Pembuatan Kitosan CuO Sebagai Adsorben Untuk Menurunkan Kadar Logam Besi (Fe), Zink (Zn) Dan Kromium (Cr) Dengan Menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Dewasa ini aplikasi kitin dan kitosan sangat banyak dan meluas. Dibidang industri
kitin dan kitosan berperan antara lain sebagai koagulan polielektrolit pengolahan
limbah cair,pengikat dan penjerap ion logam, mikroorganisme, mikroalga,
pewarna residu pestisida, lemak, tanin, dan lain sebagainya, sementara dibidang
pertanian dan pangan kitin dan kitosan digunakan antara lain untuk pencampuran
ransum pakan ternak, antimikrob, anti jamur serat bahan pangan, penstabilisasi
pembentuk gel, pembentuk tekstur, pengental, pengemulsi produk olahan pangan,
pembawa zat aditif makanan. Sedangkan dalam bidang farmasi dan kedokteran
kitosan dapat digunakan sebagai bahan pembuat obat-obatan, anti tumor, anti
virus, pembuluh darah kulit dan ginjal sintetik, aditif kosmetik, anti infeksi,
pembalut luka dan benang bedah yang mudah diserap (Sugita, 2009).
Logam berat didefenisikan sebagai logam yang memiliki densistas yang tinggi
dan merupakan pencemar yang banyak dijumpai baik dilingkungan darat maupun
perairan. Keberadaan logam berat akan membawa pengaruh pada kehidupan
organism di lingkungan termasuk juga terhadap manusia, karena sifatnya yang
beracun dan dapat menyebabkan kematian apabila jumlahnya melewati ambang
batas yang ditetapkan. Kandungan logam dilingkungan dapat dikurangi dengan
cara menjerapnya, salah satunya adalah dengan menggunakan kitosan. (
karthikeyan et al, 2004).
Di Indonesia, pencemaran logam berat cenderung meningkat sejalan dengan
meningkatnya proses industrialisasi. Pencemaran logam berat dalam lingkungan
bias menimbulkan bahaya bagi kesehatan, baik pada manusia, hewan, tanaman,
maupun lingkungan. Logam berat dapat menimbulkan efek gangguan terhadap
kesehatan manusia, tergantung pada bagian mana dari logam berat tersebut yang
terikat dalam tubuh serta besarnya dosis yang terkandung didalamnya. Efek toksik
Universitas Sumatera Utara
dari logam berat mampu menghalangi kerja enzim sehingga mengganggu
metabolisme tubuh, menyebabkan alergi, bersifat mutagen, teratogen, ataupun
bersifat karsinogen bagi manusia aupun hewan. Tingkat toksissitas logam berat
terhadap hewan air, mulai dari yang paling toksik adalah Hg, Cd, Zn, Pb, Cr, Ni
dan Co. sementara itu, tingkat toksisitas terhadap manusia dari yang paling toksik
adalah Hg, Cd, Ag, Ni, Pb, As, Cr, Sn dan Zn (Widowati dkk, 2008).
Agusnar (2006) telah melakukan penelitian mengenai Penggunaan Kitosan
dari Tulang Rawan Cumi-Cumi (Loligo pealli) untuk Menurunkan Kadar Ion
Logam, dimana hasilnya kitosan mampu menyerap logam kadmium secara
optimum pada waktu kontak 75 menit dengan % penyerapan sebesar 35,75%.
Nurmida (2009) telah melakukan penelitian mengenai Penggunaan kitosan
dan polyluminium chloride untuk menurunkan kadar logam besi dan logam seng
dalam air gambut dan hasil penyerapan kitosan terhadap logam besi 95,49% dan
logam seng sebesar 94,20% dengan waktu kontak 60 menit.
Meriatna (2008) telah melakukan penelitian mengenai penggunaan membrane
kitosan untuk menurunkan kadar logam Cr dan Ni dalam limbah insutri cair
pelapisan logam, dan hasil penyerapannya untuk logam Fe dengan kitosan 3%
dengan waktu kontak 30 menit diperoleh daya serapnya 99,87%.
Khairuni, M (2017) telah melakukan penelitian menggunakan modifikasi
kitosan menjadi komposit kitosan CuO sebagai adsorben untuk menyerap kadar
logam besi (Fe), Mangan (Mn) dan Zink (Zn) pada air sungai Belawan Medan.
Antuni, dkk (2008) melakukan penelitian mengenai Penggunaan kitosan dari
cangkang udang untuk penjerapan berbagai logam berat dan diperoleh hasil
efesiensi penjerapan kitosan yang optimum berturut-turut untuk logam Cr, Fe,
Cu, Ni dan Zn adalah 98,44% untuk berat kitosan 0,375 gram), 99,21% (0,5
gram); 58,62% (0,375 gram); 99,65% (0,375); 56% (0,5 gram).
Berdasarkan penjelasan diatas, penulis tertarik untuk melakukan penelitian
dengan judul “Pembuatan Kitosan CuO Sebagai Adsorben Untuk Menurunkan
Kadar Logam Besi (Fe), Zink (Zn) dan Krom (Cr) dengan menggunakan
spektrofotometri serapan atom.
Universitas Sumatera Utara
1.2.
Permasalahan
1. Bagaimana pengaruh daya serap kitosan CuO terhadap Logam Fe, Zn dan
Cr?
2. Berapakah waktu kontak optimum penyerapan logam Fe, Zn dan Cr
menggunakan
1.3.
kitosan yang telah dimodifikasi menjadi kitosan CuO?
Pembatasan Masalah
1. Sampel yang digunakan adalah kitosan dari cangkang belangkas
2. Konsentrasi logam Fe, Zn dan Cr yang digunakan didalam percobaan
adalah 5 mg/L sebanyak 50 mL
3. Modifikasi kitosan menjadi kitosan CuO
4. Pelarut yang digunakan adalah larutan asam asetat 1%
5. Penyerapan logam berdasarkan perbandingan variasi waktu kontak 30, 45
dan 60 menit
1.4.
Tujuan Penelitian
1. Untuk menentukan pengaruh daya serap kitosan CuO terhadap logam Fe,
Zn dan Cr.
2. Untuk menentukan waktu kontak optimum penyerapan logam Fe, Zn dan
Cr menggunakan kitosan CuO.
1.5.
Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi dan manfaat
yang bersifat ilmiah bahwa modifikasi kitosan menjadi kitosan CuO untuk
penanggulangan pencemaran logam berat seperti logam Fe, Zn dan Cr
berdasarkan waktu kontak.
Universitas Sumatera Utara
1.6.
Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Analisis gugus fungsi
menggunakan spektrofotometer Fourier Transform Infra Red ( FTIR ) di Institut
Teknologi Bandung (ITB). Analisa logam Fe, Zn dan Cr dilakukan di Badan
Riset Nasional dan Standarisasi ( BARISTAND ) Medan.
1.7.
Metodologi Penelitian
1. Penelitian ini dilakukan secara eksperimen laboratorium.
2. Pembuatan kitosan CuO dengan cara menimbang kitosan dari cangkang
belangkas dan dilarutkan dalam asam asetat 1% dan selanjutnya
ditambahkan dengan larutan Cu(NO3)2 0,5 M dengan rasio (2:1) hingga
terbentuk larutan kental dan diteteskan dalam larutan NaOH 2M hingga
terbentuk bulatan kitosan. Kemudian didiamkan satu malam lalu dicuci
dengan akuades dan dikeringkan. Produk dianalisis dengan Spektrofotometer
FTIR
3. Analisa logam Fe, Zn dan Cr sebelum dan sesudah penyerapan dengan
kitosan
CuO dianalisa dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan
Atom.
Adapun variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1.
Variabel Tetap meliputi:
a. Volume larutan standar yang digunakan pada penyerapan logam Fe,
Zn dan Cr adalah 50 mL.
2.
Variabel terikat meliputi:
a.
Metode penyerapan dengan menggunakan alat kolom berdasarkan
perendaman variasi waktu kontak.
3.
Variabel bebas meliputi:
a.
Waktu kontak yang digunakan pada proses penyerapan adalah 30,
45 dan 60 menit.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Dewasa ini aplikasi kitin dan kitosan sangat banyak dan meluas. Dibidang industri
kitin dan kitosan berperan antara lain sebagai koagulan polielektrolit pengolahan
limbah cair,pengikat dan penjerap ion logam, mikroorganisme, mikroalga,
pewarna residu pestisida, lemak, tanin, dan lain sebagainya, sementara dibidang
pertanian dan pangan kitin dan kitosan digunakan antara lain untuk pencampuran
ransum pakan ternak, antimikrob, anti jamur serat bahan pangan, penstabilisasi
pembentuk gel, pembentuk tekstur, pengental, pengemulsi produk olahan pangan,
pembawa zat aditif makanan. Sedangkan dalam bidang farmasi dan kedokteran
kitosan dapat digunakan sebagai bahan pembuat obat-obatan, anti tumor, anti
virus, pembuluh darah kulit dan ginjal sintetik, aditif kosmetik, anti infeksi,
pembalut luka dan benang bedah yang mudah diserap (Sugita, 2009).
Logam berat didefenisikan sebagai logam yang memiliki densistas yang tinggi
dan merupakan pencemar yang banyak dijumpai baik dilingkungan darat maupun
perairan. Keberadaan logam berat akan membawa pengaruh pada kehidupan
organism di lingkungan termasuk juga terhadap manusia, karena sifatnya yang
beracun dan dapat menyebabkan kematian apabila jumlahnya melewati ambang
batas yang ditetapkan. Kandungan logam dilingkungan dapat dikurangi dengan
cara menjerapnya, salah satunya adalah dengan menggunakan kitosan. (
karthikeyan et al, 2004).
Di Indonesia, pencemaran logam berat cenderung meningkat sejalan dengan
meningkatnya proses industrialisasi. Pencemaran logam berat dalam lingkungan
bias menimbulkan bahaya bagi kesehatan, baik pada manusia, hewan, tanaman,
maupun lingkungan. Logam berat dapat menimbulkan efek gangguan terhadap
kesehatan manusia, tergantung pada bagian mana dari logam berat tersebut yang
terikat dalam tubuh serta besarnya dosis yang terkandung didalamnya. Efek toksik
Universitas Sumatera Utara
dari logam berat mampu menghalangi kerja enzim sehingga mengganggu
metabolisme tubuh, menyebabkan alergi, bersifat mutagen, teratogen, ataupun
bersifat karsinogen bagi manusia aupun hewan. Tingkat toksissitas logam berat
terhadap hewan air, mulai dari yang paling toksik adalah Hg, Cd, Zn, Pb, Cr, Ni
dan Co. sementara itu, tingkat toksisitas terhadap manusia dari yang paling toksik
adalah Hg, Cd, Ag, Ni, Pb, As, Cr, Sn dan Zn (Widowati dkk, 2008).
Agusnar (2006) telah melakukan penelitian mengenai Penggunaan Kitosan
dari Tulang Rawan Cumi-Cumi (Loligo pealli) untuk Menurunkan Kadar Ion
Logam, dimana hasilnya kitosan mampu menyerap logam kadmium secara
optimum pada waktu kontak 75 menit dengan % penyerapan sebesar 35,75%.
Nurmida (2009) telah melakukan penelitian mengenai Penggunaan kitosan
dan polyluminium chloride untuk menurunkan kadar logam besi dan logam seng
dalam air gambut dan hasil penyerapan kitosan terhadap logam besi 95,49% dan
logam seng sebesar 94,20% dengan waktu kontak 60 menit.
Meriatna (2008) telah melakukan penelitian mengenai penggunaan membrane
kitosan untuk menurunkan kadar logam Cr dan Ni dalam limbah insutri cair
pelapisan logam, dan hasil penyerapannya untuk logam Fe dengan kitosan 3%
dengan waktu kontak 30 menit diperoleh daya serapnya 99,87%.
Khairuni, M (2017) telah melakukan penelitian menggunakan modifikasi
kitosan menjadi komposit kitosan CuO sebagai adsorben untuk menyerap kadar
logam besi (Fe), Mangan (Mn) dan Zink (Zn) pada air sungai Belawan Medan.
Antuni, dkk (2008) melakukan penelitian mengenai Penggunaan kitosan dari
cangkang udang untuk penjerapan berbagai logam berat dan diperoleh hasil
efesiensi penjerapan kitosan yang optimum berturut-turut untuk logam Cr, Fe,
Cu, Ni dan Zn adalah 98,44% untuk berat kitosan 0,375 gram), 99,21% (0,5
gram); 58,62% (0,375 gram); 99,65% (0,375); 56% (0,5 gram).
Berdasarkan penjelasan diatas, penulis tertarik untuk melakukan penelitian
dengan judul “Pembuatan Kitosan CuO Sebagai Adsorben Untuk Menurunkan
Kadar Logam Besi (Fe), Zink (Zn) dan Krom (Cr) dengan menggunakan
spektrofotometri serapan atom.
Universitas Sumatera Utara
1.2.
Permasalahan
1. Bagaimana pengaruh daya serap kitosan CuO terhadap Logam Fe, Zn dan
Cr?
2. Berapakah waktu kontak optimum penyerapan logam Fe, Zn dan Cr
menggunakan
1.3.
kitosan yang telah dimodifikasi menjadi kitosan CuO?
Pembatasan Masalah
1. Sampel yang digunakan adalah kitosan dari cangkang belangkas
2. Konsentrasi logam Fe, Zn dan Cr yang digunakan didalam percobaan
adalah 5 mg/L sebanyak 50 mL
3. Modifikasi kitosan menjadi kitosan CuO
4. Pelarut yang digunakan adalah larutan asam asetat 1%
5. Penyerapan logam berdasarkan perbandingan variasi waktu kontak 30, 45
dan 60 menit
1.4.
Tujuan Penelitian
1. Untuk menentukan pengaruh daya serap kitosan CuO terhadap logam Fe,
Zn dan Cr.
2. Untuk menentukan waktu kontak optimum penyerapan logam Fe, Zn dan
Cr menggunakan kitosan CuO.
1.5.
Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi dan manfaat
yang bersifat ilmiah bahwa modifikasi kitosan menjadi kitosan CuO untuk
penanggulangan pencemaran logam berat seperti logam Fe, Zn dan Cr
berdasarkan waktu kontak.
Universitas Sumatera Utara
1.6.
Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Analisis gugus fungsi
menggunakan spektrofotometer Fourier Transform Infra Red ( FTIR ) di Institut
Teknologi Bandung (ITB). Analisa logam Fe, Zn dan Cr dilakukan di Badan
Riset Nasional dan Standarisasi ( BARISTAND ) Medan.
1.7.
Metodologi Penelitian
1. Penelitian ini dilakukan secara eksperimen laboratorium.
2. Pembuatan kitosan CuO dengan cara menimbang kitosan dari cangkang
belangkas dan dilarutkan dalam asam asetat 1% dan selanjutnya
ditambahkan dengan larutan Cu(NO3)2 0,5 M dengan rasio (2:1) hingga
terbentuk larutan kental dan diteteskan dalam larutan NaOH 2M hingga
terbentuk bulatan kitosan. Kemudian didiamkan satu malam lalu dicuci
dengan akuades dan dikeringkan. Produk dianalisis dengan Spektrofotometer
FTIR
3. Analisa logam Fe, Zn dan Cr sebelum dan sesudah penyerapan dengan
kitosan
CuO dianalisa dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan
Atom.
Adapun variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1.
Variabel Tetap meliputi:
a. Volume larutan standar yang digunakan pada penyerapan logam Fe,
Zn dan Cr adalah 50 mL.
2.
Variabel terikat meliputi:
a.
Metode penyerapan dengan menggunakan alat kolom berdasarkan
perendaman variasi waktu kontak.
3.
Variabel bebas meliputi:
a.
Waktu kontak yang digunakan pada proses penyerapan adalah 30,
45 dan 60 menit.
Universitas Sumatera Utara