkan pada logam Oleh karena itu penghilangan bahan kimia

yang terikat pada berbagai bahan biologi. berbahaya

Biosorpsi berlangsung cepat dan reaksinya masalah lingkungan yang penting untuk

Lignoselulosa memiliki Lignoselulosa memiliki

rotary shaker (Edmund Buhler), pH meter karakteristik penyerapan yang umum,

ion

dan

(Metrohm, Swiss), Atomic Absorption contohnya selulosa, hemiselulosa, pektin,

Spectroscopy (AAS; Varian SpectrAA-400 lignin dan protein. Produk pertanian

spectrometer), Fourier Transform Infra Red memiliki

Mod 7000 FTIR bervariasi dalam menghilangkan logam dari

spectrometer using KBr pellets), oven, kertas larutan. Kemampuan bahan biologi untuk

saring, erlenmeyer, labu ukur, pipet takar, menyerap ion logam mendapat banyak

dan peralatan gelas perhatian untuk dikembangkan karena

pipet

gondok,

laboratorium lainnya.

efisien, bagus dan teknologinya murah untuk pengolahan air limbah dengan konsentrasi logam yang rendah yaitu 1

2.2. Prosedur penelitian

mg/L. Dalam beberapa tahun terakhir perhatian khusus telah difokuskan pada

2.2.1. Perlakuan awal pada biji buah sirsak bahan penyerap alami sebagai alternatif

Biji sirsak dikumpulkan kemudian dicuci dalam penghilangan logam berat dengan

dengan aquadest untuk menghilangkan pertimbangan

pengotor. Kemudian dikeringkan anginkan. ekonomi. Material alami tersedia dalam

Setelah kering, biji dihancurkan dan digiling jumlah besar atau produk limbah tertentu

sampai halus menggunakan Cruisher dan hasil dari industri atau pertanian memiliki

Mortal Grinder. Serbuk biji sirsak kemudian potensi sebagai bahan penyerap dengan

di oven selama 40 jam pada suhu 60 o C. biaya yang murah 4 .

Kemudian direndam dengan asam nitrat selama 2 jam, disaring dan dicuci dengan

Biosorben dapat tersedia di alam atau dari aquadest dan kemudian dikering anginkan limbah tanaman. Beberapa biosorben yang

dan siap untuk digunakan.

telah digunakan antara lain kulit manggis 1 ,

tongkol dan daun jagung 5 , alga dan

2.2.2. Penyerapan Batch

biomassa tanaman Reynoutria japonica 6 ,

Ke dalam erlenmeyer 50 mL dimasukkan bentonite alam 7 , bambu 8 , abu ampas teh , 9 sebanyak

1 gram biomassa dan kulit durian 10 , biji mangga dan limbah

ditambahkan 25 mL larutan Cd(NO 3 ) 2 10 kakao 11 dan limbah tanaman lainnya. mg/L. Diatur pH larutan penambahan Berdasarkan literatur di atas akan dipelajari

HNO 3 0.1 M atau NaOH 1 M. Kemudian kemampuan biji buah sirsak (Annona

diaduk dengan kecepatan 100 rpm selama muricata L ) sebagai biosorben ion logam

90 menit. Setelah itu disaring dan filtratnya Cd(II) dan Zn(II).

diukur konsentrasinya menggunakan AAS. Hal yang sama dilakukan untuk larutan

II. Metodologi Penelitian

Zn(NO 3 ) 2 . Penyerapan dilakukan dengan

pH, waktu kontak, kecepatan pengadukan, konsentrasi larutan, Bahan

2.1. Bahan kimia, peralatan dan instrumentasi

memvariasikan

berat biosorben serta pengaruh larutan Bahan yang digunakan adalah biji buah

bikomponen.

sirsak. Larutan standar Cd(NO 3 ) 2 dan

Zn(NO 3 ) 2 1000 mg/L, NaOH, HNO 3 65%

2.2.3. Analisa data

dan aquadest. Semua

Untuk menentukan jumlah ion logam yang digunakan merupakan produksi dari Merk

reagen

yang

terserap oleh biosorben biji buah sirsak (Darmstad, Germany).

digunakan rumus :

Alat dan instrumentasi Alat-alat yang digunakan adalah cruisher

(Fritsch, Germany), mortal grinding (Fritsch, Germany), timbangan analitis (Kern, ABJ),

Dimana adalah konsentrasi awal larutan penyerapan pada pH 2.0 sampai pH 4.0 (mg/L),

adalah konsentrasi pada terus meningkat dan pada pH 5.0 mulai saat setimbang (mg/L),

berat biosorben

menurun. Kapasitas penyerapan optimum ion logam Zn(II) didapatkan pada pH 4.0.

(g) dan adalah volume larutan (L). Pada pH yang rendah akan mengakibatkan permukaan dinding sel biomassa bermuatan

III. Hasil dan Pembahasan

positif,

sehingga memperkecil kemungkinannya untuk mengikat ion

3.1. Pengaruh pH Larutan terhadap Kapasitas logam yang bermuatan positif, karena Penyerapan Ion Logam

gugus karboksil cenderung bermuatan Dalam metoda adsorpsi ion logam salah

netral. Sedangkan jika pH semakin tinggi satu parameter yang di pelajari adalah pH.

akan mengakibatkan permukaan dinding pH mempengaruhi kelarutan ion logam,

sel bermuatan negatif, sehingga gugus konsentrasi logam yang terserap oleh

karboksil dapat mengikat kation logam adsorben dan derajat ionisasi adsorbat serta

Hasil serupa juga muatan gugus fungsi aktif, seperti gugus

lebih

banyak 13 .

didapatkan pada penyerapan logam Cd(II) karboksil

dengan batang jagung 12 12 dan penyerapan biomassa .

yang terdapat

permukaan

logam Zn(II) menggunakan serbuk daun

Fiscus Hispida 14 .

3.2. Pengaruh

Waktu Kontak terhadap

0.25 Kapasitas Penyerapan Logam

0.2 Waktu kontak pada proses penyerapan ion )

logam sangat mempengaruhi jumlah ion /g g

m 0.15 logam yang akan diserap oleh biosorben. q ( 0.1

0.05 Cd (II) Zn (II)

g m 0.15 q (

Gambar 1 : Pengaruh pH pada penyerapan ion logam Cd(II) dan Zn(II) 0.05

Cd (II)

menggunakan biji buah sirsak Zn (II) (Annona muricata L.) : 25 mL

0 30 60 90 120 larutan

Waktu kontak (menit) dengan konsentrasi 10 mg/L,

Cd(II)

dan

Zn(II)

berat biosorben 1 g, waktu Gambar 2 : Pengaruh waktu kontak pada kontak 90 menit dan kecepatan

penyerapan logam Cd(II) dan pengadukan 100 rpm.

Zn(II) menggunakan biji buah sirsak (Annona muricata L.) :

Pada gambar 1,

25 mL larutan Cd(II) dan penyerapan ion logam Cd(II) pada pH 2

terlihat

kapasitas

Zn(II) dengan konsentrasi 10 sampai pH 6 terus mengalami peningkatan

mg/L, pH 6 untuk logam dan pada pH 7.0 kapasitas penyerapan

Cd(II) dan pH 4 untuk logam mulai mengalami penurunan. Sehingga

Zn(II), massa biosorben 1 g, didapatkan kapasitas penyerapan optimum

dan kecepatan pengadukan pada pH 6. Untuk Zn(II) kapasitas

100 rpm.

Pada gambar 2,

pada kecepatan pengadukan dari 50 rpm penyerapan

terlihat

kapasitas

sampai 150 rpm. Sedangkan untuk ion meningkat dengan bertambahnya waktu

perubahan kecepatan kontak. Interaksi antara biosorben dengan

logam

Cd(II)

pengadukan tidak terlalu berpengaruh ion logam Cd(II) dan Zn(II) mencapai

terhadap kapasitas penyerapan, dimana optimum setelah waktu kontak masing-

kapasitas penyerapan yang didapatkan masing

hampir konstan. Kecepatan pengadukan penyerapan 0.2276 mg/g dan 60 menit

didapatkan pada dengan kapasitas penyerapan 0.2220 mg/g.

optimum

yang

penyerapan ion logam Cd(II) dan Zn(II) Pada ion logam Zn(II) perbedaan kapasitas

dengan kapasitas penyerapan selama 60 menit dan 30 menit

penyerapan 0.240 dan 0.2261 mg/g. sangat kecil yaitu 0.0056 mg/g. Sehingga

bertambahnya kecepatan untuk

Dengan

terlihat bahwa kapasitas selanjutnya

efisiensi waktu,

percobaaan

pengadukan

penyerapan terhadap ion logam Cd(II) dan selama 30 menit.

Zn(II) cenderung meningkat. Ketebalan Tingkat

lapisan biosorben dapat menurun dengan dengan

kecepatan pengadukan biosorben dan penerobosan permukaan

daya mengikat

permukaan

peningkatan

sehingga lapisan biosorben berkurang. biosorben. Selain itu berbagai jenis gugus fungsi yang ada pada biosorben dengan

afinitas yang berbeda dengan ion logam biasanya

Gugus yang aktif biasanya akan menempati ion logam dengan afinitas yang tinggi

terlebih dahulu 15 . Dimana Zn(II) memiliki

g /g

m nilai afinitas yang lebih tinggi dibandingkan 0.15

dengan Cd(II) sehingga Zn(II) lebih cepat

mencapai keadaan optimum dibandingkan dengan Cd(II). Hasil yang sama juga

0.05 Cd (II) didapatkan pada biosorpsi logam Pb(II) dn

Zn (II) Cd(II)

16 0 50 100 150 200 250 (aquatic macrophyte) 300 dan penyerapan yang menggunakan daun Shorea Robusta Kecepatan Pengadukan (rpm)

untuk mengadsorpsi logam berat 17 .

3.3. Pengaruh Kecepatan Pengadukan Gambar 3 : Pengaruh kecepatan pengadukan terhadap Kapasitas Penyerapan Ion Logam

pada penyerapan logam Cd(II) Kecepatan pegadukan sangat berpengaruh

dan Zn(II) menggunakan biji terhadap proses penyerapan ion logam.

buah sirsak (Annona muricata L.) Dalam

: 25 mL larutan Cd(II) dan Zn(II) transfer

sistem penyerapan,

kecepatan

dengan konsentrasi 10 mg/L, pH dipengaruhi oleh ketebalan lapisan cairan

6 untuk logam Cd(II) dan pH 4 yang

untuk logam Zn(II), waktu Ketebalan

kontak 90 menit untuk logam

Cd(II) dan 30 menit untuk logam Pada gambar 3, terlihat bahwa kapasitas

bergantung pada kecepatan pengadukan 18 .

Zn(II) dengan massa biosorben penyerapan ion logam Cd(II) dan Zn(II)

1 g.

mengalami peningkatan seiring dengan

bertambahnya kecepatan

Namun, dengan bertambahnya kecepatan Penyerapan ion logam Zn(II) meningkat

pengadukan.

menyebabkan penurunan dari 0.2218 mg/g menjadi 0.2261 mg/g

pengadukan

kapasitas penyerapan yang terlihat pada gambar 6. Hasil yang sama juga didapatkan kapasitas penyerapan yang terlihat pada gambar 6. Hasil yang sama juga didapatkan

menggunakan

peningkatan konsentrasi chrysosporium 19 . Hasil ini juga didapatkan

phanerochaete

dengan

mengambarkan kejenuhan gugus aktif yang pada

Cd(II)

terdapat

pada

biosorben, hal ini

menggunakan ampas tebu 18 .

dikarenakan jumlah ion logam semakin banyak sementara gugus aktif yang tersedia

3.4. Pengaruh Konsentrasi Larutan terhadap

tetap 21 .

Kapasitas Penyerapan Ion Logam Konsentrasi ion logam Cd(II) dan Zn(II)

disebabkan oleh sangat berpengaruh terhadap kapasitas

Zn(II),

hal

ini

keelektronegatifan dari ion logam tersebut. penyerapan.

lebih elektronegatif Pada gambar 4, terlihat bahwa kapasitas

Dimana

Zn(II)

dibandingkan dengan Cd(II). Semakin penyerapan

elektronegatif suatu unsur maka daya tarik mengalami peningkatan dari konsentrasi 5

ion logam

Cd(II)

terus

inti atom terhadap elektron terluar semakin mg/L sampai 200 mg/L. Sedangkan, pada

kuat dan elektron terluar sulit untuk ion logam Zn(II) kapasitas penyerapan juga

dilepaskan. Kapasitas penyerapan optimum mengalami peningkatan dari konsentrasi 5

dari ion logam Cd(II) dan Zn(II) didapatkan mg/L sampai 150 mg/L. Jumlah logam

pada konsentrasi 200 mg/L dan 150 mg/L. yang terserap akan meningkat dengan

Hasil yang sama dengan penelitian ini juga meningkatnya konsentrasi awal, hal ini

penyerapan logam disebabkan karena peningkatan interaksi

didapatkan

pada

seng dari larutan elektrostatik pada ion logam dengan afinitas

cadmium

dan

menggunakan aspergillus niger 20 . yang rendah 20 .

3.5. Pengaruh

Berat

Biosorben terhadap

4 Kapasitas Penyerapan Ion Logam Jumlah biosorben sangat mempengaruhi

3.5 kapasitas penyerapan ion logam, karena

3 semakin besar jumlah biosorben yang ) 2.5 digunakan, maka semakin banyak gugus

/g g 2 aktif yang terkandung di dalamnya, sebagai m (

interaksi proses q 1.5 penyerapan ion logam.

tempat

terjadinya

0.5 Cd (II)

Pada gambar 5 dapat dilihat bahwa

penurunan kapasitas terjadi penurunan 0 50 100 150 200 250 300

Zn (II)

kapasitas penyerapan pada peningkatan Konsentrasi awal ion logam(mg/L)

jumlah biosorben. Kapasitas penyerapan menurun dari 13.2 mg/g sampai 1.673

mg/g untuk ion logam Cd(II) dan Zn(II) Gambar 4 : Pengaruh konsentrasi larutan

dari 4.0875 mg/g sampai 1.371 mg/g dan logam Cd(II) dan Zn(II) mengalami sedikit peningkatan sebesar menggunakan biji buah sirsak 0.5502 mg/g kemudian turun lagi menjadi (Annona muricata L.) : 25 mL 0.5146 mg/g. Jumlah biosorben yang tinggi larutan Cd(II) pH 6 dan Zn(II) dapat menyebabkan aglomerisasi sel dan pH 4, waktu kontak Cd (II) = reduksi yang berkesinambungan pada jarak

90 menit dan Zn(II) = 30 antara interseluler yang akan menghasilkan menit, massa biosorben 1 g screen efek antara lapisan sel yang dan kecepatan pengadukan mengarah pada perlindungan terhadap 150 rpm.

gugus

aktif.

Penurunan kapasitas

penyerapan ion logam juga dilaporkan Kapasitas penyerapan dari ion logam Cd(II)

lebih besar dibandingkan dengan ion logam lebih besar dibandingkan dengan ion logam

marine alga sebagai biosorben 21 .

Cd (II)

/g g 0.45

12 Zn (II)

q 6 Cd (II) Zn (II)

3 0 5 10 15 20 25 30 Konsentrasi logam penggangu (mg/L)

Berat Biosorbent (g)

Gambar 5 : Pengaruh berat biosorben pada penyerapan logam Cd(II) dan 0.5

Zn(II) menggunakan biji buah

sirsak (Annona muricata L.) : 25

) /g

mL larutan Cd(II) 200 mg/L

m 0.3 (B) dan Zn(II) 150 mg/L dengan

pH 6 untuk logam Cd(II) dan

pH 4 untuk logam Zn(II), waktu kontak Cd(II) dan Zn(II)

0.1 Cd (II) masing-masing 90 dan 30 menit

Zn (II) dan kecepatan pengadukan 150

0 5 10 15 20 25 30 rpm.

Konsentrasi logam penganggu (mg/L)

Gambar 6 : (A) Kurva bikomponen ion

3.6. Pengaruh Larutan Bikomponen terhadap logam. Konsentrasi ion logam Kapasitas Penyerapan Ion Logam

Cd(II) tetap (25 mg/l) dan Penyerapan ion logam oleh biomaterial

konsentrasi ion logam Zn(II) sangat dipengaruhi oleh jumlah dan jenis

divariasikan yaitu 0, 10, 15, ion logam yang terkandung dalam larutan.

20 dan 25 mg/L. (B) : Kurva Pada gambar 6 (A), terlihat pengaruh dari

bikomponen ion logam. penambahan ion logam Zn(II) dengan

Konsentrasi ion logam Zn(II) variasi

(25 mg/l) dengan penyerapan ion logam Cd(II) dengan

konsentrasi ion logam Cd(II) konsentrasi tetap yaitu 25 mg/L. divariasikan yaitu 0, 10, 15, 20

dan 25 mg/L.

Kapasitas penyerapan dari ion logam Cd(II) mengalami sedikit kenaikan dari 0.4263 mg/g menjadi 0.56 mg/g pada konsentrasi Zn(II) 0 – 15 mg/L dan kemudian mengalami penurunan pada konsentrasi Zn(II) 20 – 25 mg/L. Sedangkan Kapasitas penyerapan logam Zn(II) dari 0-25 mg/L Kapasitas penyerapan dari ion logam Cd(II) mengalami sedikit kenaikan dari 0.4263 mg/g menjadi 0.56 mg/g pada konsentrasi Zn(II) 0 – 15 mg/L dan kemudian mengalami penurunan pada konsentrasi Zn(II) 20 – 25 mg/L. Sedangkan Kapasitas penyerapan logam Zn(II) dari 0-25 mg/L

(mg/g), b adalah konstanta kesetimbangan konsentrasi ion logam Cd(II) yang tetap .

peningkatan

pada

Kurva linearitas Hasil ini menunjukan adanya persaingan

Langmuir

(L/mg).

Langmuir merupakan plot antara versus antara ion logam Cd(II) dan Zn(II) ketika

dicampurkan. Perlakuan yang sama juga diberlakukan

Untuk Isoterm Freundlich dirumuskan untuk ion logam Zn(II), dimana konsentrasi

sebagai berikut 17 :

ion logam Zn(II) tetap (25 mg/L) dan konsentrasi logam pengganggu Cd(II)

divariasikan dari 0-25 mg/L. Dari gambar 6

(B) dapat dilihat

bahwa

kapasitas

penyerapan dari ion logam Zn(II) hampir konstan sedangkan konsentrasi ion logam

Cd(II) terus meningkat. Hal tersebut Cd (II)

Zn (II)

mengambarkan tidak adanya pengaruh dari pencampuran ion logam Cd(II) terhadap 30

kapasitas penyerapan ion logam Zn(II).

Sejumlah tertentu

menghasilkan jumlah dari situs aktif yang

terbatas, beberapa gugus aktif tersebut akan mengalami

persaingan logam,

terutama

pada

konsentrasi yang tinggi. Selain itu juga dipengaruhi oleh kemampuan dua ion

Ce

logam ini untuk bersaing 19 .

3.7. Penentuan Isoterm Adsorpsi Gambar 7 : Kurva linearitas Langmuir pada Isoterm adsorpsi menunjukkan bagaimana

penyerapan ion logam Cd(II) terjadinya

dan Zn(II) terdistribusi antara fasa padat dan fasa cair sewaktu

proses adsorpsi

mencapai

kesetimbangan. Dalam menentukan isoterm

Cd (II)

adsorpsi dapat digunakan beberapa model

Zn (II)

diantaranya Isoterm Langmuir dan Isoterm Freundlich.

Isoterm

Langmuir

e mengansumsikan adsorpsi pada monolayer 0 dan konstanta energy adsorpsi, dimana q

ln

isoterm ini berkaitan dengan penyerapan

yang homogen. Sedangkan pada isoterm Freundlich

penyerapan yang heterogen 22 .

Isoterm Langmuir dapat digambarkan

0 1 2 3 4 melalui persamaan berikut 5 : ln Ce

8 -1

Gambar 8 : Kurva linearitas Freundlich pada penyerapan ion logam

Cd(II) dan Zn(II) Dimana

adalah kapasitas adsorpsi

(mg/g) pada kesetimbangan,

isoterm freundlich konsentrasi pada saat setimbang (mg/L), merupakan hubungan antara ln

dengan adalah kapasitas adsorpsi maksimum dengan adalah kapasitas adsorpsi maksimum

sesudah penyerapan isotherm Freundlich.

penyerapan

dan

terdapat beberapa puncak yang panjang gelombangnya tidak mengalami perubahan

Gambar 7 dan gambar 8 merupakan kurva yaitu pada panjang gelombang 2925.48 cm -1 linearitas isoterm Langmuir dan Isoterm

yaitu gugus C-H sterching dan pada Freundlich. Koefisien korelasi Langmuir (r)

panjang gelombang 1743.33 cm -1 yaitu didapatkan untuk logam Cd(II) 0.8500 dan

gugus C=O keton.

Zn(II) adalah 0.9438.

Nilai

b yang

didapatkan yaitu 0.0113 untuk ion logam Cd(II) dan 0.0401 untuk Zn(II). Hasil yang didapatkan ini cukup bagus dimana didapatkan nilai b yang < 0.1. Hasil ini juga menunjukan kemungkinan terjadi ikatan yang kuat antara ion logam dan biosorben. Pada isoterm Freundlich, hubungan antara

versus ln menghasilkan garis lurus dengan koefisien korelasi (r) untuk ion logam Cd(II) dan Zn(II) masing-masing adalah 0.8654 dan 0.9604. Dari data yang didapatkan, antara kedua persamaan ini

didapatkan nilai (r) dari Isoterm Freunlich

Gambar 9 : Spektrum FTIR serbuk biji buah isoterm Langmuir. Hal ini menunjukan

yang lebih bagus dari pada

pada

sebelum penyerapan bahwa penyerapan ion logam Cd(II) dan

sirsak

tetapi telah direndam dengan Zn(II) menggunakan biji buah sirsak ini

HNO 3 dan sesudah lebih

penyerapan ion logam. Freundlich. Ini berarti penyerapan yang terjadi

sebelum penyerapan heterogen. Penyerapan ion logam Zn(II)

terdapat gugus C-O stretching dengan dengan tangkai jagung menunjukan data

panjang gelombang 1267.25 cm -1 yang Isoterm Freundlich yang lebih bagus

mengalami perubahan panjang gelombang

menjadi 1048.12 cm -1 . Dari spektrum diatas Hasil yang sama juga didapatkan pada

dibandingkan data Isoterm Langmuir 12 .

dapat disimpulkan bahwa kemungkinan ion penyerapan ion logam Cd(II) menggunakan

logam terikat pada gugus O-H dan gugus C- kulit buah pomelo 23 .

O sterching. Gugus O-H merupakan gugus fungsional

terionisasi yang mampu

kation. Hal ini Sirsak menggunakan FTIR

3.8. Analisa Gugus Fungsi dari Biji Buah

berinteraksi

dengan

menunjukan adanya peranan gugus fungsi pada biomassa terhadap pengikatan dari ion

Analisa ini bertujuan untuk menentukan logam bermuatan positif 23 . gugus fungsi yang terdapat di dalam biji buah sirsak. Dimana gugus fungsi tersebut

sangat berperan sebagai tempat terjadinya

IV. Kesimpulan

ikatan dengan ion logam yang akan diserap. Dari gambar 9 dapat dilihat bahwa pada

penelitian yang telah serbuk biji sirsak sebelum penyerapan tetapi

Berdasarkan

dilakukan dapat disimpulkan bahwa biji

buah sirsak dapat digunakan sebagai bahan gugus O-H pada panjang gelombang

telah direndam dengan HNO 3 terdapat

penyerap dari ion logam Cd (II) dan Zn (II). 3342.03 cm -1 . Setelah dilakukan penyerapan

Kapasitas penyerapan optimum ion logam puncak O-H bergeser menjadi 3284.18 cm -1 Cd (II) didapatkan pada pH = 6, waktu

dan 3561.88 cm -1 . Pada spektrum sebelum kontak 90 menit, kecepatan pengadukan 150 dan 3561.88 cm -1 . Pada spektrum sebelum kontak 90 menit, kecepatan pengadukan 150

Biomass, Nova Biotechnologica. mg/g. Sedangkan untuk ion logam Zn (II)

7. F, Ghomri., A, Lahsini., A, Laajeeb and didapatkan pada pH = 4, waktu kontak 30

Addaou A., 2013, The Removal of menit, kecepatan pengadukan 150 rpm,

Heavy Metal Ions (Copper, Zinc, Nickel massa biosorben 1 g dengan konsentrasi

and Cobalt) by Natural Bentonite, awal 150 mg/L sebesar 1.9215 mg/g.

Larhyss Journal , ISSN 1112-3680, pp 37-

8. Slaiman, Q. J. M., Haweel, C. Kh. And

Ucapan Terima Kasih

Abdulmajeed, Y. R., 2010, Removal of heavy Metals Ions from Aqueous

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Solutions Using Biosorption onto Analis

Bamboo, Iraqi Journal of Chemical and Lingkungan

Petroleum Engineering Vol.11 No.3 : 23- Universitas Andalas

9. Kuntakapun. J, Chungsiriporn, J., Husaiha, N, and Intamanee, J., 2010,

Referensi

Adsorption of Zn(II) Metal Ion from an Aqueous Solution Using Tea Waste

1. Zein, R., Suhaili, R., Earnestly, F., Char, The Eighth PSU Engineering Indrawati

Department of Removal of Pb(II), Cd(II) and Co(II)

ChemicalEngineering Prince of Songkla from aqueous solution using Garcinia

University, Songkhla, Thailand. mangostana L . fruit shell, Journal of

10. Saikaew, W. and Kaewsarnz, P., 2010, Hazardous Materials 181 : 52-56.

Durian Peel as Biosorbent for Removal

2. Rejula, F. A and Dhinakaran, M., 2012. of Cadmium Ions From Aqueous Removal of Zinc (II) by Non Living

Solution, J. Environ. Res., 32 (1), 17-30. Biomass of Agaricus Bisporus. Research

11. Olu-owolabi, B. I., Oputu, O.U., Journal of Recent Sciences, Vol. 1(9), 13-

Adebowale, K.O., Ogunsolu, O. and

17. Olujimi, O., 2012, Biosorption of Cd 2+

3. Malekbala, M. R., Soultani, S.M., Yazdi, And Pb 2+ Ions onto Mango Stone And S.K.,

Waste: Kinetic And Equilibrium and Kinetic Studies of

and Hosseini,

Equilibrium Studies, Scientific Research Safranine Adsorptionon Alkali-Treated

and Essays , Vol. 7(15), 1614-1629. Mango Seed Integuments, International

12. El-sayed, G.O., Dessouki, H.A., and Journal of Chemical Engineering and

Ibrahiem, S.S. 2011. Removal of Zn(II), Application Vol. 3, No.3.

Cd(II) And Mn(II) From Aqueous

4. Osman, H. E., Badwy, R.K., Ahmad, Solutions By Adsorption On Maize H.F., 2010, Usage of some agricultural

Malaysian Journal of by-products in the removal of some

Stalks.

The

Analytical Sciences Vol 15 No 1 : 8 – 21. heavy

13. Komari, N., Sujatmiko, 2010, Biomassa wastewater, Journal of Phytology, 2 (3):

Batang Pisang (musa paradisiaca sp) 51-62.

sebagai Biosorben Cd(II), Sains dan

5. C, Igwe J., N, Ogunewe D and A, Abia Terapan Kimia, Vol. 4, No. 2, 191-201.

14. Namdeti, R and Pulipati, K., 2013, Zn(II), Cd(II) and Pb(II) ions from

A. 2005. Competitive Adsorption of