PENYERAPAN LOGAM ZINKUM (Zn) DALAM AIR LIMBAH PABRIK BENANG KARET MENGGUNAKAN BATUBARA YANG DIAKTIFASI DAN ANALISISNYA DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM

  PENYERAPAN LOGAM ZINKUM (Zn) DALAM AIR LIMBAH PABRIK BENANG KARET MENGGUNAKAN BATUBARA YANG DIAKTIFASI DAN ANALISISNYA DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM

  TESIS Oleh

  SUSILAWATI 117006009/KIM

  FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

  PENYERAPAN LOGAM ZINKUM (Zn) DALAM AIR LIMBAH PABRIK BENANG KARET MENGGUNAKAN BATUBARA YANG DIAKTIFASI DAN ANALISISNYA DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM TESIS

  Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains Dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

  Universitas Sumatera Utara

  Oleh SUSILAWATI 117006009/KIM FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

  2013 Judul Tesis : PENYERAPAN LOGAM ZINKUM (Zn) DALAM AIR

  

LIMBAH PABRIK BENANG KARET

MENGGUNAKAN BATUBARA YANG DIAKTIFASI DAN ANALISISNYA DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM

  Nama Mahasiswa : Susilawati Nomor Pokok : 117006009 Program Studi : Ilmu Kimia

  Menyetujui, Komisi Pembimbing

  Prof.Dr. Zul Alfian, MSc Prof.Dr. Harry Agusnar, MSc,M.Phil Ketua

  Anggota Ketua Program Studi, Dekan Prof.BAsuki Wirjosentono, MS, Ph.D Dr. Sutarman, MSc Tanggal lulus : 27 April 2013 Telah diuji pada

  Hari / Tanggal : Sabtu / 27 April 2013 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof.Dr. Zul Alfian, MSc Anggota : 1. Prof.Dr. Harry Agusnar, MSc, M.Phil

   2. Prof.Dr. Harlem Marpaung

   3. Prof.Dr. Yunazar Manjang

   4. Dr. Hamonangan Nainggolan, MSc

   5. Dr. Darwin Yunus Nasution, MS

  

PENYERAPAN LOGAM ZINKUM (Zn) DALAM AIR LIMBAH

PABRIK BENANG KARET MENGGUNAKAN BATUBARA

YANG DIAKTIFASI DAN ANALISISNYA DENGAN

METODE SPEKTROFOTOMETRI

SERAPAN ATOM ABSTRAK

  Di dalam industri produksi benang karet, logam zinkum digunakan sebagai bahan pengisi untuk meningkatkan elastisitas benang karet yang tinggi sebelum terjadi proses penggumpalan. Telah dilakukan penelitian tentang penyerapan logam zinkum (Zn) dalam air limbah pabrik benang karet menggunakan batu bara aktif yang diaktifasi dan analisisnya dengan metode spektrofotometri serapan atom.Adsorben yang digunakan berasal dari bongkahan batubara. Dilakukan proses adsorpsi terhadap variasi dari larutan aktifasi dengan menggunakan HCl dengan konsentrasi 0,3 N; 0,5N dan 0,7 N. Sedangkan variasi waktu penyerapan selama 24 jam, 36 jam dan 48 jam. Proses adsorpsi terlebih dahulu dilakukan terhadap larutan standar Zn 5 mg/L. Dari hasil penelitian didapati konsentrasi yang terbaik untuk aktifasi pada 0,5 N dan lama waktu penyerapan 36 jam. Hasil penelitian menunjukkan kadar logam Zn pada air limbah sebesar 62,2168 mg/L.Setelah dilakukan proses penyerapan terhadap air limbah tersebut dengan menggunakan arang aktif batubara komersil dan waktu penyerapan 36 jam diperoleh penurunan konsentrasi logam Zn menjadi 8,2204 ± 0,0040 mg/L dengan persentase sebesar 86.78 %. Sedangkan dengan menggunakan arang aktif batu bara aktifasi HCl0,5 N waktu penyerapan selama 36 jam diperoleh penurunan konsentrasi menjadi 4,2910 ± 0,0057 mg/L dengan persentase 92,78 %. Sehingga penggunaan arang aktif batu bara untuk penurunan konsentrasi logam Zn sangat baik digunakan pada pengolahan air limbah pabrik benang karet sesuai dengan KEP – 51/MENLH/10/1995 sebesar 5 -10 mg/L.

  Kata Kunci :penyerapan, logam Zn, batubara

  

ABSORPTION OF ZINKUM (ZN) USING ACTIVATED COAL IN

WASTEWATER THE RUBBER THREAD MANUFACTORY

AND ANALYSIS BY ATOMICABSORPTION

SPECTROPHOTOMETRIC METHOD

ABSTRACT

  In the industrial production ofrubber thread, zinkum use das filler material to improve the highelasticityof rubber thread before the clotting process.A study of metal absorption zinkum (Zn) using actived coal in the waste water plant the rubber thread manufactory and analysis by atomic absorption spectrophotometry method. Adsorbent were taken from lumps of coal. Do adsorption process of the variation of the activation solution using HCl with a concentration of 0.3 N, 0.5 N and 0.7 N. While the variation of time soaking for 24 hours, 36 hours and 48 hours. Adsorption process conducted prior to the standard solution of Zn 5 mg / L. From theresults ofthe research foundthatthe best concentration for activation at 0.5N and long 36 hour absorption time. The results showed Zn metal content in wastewater by 62.2168 mg / L. After immersion of the waste water using activated charcoal and coal commercially obtained 36 hours soaking time decreased metal concentrations of Zn being 8.2204 ± 0.0040 mg / L with a percentage of 86.78%. While using activated charcoal coal activation 0.3 N HCl for 36 hours soaking time obtained a decrease in the concentration of 4.2910 ± 0.0057 mg / L with a percentage of 92.78%. So the use of activated charcoal to coal decreased concentrations of Zn metal is best used at the waste water treatment in accordance rubber thread manufactory with the license KEP - 51/MENLH/10/1995 for 5 -10 mg / L.

  Keywords: absorption, Zn metal, coal

  

DA FTAR RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

  Nama : Susilawati Tempat dan Tanggal Lahir : Gunung Para, 8 Mei 1965 Alamat Rumah : JalanKramad Gang Katu No. 148B LubukPakam

  : 085276816467

  Handphone

  E – mail : susi_suwito@yahoo.com InstansiTempatBekerja : SMA Negeri 2 LubukPakam Alamat Kantor : Jalan Hamparan Perak LubukPakam Telepon : 061-7954302

DATA PENDIDIKAN

  SD Negeri 02126 Gudung Para 1972 – 1979 SLTP SMP Swasta PTPN IV Gunung Para 1979 – 1982 SMA SMA Ir. H. DjuandaTebing tinggi 1982 – 1985 DIPLOMA –III

  IKIP NEGERI MEDAN 1985 – 1988 STRATA -I STKIP TELADAN MEDAN 2001 – 2005

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang memberi limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul “Penyerapan Logam Zinkum (Zn) Dalam Air Limbah Pabrik Benang Karet Menggunakan Batubara Yang Diaktifasi Dan Analisisnya Dengan Metode Spektrofotometri Serapan Atom”.

  Dengan selesainya tesis ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada : Rektor Universitas Sumatera Utara, Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DMTH, M.Sc,CTM, SpA(K), atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk menyelesaikan Program Magister, Dekan FMIPA Dr.Sutarman, M.Sc. Ketua Program Studi Kimia, Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS,Ph.D dan Sekretaris Program Studi Kimia, Bapak Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc. Atas kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Mangister pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

  Terimakasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :

  1. Bapak Prof. Dr.ZulAlfian, M.Sc, selaku Dosen Pembimbing Utama dan Bapak Prof.Dr.HarryAgusnar,M.Sc,M.Phil, selaku Anggota Komisi Pembimbing yang setiap saat dengan penuh perhatian dan selalu menyediakan waktu untuk memberikan bimbingan, saran dan motivasi sehingga tesis ini dapat penulis selesaikan.

  2. Bapak Prof.Dr. Harlem Marpaung, BapakDr.Darwin Yunus,M.S., beserta Bapak Prof. Dr.Yunazar Manjang selaku dosen pembanding yang banyak memberikan saran dan masukan dalam penulisan tesis ini.

  3. Teristimewa penulis ucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Ayahanda Suwito dan Ibunda Samiem, yang sangat dicintai dan disayangi penulis yang telah memberikan kasih dan sayangnya kepada penulis.

  4. Suami tercinta Ahmad Jaelani, ananda tersayang Lusiana Bima Mindo Manurung, S.Pd, Ahmed Bima Agam Manurung, Trys Bima Septiani Manurung dan Rizky Bima Nugraha Manurung yang memberikan semangat dan dukungan yang sangat luar biasa untuk terselesainya studi penulis.

  5. Rasa terimakasih penulis sampaikan kepada kakanda Paini, Sukmaniati, abangda Suwarno serta adinda Syamsuriani, Sri Hartati dan Nurwanti Agustina, SE yang merupakan semangat dan motivator bagi penulis selama mengikuti program Magister Ilmu Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

  6. Bapak dan Ibu Dosen serta pegawai Sekolah pascasarjana Program Studi Ilmu Kimia yang telah memberikan ilmu dan motivasi bagi penulis.

  7. Pemerintahan Provinsi Sumatera Utara yang memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti Program Beasiswa Pascasarjana tahun 2011

  8. Kepala Dinas Pendidikan Pemuda dan Olahraga Kabupaten Deli serdang Ibu Hj.

  Sa’adah Lubis, S.Pd, M.AP yang memberikan rekomendasi agar penulis mengikuti Program Beasiswa Pasca Sarjana

  9. Bapak Kepala Sekolah, Drs. H. Ramlan, M.Pd.,Wakil Kepala Sekolah Dra. Fauziah, M.Pd serta Guru – guru dan tata usaha diSMA Negeri 2 Lubuk Pakam, atas izin dan bantuannya saya ucapkan terimakasih.

  10. Teman-teman mahasiswa angkatan 2011, ZulMakmur T, M. Saleh, Taufik, Puji P., Zuhairiah, Poppy, Zamaliyah, Fitri I., Silvya, Herlina H., dan teman – teman seperjuangan lainnya di Program Studi Magiter Ilmu yang telah banyak memberikan bantuan moril dan dorongan kepada penulis. Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan dan masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari pihak pembaca untuk kesempurnaan bagi penelitian dan kemajuan ilmu. Amin.

  Medan, 27 April 2013 Susilawati

  

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR

  i ABSTRAK iii ABSTRACT iv DAFTAR ISI v DAFTAR TABEL viii DAFTAR GAMBAR ix

BAB 1 PENDAHULUAN

  1

  1.1 Latar Belakang

  3

  1.2 Permasalahan

  3

  1.3 Pembatasan Masalah

  3

  1.4 Tujuan Penelitian

  3

  1.5 Manfaat Penelitian

  4

  1.6 Lokasi Penelitian

  4

  1.7 Metodologi Penelitian

  4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

  5

  2.1 Batubara

  5

  2.1.1 Klasifikasi batubara

  7

  2.1.2 Pemanfaatan batubara

  10

  2.1.3 Arang Aktif Batubara

  10

  2.2. Industri Benang Karet

  12

  2.2.1 Proses Pembuatan Benang Karet

  13

  2.2.2 Tahap – tahap Pengolahan Lateks Bekas Menjadi Sarung Tangan Karet

  14

  2.2.3 Sifat Kimia Air Limbah

  15

  2.2.4 Limbah Industri Karet

  16

  2.3. Zinkum (Zn)

  17

  2.3.1 Sifat – sifat logam Zinku m

  17

  2.3.2 Logam Zinkum dalam kehidupan manusia

  17

  2.4 Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)

  17

  2.4.1 Instrumentasi Spektrofotometri Serapan Atom

  18 BAB 3 METODE DAN BAHAN PENELITIAN

  20

  3.1 Alat – alat dan Bahan

  20

  3.1.1 Alat – alat yang digunakan

  20

  3.1.2 Bahan – bahan yang digunakan

  20

  3.2 Prosedur Kerja

  20

  3.2.1 Cara pengambilan Sampel

  20

  3.2.2 Pembuatan Pereaksi HCl

  21

  3.2.2.1 Pembuatan HCL 0,3 N

  21

  3.2.2.2 Pembuatan HCL 0,5 N

  21

  3.2.2.3 Pembuatan HCL 0,7 N

  21

  3.2.3 Aktifasi Arang Aktif Dengan HCl

  21

  3.2.4 Preparasi Terhadap Sampel

  22

  3.2.5 Penyerapan logam zinkum pada larutan standar Zinkum 5 mg/L Dengan menggunakan Arangaktif Batubara yang komersil dan variasi waktu

  22

  3.2.6 Penyerapan logam zinkum pada larutan standar Zinkum 5 mg/L Dengan menggunakan Arang aktif Batubara yang diaktifasi dan variasi waktu

  22

  3.2.7 Penyerapan logam zinkum dari air buangan limbah dengan menggunakan Arang aktif Batubara yang komersil dan yang telah diaktifasi

  22

  3.3 Pembuatan larutan standar zinkum (SNI 06 – 6989.7 – 2009)

  23

  3.3.1 Pembuatan larutan standar zinkum 1000 mg/L

  23

  3.3.2 Pembuatan larutan standar zinkum 100 mg/L

  23

  3.3.3 Pembuatan larutan standar zinkum 10 mg/L

  23

  3.3.4 Pembuatan larutan seri standar zinkum 0; 0,1; 0,5; 1; 1,5; 2mg/L

  23

  3.3.5 Pembuatan kurva standar zinkum dan penentuan kadar zinkum pada sampel

  23

  3.4 Bagan Penelitian

  24

  3.4.1 Pembuatan pereaksi HCl

  24

  3.4.1.1 Pembuatan HCL 0,3 N

  24

  3.4.1.2 Pembuatan HCL 0,5 N

  24

  3.4.1.3 Pembuatan HCL 0,5 N

  24

  3.4.2 Aktifasi Arang aktif batubara dengan HCl

  25

  3.4.3 Preparasi Terhadap Sampel

  26

  3.4.4 Penyerapan logam zinkum pada larutan standar Zinkum 5 mg/L Dengan menggunakan Arang aktif Batubara yang komersil dan variasi waktu

  26

  3.4.5. Penyerapan logam zinkum pada larutan standar Zinkum 5 mg/L Dengan menggunakan Arang aktif Batubara yang diaktifasi dan variasi waktu

  27

  3.4.6 Penyerapan logam zinkum dari air buangan limbah dengan menggunakan Arang aktif Batubara yang komersil dan yang telah diaktifasi

  27

  3.4.7 Penyerapan logam zinkum dari air buangan limbah dengan menggunakan Arang aktif Batubara yang telah diaktifasi

  28

  3.4.8 Pembuatan Kurva Kalibrasi Zinkum (Zn) menggunakan SSA Nyala (SNI 06 – 6989.7 – 2009)

  29 BAB 4 HASIL PENELITIAN

  30

  4.1 Hasil Penelitian

  30

  4.1.1 Pengukuran Kandungan Zinkum (Zn)

  30

  4.1.2 Penurunan garis regresi dengan Metode Least Square

  31

  4.1.2.1 Perhitungan Koefisien Korelasi

  32

  4.1.2.2 Penentuan kadar logam Zinkum (Zn) pada penyerapan larutan standar Zn 5 mg/L dengan menggunakan arang aktif batubara yang komersil dan variasi waktu

  33

  4.1.2.3 Penentuan kadar logam Zinkum (Zn) pada penyerapan larutan standar Zn 5 mg/L dengan menggunakan arang aktif batubara yang diaktifasi dan variasi waktu

  34

  4.1.2.4 Penentuan kadar logam Zinkum (Zn) pada air buangan limbah dengan menggunakan arang aktif batubara yang komersil dan yang telah diaktifasi

  37

  4.1.2.5 Persentase penurunan konsentrasi logam Zinkum (Zn) terhadap larutan standar Zn 5 mg/L dan sampel air buangan limbah

  39

  4.2. Pembahasan

  40 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

  43

  5.1 Kesimpulan

  43

  5.2 Saran

  43 DAFTAR PUSTAKA

  44

  

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel 2.1. Komposisi elemen dari berbagai tipe batubara

  8 Tabel 2.2. Volume Penggunaan Air oleh Industri Sarung Tangan Karet

  16 Tabel 2.3. Kandungan unsur Kimia yang terdapat pada limbah

  16 benang karet

Tabel 4.1. Kondisi alat SSA Merek Shimadzu tipe AA-6300 pada

  30 pengukuran konsentrasi logam Zinkum (Zn)

Tabel 4.2. Data absorbansi larutan seri standar logam Zinkum (Zn)

  30 Tabel 4.3.

  31 Penurunan persamaan garis regresi dengan metode Least Square untuk logam Zinkum (Zn)

Tabel 4.4. Hasil pengukuran absorbansi pada sampel larutan standar

  33 5 mg/L

Tabel 4.5. Hasil pengukuran kadar logam Zinkum (Zn)

  34 Tabel 4.6. Hasil pengukuran absorbansi pada sampel larutan standar

  35 5 mg/L

Tabel 4.7. Hasil pengukuran konsentrasi logam Zinkum (Zn)

  36 Tabel 4.8.

  37 Hasil pengukuran absorbansi pada sampel air buangan limbah

Tabel 4.9. Hasil pengukuran kadar logam Zinkum (Zn)

  38 Tabel 4.10. Data persentase (%) penurunan konsentrasi logam Zinkum

  39 dalam larutan standar setelah penambahan arang aktif batubara komersil dengan variasi waktu penyerapan

Tabel 4.11. Data persentase (%) penurunan konsentrasi logam Zinkum

  40 dalam larutan standar setelah penambahan arang aktif batubara yang diaktifasi dengan variasi waktu penyerapan

Tabel 4.12. Data persentase (%) penurunan konsentrasi logam Zinkum

  40 dalam sampel air buangan limbah setelah penambahan arang aktif batubara dengan variasi waktu penyerapan

  

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

Gambar 2.1. Rumus bangun batubara

  5 Gambar 2.2. Antrasit

  8 Gambar 2.3. Bitumen danSubbitumin

  9 Gambar 2.4. Lignit

  9 Gambar 2.5. SistematisRingkasdariAlatSpektrofotometriSerapanAtom

  18 Gambar 4.1. Kurva kalibrasi larutan seri standar Zinkum (Zn)

  31