Remediasi Pasir Terkontaminasi Dengan Metode Batch System dengan Peningkatan Surfaktan Berbahan Baku Sodium Dodecyl Sulfate (SDS)

REMEDIASI PASIR TERKONTAMINASI DENGAN METODE
BATCH SYSTEM DENGAN PENINGKATAN

SURFAKTAN BERBAHAN BAKU SODIUM DODECYL
SULFATE

(SDS)

SKRIPSI

Oleh

AULIA CHAIRUNNISA
110405133

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
SEPTEMBER 2016

Universitas Sumatera Utara


Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan
ini merupakan skripsi dengan judul “Remediasi Pasir Terkontaminasi Dengan
Metode Batch System dengan Peningkatan Surfaktan Berbahan Baku Sodium
Dodecyl Sulfate (SDS)”, 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 bermanfaat untuk mengetahui kemampuan SDS
berinteraksi dan me-remove ion logam berat yang dapat diaplikasikan untuk
mengatasi permasalahan mengenai pencemaran logam berat yang sering terdapat
pada sedimentasi bebatuan dan badan air.

Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dosen pembimbing penelitian ini, Bapak Bode Haryanto, S.T, M.T, Ph.D.
2. Dosen penguji penelitian, Bapak Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi, MS dan Bapak
Ir. Bambang Trisakti, MT.
3. Kordinator penelitian, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara, Ibu Ir. Renita Manurung, M.T.
4. Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera.
Utara, Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si
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,

Agustus 2016

Penulis

iii
Universitas Sumatera Utara


DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada kedua orang tua penulis, Hari
Waluyo Ginting dan Meirna Rollina yang telah memberikan doa dan dukungan
kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Penulis
juga mendedikasikan skripsi ini kepada Dosen Pembimbing, Bode Haryanto, ST,
MT, PhD yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan
penelitian dan penulisan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih
kepada Aulia M Rahman, Aulia Benazira, Samuel Sitorus, dan teman-teman
seperjuangan angkatan 2011 yang selalu mendukung dan memotivasi penulis
dalam menyelesaikan penulisan skripsi ini.

iv
Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama : Aulia Chairunnisa
NIM : 110405133
Tempat/tgl lahir : Lhokseumawe / 09 April 1993
Nama orang tua : Hari Waluyo Ginting dan Meirna Rollina

Alamat orang tua :
Taman Setiabudi Indah II blok IV/52
Asal Sekolah :

 TK 3 Taman Siswa Arun tahun 1998-1999
 SD 1 Taman Siswa Arun tahun 1999-2004
 SMP Yayasan Pendidikan Arun tahun 2004-2008
 SMA Yayasan Pendidikan Arun tahun 2008-2011
Pengalaman Organisasi :


Anggota HIMATEK periode 2013 – 2014

Artikel yang telah dipublikasikan dalam jurnal :


Proceeding Seminar Internasional ESTIC 2016

v
Universitas Sumatera Utara


ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan desorpsi dan interaksi
antara pasir putih yang terkontaminasi ion logam (Cd2+) 50 ppm dengan variasi
konsentrasi SDS dan variasi kecepatan rotasi shaker pada larutan SDS dengan pH
7. Konsentrasi SDS yang digunakan adalah 0; 0,5; 1 dan 2 CMC. Variasi
kecepatan rotasi shaker yang digunakan adalah 0; 50 dan 100 Rpm. Penelitian ini
terbagi menjadi 2 tahap, yaitu perlakuan awal dengan melakukan kontaminasi
pasir yang diawali dengan pencucian dan pengeringan hingga kondisi seragam.
Kemudian dilanjutkan dengan pengukuran potensi kapasitas adsorpsi dengan
sistem batch adsorption. Tahap kedua dilakukan tahap remediasi atau pencucian
dengan SDS untuk meninjau kemampuan desorpsi dan interaksi antara SDS dan
pasir putih yang terkontaminasi (Cd2+). Pengaruh konsentrasi SDS dalan meremove atau mencuci ion logam Cd2+ terjadi peningkatan yang signifikan,
disebabkan oleh adanya gaya mekanis rotasi shaker . Hasil removal terbesar
terdapat pada saat konsentrasi SDS 2 CMC dengan kecepatan rotasi sebesar 100
Rpm, yaitu 10,01005% dan hasil removal terkecil berada pada konsentrasi 0 CMC
dengan kecepatan rotasi 0 Rpm sebesar 3,462414%.
Kata kunci : adsorpsi, batch adsorption, ion kadmium (Cd2+ ), pasir putih,
remediasi.


vi
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
This study aims to determine the ability of desorption and the interaction between
the white sand contaminated with metal ions (Cd2+) 50 ppm with SDS
concentration variation and variation of the rotational speed of the shaker on SDS
solution at pH 7. Te concentration of SDS used is 0;0.5;1; and 2 CMC. Variations
in the speed of rotation shaker used are 0;50 and 100 Rpm. This study is divided
into two steps : pretreatment by sand contamination that begins with washing and
drying until the condition are uniform. The proceed with the measurement of the
adsorption capacity potential by batch adsorption system. Second stage performed
remediation phase or washing with SDS to review the desorption capabilities and
interaction between SDS and white sand is contaminated (Cd2+). The
concentration SDS infuence in removing or washing the metal ion (Cd2+) a
signifant increase, caused by the the mechanical force by rotation shaker. The
removal results contained in the current concentration cmc SDS 2 rotational speed
of 100 Rpm, amounting to 10.01005% and the smallest removal is at
concentration of 0 CMC with a rotational speed of 0 Rpm, amounted 3.462414%.
Kata kunci : adsorption, batch adsorption, ion cadmium (Cd2+ ), remediation,

white sand.

vii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

i

PENGESAHAN

ii

PRAKATA

iii

DEDIKASI


iv

RIWAYAT HIDUP PENULIS

v

ABSTRAK

vi

ABSRACT

vii

DAFTAR ISI

viii

DAFTAR GAMBAR


x

DAFTAR TABEL

xii

DAFTAR LAMPIRAN

xiii

DAFTAR SINGKATAN

xiv

DAFTAR SIMBOL

xv

BAB I


PENDAHULUAN

1

1.1

Latar Belakang

1

1.2

Perumusan Masalah

4

1.3

Tujuan Penelitian


4

1.4

Manfaat Penelitian

5

1.5

Ruang Lingkup Penelitian

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

6

2.1

Karakteristik Logam Berat

6

2.2

Logam Kadmium (Cd)

7

2.3

Adsorpsi

9

2.4

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi

12

2.5

Remediasi Logam Berat pada Pasir Terkontaminasi

10

2.6

Surfaktan

11

2.7

Sodium Dodecyl Sulfate (SDS)

14

2.8

Rangkaian Peralatan Percobaan Remediasi Pasir
Terkontaminasi pada Batch System

15

viii
Universitas Sumatera Utara

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

16

3.1

Lokasi dan Waktu Penelitian

16

3.2

Bahan dan Peralatan

16

3.3

Rancangan Percobaan

16

3.4

Prosedur Penelitan

16

3.5

Rangkaian Peralatan Percobaan Remediasi Pasir
Terkontaminasi pada Batch System

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

29

4.1

Pre-Treatment Awal pada Adsorben Pasir Putih

29

4.2

Penentuan Kapasitas Adsorpsi

30

4.3

Penentuan Removal Efisiensi Cd(II) dengan Variasi

4.4
BAB V

28

Konsentrasi Surfaktan

33

Penentuan Kapasitas Adsorpsi

36

KESIMPULAN DAN SARAN

38

5.1

Kesimpulan

38

5.2

Saran

38

DAFTAR PUSTAKA

39

LAMPIRAN A

43

LAMPIRAN B

45

LAMPIRAN C

49

ix
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1

Rangkaian Peralatan Percobaan Remediasi Sistem
Batch

15

Gambar 3.1

Flowchart Persiapan Adsorben Pasir Putih

21

Gambar 3.2

Flowchart Pengeringan Adsorben Pasir Putih

21

Gambar 3.3

Flowchart Pembuatan Larutan HCL 0,1 M

22

Gambar 3.4

Flowchart Pembuatan Larutan NaOH 0,1 M

22

Gambar 3.5

Flowchart Pembuatan Larutan Pelarut dengan pH 4,5

23

2+

Gambar 3.6

Flowchart Pembuatan Larutan Standar Cd 50 ppm

Gambar 3.7

Flowchart Mengukur Pengaruh Ukuran Adsorben
terhadap Kemampuan Adsorpsi

Gambar 3.8

Flowchart Mengukur Removal Efisiensi terhadap
Variasi Konsentrasi SDS

Gambar 3.9

Flowchart

Mengukur

Kinetika

Pencucian

23
24

25

Pasir

terhadap Logam Cd2+ pada Batch System

27

Gambar 4.1

Pencucian Adsorben Pasir Putih

29

Gambar 4.2

Pengeringan Adsorben Pasir Putih

30

Gambar 4.3

(a) Konfirmasi

Analisa

FTIR

pasir

sebelum

Terkontaminasi
Gambar 4.3

(b) Konfirmasi

31

Analisa

FTIR

pasir

setelah

Terkontaminasi
Gambar 4.4

31

Nilai Removal Efisiensi dengan Variasi Konsentrasi
Surfaktan (SDS) dan Variasi Kecepatan rotasi (shaker )

33

Gambar 4.5

Grafik Kinetika Desorpsi pada 2 CMC 100 Rpm

36

Gambar L-C.1

Pencucian Pasir Putih yang Akan digunakan Sebagai
Adsorben

Gambar L-C.2

Gambar L-C.3

49

Kontaminasi Adsorben Pasir Putih dengan Ion Logam
Cd(II)

49

Foto Shaking Sampel saat Penentuan Persen Removal

50

x
Universitas Sumatera Utara

Gambar L-C.4

Gambar L-C.5

Foto Shaking Sampel saat Penentuan Persen Kinetika
Desorpsi

50

Botol Sampel untuk Uji di Alat AAS

51

xi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1

Data Beberapa Hasil Penelitian yang Memanfaatkan
Pasir sebagai Adsorben

3

Tabel 4.1

Data Hasil Removal Efisiensi

34

Tabel L-A.1

Data Proses Pencucian Adsorben Pasir Putih

43

Tabel L-A.2

Data Proses Pengeringan Pasir Putih

43

Tabel L-A.3

Data Hasil Removal Efisiensi dengan Berbagai Variasi
Konsentrasi Surfaktan dan Kecepatan Pengadukan
44

Shaker

Tabel L-A.4

Data

Hasil

Penentuan

Kinetika

Desorpsi

Konsentrasi Surfaktan (SDS) 2 CMC 100 Rpm

Pada
44

xii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A

DATA HASIL PERCOBAAN

Halaman

LA.1 Data Hasil Pencucian Adsorben Pasir Putih

43

LA.2 Data Hasil Pengeringan Adsorben Pasir
Putih

43

LA.3 Data Hasil Removal Efisiensi Dengan
Variasi Konsentrasi Surfaktan

44

LA.4 Data Hasil Penentuan Kinetika Desorpsi
Pada Konsentrasi Surfaktan (SDS) 2 CMC
100 Rpm
LAMPIRAN B

44

CONTOH HASIL PERHITUNGAN

45

LB.1 Pembuatan Larutan

45

LB.2 Perhitungan Kapasitas Adsorpsi
LB.3 Perhitungan Pore Volume pada Kolom
Remediasi

46

LB.4 Perhitungan Konsentrasi SDS (CMC)

47

LB.5 Perhitungan Persen Efisiensi-remediasi
47

removal

LAMPIRAN C

FOTO HASIL PENELITIAN
LC.1 Pencucian Pasir Putih yang Akan
Digunakan Sebagai Adorben

49

LC.2 Kontaminasi Adsorben Pasir Putih dengan
Ion Logam Cd(II)

45

LC.3 Foto Shaking Sampel dan Penentuan
Persen Removal Efisiensi

50

LC.4 Foto Shaking Sampel dan Penentuan

50

Persen Kinetika Desorpsi
LC.5 Botol Sampel Untuk Uji Alat AAS

51

xiii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR SINGKATAN
AAS

Atomic Adsorption Spectroscopy

BET

Brunaeur Emmet Teller

FTIR

Fourier Transform Infrared

RPM

Rotation per minute

PPM

Part per Million

CMC

Critical Micelle Concentration

xiv
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR SIMBOL
Simbol

Keterangan

Cd

Kadmium

Ni

Nikel

CdS

Kadmium Sulfida

CdO

Kadmium Oksida

%
HCl
NaOH
H2O
Cd(CH3COO)2.2H2O

Dimensi

Persen
Asam klorida
Natrium Hidroksida
Air
Kadmium Asetat Dihidrat

H+

Ion hidrogen

m

Berat adsorben

g

V

Volume larutan logam yang
digunakan
Konsentrasi larutan

ml

C

ppm

xv
Universitas Sumatera Utara