PEMBUATAN ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG BULU YANG DIAKTIVASI SECARA TERMAL SEBAGAI PENGADSORPSI FENOL SKRIPSI
PEMBUATAN ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG BULU YANG DIAKTIVASI SECARA TERMAL SEBAGAI PENGADSORPSI FENOL SKRIPSI Oleh JEFFRY HARYADI NASUTION 100405053 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA AGUSTUS 2015
PEMBUATAN ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG BULU YANG DIAKTIVASI SECARA TERMAL SEBAGAI PENGADSORPSI FENOL SKRIPSI Oleh JEFFRY HARYADI NASUTION 100405053 SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA AGUSTUS 2015
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PEMBUATAN ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG BULU YANG DIAKTIVASI SECARA TERMAL SEBAGAI PENGADSORPSI FENOL
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai aturan yang berlaku.
Medan, 13 Agustus 2015 Jeffry Haryadi Nasution
NIM 100405053
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul :
PEMBUATAN ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG BULU YANG
DIAKTIVASI SECARA TERMAL SEBAGAI PENGADSORPSI FENOLdibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada 13 Agustus 2015 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Pembuatan Adsorben Dari Cangkang Kerang Bulu yang Diaktivasi secara Termal Sebagai Pengadsorpsi Fenol
”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik. Hasil penelitian ini: Penelitian ini memberikan informasi tambahan mengenai adsorben yang dibuat dari cangkang kerang bulu yang diaktivasi secara termal dan karakteristiknya sebagai pemanfaatan limbah yang terbuang Penelitian ini membantu pengolahan fenol dengan proses adsorpsi sehingga tidak membahayakan kehidupan masyarakat.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu secara khusus penulis mengucapakan terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada Ibu Dr.
Ir. Iriany, MSi.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, 13 Agustus 2015 Penulis
Jeffry Haryadi Nasution
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada kedua orang tua saya yaitu Ayahanda Ashari Nasution, SE dan Ibunda Yenny Batubara, serta kepada adik, tante, paman, sepupu dan keluarga besar saya yang telah memberikan dukungan moril maupun materiil yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini dengan baik.
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Jeffry Haryadi Nasution NIM : 100405053 Tempat/tgl lahir : Medan / 13 Juni 1992 Nama orang tua : Ashari Nasution Alamat orang tua : Jl. Kiwi 23 No. 444 P. Mandala Medan 20226
Asal Sekolah :
TK Islam Radhatul Atfah Medan tahun 1996-1998
SD Negeri 060853 Medan tahun 1998-2004
SMP Negeri 7 Medan tahun 2004-2007
SMA Negeri 1 Medan tahun 2007-2010 Beasiswa yang diperoleh :
Beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) tahun 2011/2012 Pengalaman Organisasi :
Covalen Study Group periode 2012 – 2013 sebagai Anggota Bidang Kremi (Kreativitas dan Minat)
HIMATEK periode 2013 – 2014 sebagai Anggota Bidang Rohani
ABSTRAK
Adsorben cangkang kerang dapat digunakan untuk menjerap fenol. Kemampuan adsorpsi dari adsorben dapat ditingkatkan dengan proses aktivasi secara termal. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan pengaruh suhu aktivasi terhadap karakteristik adsorben yang dibuat dari cangkang kerang. Bahan – bahan yang digunakan antara lain cangkang kerang dan larutan fenol. Parameter yang diamati antara lain luas permukaan adsorben, berat jenis adsorben, kadar air, kadar abu, serta konsentrasi sisa fenol setelah adsorpsi. Penelitian dilakukan dengan memanaskan cangkang kerang pada suhu 110
C, 500 C dan 800 C di furnace. Adsorben yang dihasilkan dikarakterisasi dengan peralatan BET serta diuji kemampuan adsorpsi dengan menggunakan larutan fenol. Konsentrasi sisa fenol setelah adsorpsi yang diperoleh diukur dengan peralatan Spektrofotometer UV-Vis. Hasil penelitian memperlihatkan karakteristik adsorben yaitu luas permukaan adsorben, kadar air dan abu telah memenuhi Standard Nasional Indonesia (SNI). Selain itu, penjerapan fenol yang mengikuti model Isoterm Langmuir.
Kata kunci: aktivasi termal, metode BET , isoterm Langmuir dan Freundlich
ABSTRACT
Fur shells adsorbent can be used to adsorp phenol. Adsorption capability of the adsorbent can be enchanced by thermally activation process. The purpose of this research is to study the effect of activation temperature on the characteristics of fur shells adsorbent. Materials that used in this research are fur shells and phenol solution. Observed variables are surface area of adsorbent, density of adsorbent, moisture and fly ash content of adsorbent, and residual concentration of phenol. The research is started by heating fur shells at temperature 110
C, 500 C and 800 C in a furnace. The adsorbents obtained were characterized by BET metode. The adsorption capability of adsorbents were analized by phenol solution. The residual concentration of phenol was measured with Spectrophotometer UV-Vis. The result shows that surface area of adsorbent, moisture and fly ash content have fulfilled National Standard of Indonesia (SNI). The . phenol adsorption behaviour follow Langmuir Isoterm Key words: thermal activation, BET methode, Langmuir and Freundlich Isoterm
DAFTAR ISI
2.4 PROSES KALSINASI ADSORBEN CANGKANG KERANG
4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1 ADSORPSI
5
2.2 AKTIVASI FISIKA
9
2.3 AKTIVASI KIMIA
9
10
4
2.5 ADSORBEN
10
2.6 KERANG
12
2.7 PENCEMARAN LINGKUNGAN
16
2.8 ANALISA EKONOMI
19
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i
PENGESAHAN ii
DAFTAR LAMPIRAN xiv
PRAKATA iii
DEDIKASI iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS v
ABSTRAK vi
ABSRACT vii
DAFTAR ISI viii
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR TABEL xii
DAFTAR SINGKATAN xvi
3
DAFTAR SIMBOL xvii
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
3
1.3 TUJUAN PENELITIAN
1.4 MANFAAT PENELITIAN BAB III METODOLOGI PENELITIAN
21
42
4.4 PENENTUAN KADAR AIR ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG BULU
36
4.5 PENENTUAN KADAR ABU ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG BULU
37
4.6 PENENTUAN MODEL ADSORPSI ISOTERM YANG TERJADI PADA PENJERAPAN FENOL
38 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
4.3 PENENTUAN BERAT JENIS ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG BULU
42
5.2 SARAN
43 DAFTAR PUSTAKA
44 LAMPIRAN 1
49 LAMPIRAN 2
55 LAMPIRAN 3
35
34
3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
22
21
3.2 BAHAN
21
3.3 PERALATAN
21
3.4 PROSEDUR PENELITAN
3.5 PROSEDUR ANALISA
4.2 KARAKTERISTISASI ADSORBEN DENGAN BET
23
3.6 FLOWCHART PENELITIAN
26 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
31
4.1 AKTIVASI ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG BULU
31
58
DAFTAR GAMBAR
C, DAN800 C
60 Gambar L3.9 PERALATAN SPEKTROFOTOMETER UV-Vis
60 Gambar L3.8 TEMPAT PENEMPATAN SAMPEL YANG AKAN DIUJI DENGAN UV-Vis SPEKTROFOTOMETRI
60 Gambar L3.7 FOTO LARUTA FENOL YANG DIADSORPSI DENGAN ADSORBEN
59 Gambar L3.6 FOTO LARUTAN FENOL YANG DIBUAT
59 Gambar L3.5 TIMBANGAN DIGITAL DAN DESIKATOR
59 Gambar L3.4 HASIL PEMANASAN SAMPEL PADA SUHU 100, 500, DAN 800 C
58 Gambar L3.3 TEMPAT PEMANASAN SAMPEL DI FURNACE
58 Gambar L3.2 HASIL SAMPEL YANG LOLOS AYAKAN 140 MESH
40 Gambar L3.1 TEMPAT AYAKAN 140 MESH
40 Gambar 4.3 KURVA ADSORPSI ISOTERM FREUNDLICH UNTUK LARUTAN FENOL
31 Gambar 4.2 KURVA ADSORPSI ISOTERM LANGMUIR UNTUK LARUTAN FENOL
C, 500
Halaman
30 Gambar 4.1 HASIL PEMANASAN ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG BULU DENGAN VARIASI SUHU 110
29 Gambar 3.5 FLOWCHART PENENTUAN JUMLAH FENOL YANG TERJERAP DALAM ADSORBEN
28 Gambar 3.4 FLOWCHART PENENTUAN KADAR ABU ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG BULU
27 Gambar 3.3 FLOWCHART PENENTUAN KADAR AIR ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG BULU
26 Gambar 3.2 FLOWCHART PENENTUAN BERAT JENIS ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG BULU
18 Gambar 3.1 FLOWCHART PEMBUATAN ADSORBEN CANGKANG KERANG YANG DIAKTIVASI SECARA TERMAL DAN KARAKTERISASI
16 Gambar 2.6 SKEMA PENGELOMPOKAN BAHAN YANG TERKANDUNG DALAM LIMBAH AIR BUANGAN
16 Gambar 2.5 DATA KONSUMSI KERANG/ SIPUT TAHUN 2006-2009
14 Gambar 2.4 DATA PERKEMBANGAN KONSUMSI KERANG / SIPUT TAHUN 2006-2009
13 Gambar 2.3 CANGKANG KERANG BULU
6 Gambar 2.2 CANGKANG BAGIAN LUAR DAN DALAM KERANG HIJAU
Gambar 2.1 ADSORPSI DAN DESORPSI61
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 STANDARD KUALITAS ARANG AKTIF MENURUT11 SNI 06-3730-1995
Tabel 2.2 KOMPOSISI KIMIA CANGKANG KERANG15 Tabel 2.3 BAKU MUTU LIMBAH CAIR
18 Tabel 2.4 PERHITUNGAN BIAYA BAHAN BAKU
19 Tabel 2.5 PERHITUNGAN BIAYA KEBUTUHAN LISTRIK
19 Tabel 4.1 DATA KARAKTERISITIK ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG BULU HASIL ANALISA
34 DENGAN METODE BET
Tabel 4.2 BERAT JENIS ADSORBEN DARI CANGKANG35 KERANG BULU PADA BERBAGAI SUHU AKTIVASI
Tabel 4.3 KADAR AIR ADSORBEN DARI CANGKANG KERANG36 BULU
Tabel 4.4 KADAR ABU ADSORBEN DARI CANGKANG37 KERANG BULU
Tabel 4.5 DATA KONSENTRASI LARUTAN FENOL38 Tabel 4.6 DATA PERHITUNGAN UNTUK MODEL ADSORPSI
39 LANGMUIR
Tabel 4.7 DATA PERHITUNGAN UNTUK MODEL ADSORPSI39 FREUNDLICH
Tabel 4.8 NILAI KONSTANTA MASING-MASING ADSORPSI40 Tabel L1.1 DATA KARAKTERISITIK CANGKANG KERANG
49 HASIL ANALISA DENGAN METODE BET Tabel L1.2 DATA KALIBRASI FENOL
51 Tabel L1.3 DATA HASIL PERCOBAAN KONSENTRASI FENOL
51 Tabel L1.4 DATA HASIL PERHITUNGAN BERAT JENIS
52 ADSORBEN Tabel L1.5 DATA HASIL PERHITUNGAN KADAR AIR
52 ADSORBEN CANGKANG KERANG 110 C Tabel L1.6 DATA HASIL PERHITUNGAN KADAR AIR
52 ADSORBEN CANGKANG KERANG 500 C Tabel L1.7 DATA HASIL PERHITUNGAN KADAR AIR
53 ADSORBEN CANGKANG KERANG 800 C Tabel L1.8 DATA HASIL PERHITUNGAN KADAR ABU
53 ADSORBEN CANGKANG KERANG 110 C Tabel L1.9 DATA HASIL PERHITUNGAN KADAR ABU
53 ADSORBEN CANGKANG KERANG 500 C Tabel L1.10 DATA HASIL PERHITUNGAN KADAR ABU
54 ADSORBEN CANGKANG KERANG 800 C Tabel L1.11 DATA HASIL PERHITUNGAN KONSENTRASI FENOL
54 DENGAN ADSORBEN CANGKANG KERANG