PENGARUH KONSENTRASI DITHIZON DAN LAMA WAKTU PENDIAMAN EMULSI TERHADAP PEMISAHAN ION LOGAM ZN2+ DENGAN TEKNIK EMULSI MEMBRAN CAIR.

(1)

Oleh: Nelius Harefa NIM 409210028 Program Studi Kimia

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

MEDAN 2013

(2)

(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas segala rahmat dan berkatNya yang memberikan kesehatan dan hikmat kepada penulis sehingga penelitian skripsi ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan mei 2013 sampai Juli 2013 ialah

“Pengaruh Konsentrasi Dithizon dan Lama Waktu Pendiaman Terhadap Pemisahan Ion Logam Zn2+ Dengan Teknik Emulsi Membran Cair”.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini, mulai dari pengajuan judul proposal sampai penyusunan skripsi. Antara lain Ibu Dra. Anna Juniar, M.Si selaku dosen pembimbing skripsi & Ibu Dra. Nurmalis, M.Si selaku dosen pembimbing akademik, Bapak Prof. Dr. Albinus Silalahi, M.S, Bapak Drs. Eddyanto, Ph.D dan Ibu Junifa Layla Sihombing, S.Si, M.Sc selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak masukan demi kelancaran penulisan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua dosen, pegawai serta laboran yang terlibat dalam penyelesaian penelitian skripsi ini. Teristimewa kepada Ayah tercinta D. Harefa dan Ibunda Y. Gea, beserta Adik-adik saya

Nita’arni, Risman, Niswardani, Beriman Jaya dan sikecil kami Jehan Renesia

yang telah banyak membantu dan memberi dukungan motivasi, doa, serta material sampai penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua staf dan pegawai di Balai Laboratorium Kesehatan di bagian Teknis Kimia Air ada Pak Yusuf dan Bu Erna atas bantuan yang telah diberikan kepada penulis dalam melakukan penelitian. Kepada teman-teman seperjuangan anak NK – 09, Maridina dkk terima kasih buat semua dukungannya. Penulis juga

mengucapkan terima kasih kepada B’Benrianto Malau, Robbie (Dik A’09), Hendry Telaumbanua (Dik A’09) serta adek ku Novia Fransisca Dewi Silalahi,

dkk atas bantuannya dalam penyelesaian skripsi ini. Dan yang terakhir pesan untuk adik-adik stambuk (2010, 2011, 2012) untuk tetap semangat dalam menjalankan perkuliahan dan selalu berusaha maksimal serta sabar dalam menghadapi semua keadaan yang ada di kampus.

(4)

Penulis menyadari skripsi ini masih banyak kekurangan baik dari segi tata bahasa maupun isi, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.

Medan, Juli 2013 Penulis,

(5)

PENGARUH KONSENTRASI DITHIZON DAN LAMA WAKTU PENDIAMAN EMULSI TERHADAP PEMISAHAN ION LOGAM Zn2+

DENGAN TEKNIK EMULSI MEMBRAN CAIR Nelius Harefa (NIM. 409210028)

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian mengenai pemisahan ion logam Zn2+ menggunakan teknik emulsi membran cair dengan dithizon sebagai larutan pembawa. Konsentrasi dithizon (perbandingan volume dithizon : kloroform) di variasikan dengan lama waktu pendiaman emulsi. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial, dengan dua faktor yaitu faktor pertama: konsentrasi dithizon (perbandingan volume dithizon dengan kloroform) terdiri dari 3 konsentrasi yang berbeda yaitu: C1 (1: 3), C2 (1 : 1) dan C3 (3 : 1). Faktor kedua: Lama waktu pendiaman emulsi (t) yaitu: t1 : 5 menit, t2 : 10 menit dan t3 : 15 menit dengan masing-masing tiga ulangan.Ion Zn2+ yang tidak terserap oleh emulsi membran diukur dengan AAS pada λ : 213,9 nm. Analisis data diperoleh bahwakonsentrasi dithizon optimum dalam menyerap ionZn2+ pada konsentrasi (perbandingan volume dithizon : kloroform) optimum 1 : 3 dengan lama waktu pendiaman emulsi5 menit dengan keefektifan mencapai 93,56 %. Berdasarkan hipotesis untuk faktor konsentrasi dithizonF hitung 212424,223 > F tabel 99,38.Pemberian konsentrasi dithizon memberikan pengaruh terhadap persen perolehan pada pemisahan ion logam Zn2+. Untuk faktor waktu pendiaman emulsiF hitung 1358,52703 > F tabel 99,38.Waktu pendiaman emulsi memberikan pengaruh terhadap persen perolehan pada pemisahan ion logam Zn2+dan untuk faktor interaksi konsentrasi dithizon dan waktu pendiaman emulsiF hitung 392,761024 > F tabel 14,80. Interaksi konsentrasi dithizon dan waktu pendiaman emulsi memberikan pengaruh terhadap persen perolehan pada pemisahan ion logam Zn2+. Secara umum larutan pembawa dithizon dapat dipakai untuk menyerap limbah ion Zn2+, sehingga teknik emulsi membran cair menggunakan larutan pembawa ini potensial dikembangkan menjadi teknik pengolahan limbah yang komersial.

(6)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. pH Optimum dari Ekstraksi 8

Tabel 3.1. Rancangan Penelitian 21

Tabel 3.2. Desain Penelitian 23

Tabel 3.3. Parameter Logam Zink dengan SSA 25

Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Larutan Standar Zn2+ 30

Tabel 4.2. Data Persen Perolehan Pemisahan Ion Logam Zn2+ 31

Tabel 4.3. Data Rataan % Recovery dengan Konsentrasi 32

Tabel 4.4. Data Rataan % Recovery dengan Waktu Pendiaman Emulsi 34

Tabel 4.5. Data Interaksi Konsentrasi dengan Waktu Pendiaman

Emulsi Terhadap % recovery 35

Tabel 4.6. Data Interaksi Konsentrasi dengan Waktu Pendiaman

(7)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Struktur Dithizon 8

Gambar 2.2. Diphenylthiocarbazon (Dithizon) dalam Larutan 8

Gambar 2.3. Reaksi Ion Zink dengan Dithizon 9

Gambar 2.4. Dispersi Emulsi Membran Cair 10

Gambar 2.5. Susunan Molekul-molekul Surfaktan dalam Emulsi W/O 11

Gambar 2.6. Pemisahan Ion Logam dengan Teknik Emulsi Membran Cair 13

Gambar 2.7. Membran Permeasi Selektif 14

Gambar 2.8. Reaksi Kimia dalam Fasa Internal 15

Gambar 2.9. Reaksi Kimia dalam Membran Cair 16

Gambar 3.1. Teknik Preparasi Sampel 27

Gambar 3.2. Pembuatan Emulsi Membran Cair 28

Gambar 3.3. Tahap Ekstraksi Ion Zn2+ 29

Gambar 4.1. Grafik Kurva Kalibrasi Absorbansi Vs Konsentrasi 30

Gambar 4.2. Grafik Rataan % Recovery Vs Konsentrasi 33

Gambar 4.3. Grafik Rataan % Recovery Vs Waktu Pendiaman Emulsi 34 Gambar 4.4. Grafik Rataan % Recovery Vs Interaksi Konsentrasi dan

(8)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Struktur Dithizon 8

Lampiran 2. Perhitungan % Recovery 8

Lampiran 3. Perhitungan Analisis Data 9

(9)

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Pencemaran terhadap lingkungan hidup akhir-akhir ini banyak mendapat perhatian pemerintah, khususnya pihak akademisi, terutama terhadap kehadiran polutan beracun yang dihasilkan oleh berbagai kegiatan industri yang berbasis bahan kimia yang berbahaya. Berbagai penelitian kimia dan laporan hasil penelitian mengenai pencemaran lingkungan secara terus terang diliput oleh berbagai media massa untuk dapat diketahui oleh masyarakat, walaupun dalam hal tertentu keabsahan kehadiran bahan pencemar tersebut masih banyak yang diperdebatkan. Pencemaran air oleh limbah industri khususnya logam berat menjadi pencemaran lingkungan yang sangat penting untuk dibicarakan. Pencemaran air dapat terjadi karena pengaruh kualitas air limbah yang melebihi baku mutu air limbah, di samping itu juga ditentukan oleh debit air limbah yang dihasilkan.

Pencemaran air oleh logam berat menjadi masalah yang sangat besar bagi kehidupan makhluk hidup. Dari hasil survey peneliti, salah satu bukti nyata pencemaran ini terjadi di Kawasan Industri Medan. Pemukiman yang dihuni oleh kurang lebih 210 RT ini merupakan salah satu pemukiman yang terkena dampak pencemaran air oleh logam berat yang berasal dari limbah industri kimia yang ada di bantaran sungai. Kondisi air sungai yang terletak di sekitar pemukiman penduduk ini benar-benar mengkhawatirkan. Air sungai berwarna hitam, bau, serta berminyak. Lumut tidak dijumpai di sungai ini, tumbuh-tumbuhan sedikit, dan rumput di aliran sungai pun sangat sedikit.

Dari hasil wawancara dengan penduduk disekitar aliran sungai sebagian besar dari mereka menggunakan air sungai sebagai keperluan untuk mandi dan mencuci. Banyak kejadian yang dialami penduduk setelah menggunakan air sungai untuk kebutuhan mandi dan mencuci, antara lain kulit bayi terinfeksi, kulit bayi kemerah-merahan, dan ada yang sampai meletup. Selain bayi, orang dewasa

(10)

pun ikut merasakan akibat dari pencemaran sungai ini, antara lain pakaian yang mereka pakai setelah dicuci di air sungai menjadi gatal dan tubuh mereka menjadi merah-merah serta berbintik-bintik setelah mandi di air sungai.

Air sungai yang tidak layak digunakan untuk kebutuhan sehari-hari mengharuskan warga mencari solusi yang lain demi memenuhi kebutuhan akan air. Banyak warga beralih ke air sumur yang merupakan satu-satunya solusi yang bisa mereka buat untuk menghindari krisis air bersih ini. Namun, air sumur yang mereka harapkan bisa menjadi solusi untuk mengatasi krisis air pun benar-benar jauh dari harapan. Air sumur yang mereka gunakan berwarna hitam terutama jika musim kemarau berkepanjangan, dan penduduk merasakan gatal setelah menggunakan air sumur untuk kebutuhan mandi dan mencuci.

Dari observasi yang peneliti lakukan selain manusia, makhluk hidup yang lain pun ikut merasakan dampak pencemaran ini. Di sungai ini tidak ditemukan ikan, udang, maupun makhluk hidup yang lain seperti mikroplankton.Keadaan ini tentu saja sangat bertolak belakang dengan keadaan beberapa tahun yang lalu terutama sebelum industri berkembang di kawasan ini. Dahulu, sangat banyak ditemukan udang di sungai ini, warga pun sering sekali mencari udang-udang ini terutama anak-anak. Tetapi sekarang, udang-udang ini tidak pernah ditemukan lagi.Hal ini, sangatlah mengkhawatirkan bagi kelangsungan hidup manusia maupun makhluk hidup yang lain. Walaupun pemerintah daerah telah memberikan solusi dengan menyediakan sumber air bersih bagi warga, namun solusi ini tentu saja tidak mampu menyelamatkan organisme hidup lainnya terutama tumbuh-tumbuhan dan hewan.

Logam berat adalah istilah yang digunakan secara umum untuk kelompok logam dan metaloid dengan densitas lebih besar dari 5 g/cm3, terutama pada unsur seperti Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb dan Zn. Berbeda dengan logam biasa, logam berat biasanya menimbulkan efek khusus pada makhluk hidup. Logam berat dapat menjadi bahan racun yang akan meracuni tubuh makhluk hidup, tetapi beberapa jenis logam masih dibutuhkan oleh makhluk hidup, walaupun dalam jumlah yang sedikit (Palar, 2008).

(11)

Logam berat memiliki tingkat toksisitas yang berbeda-beda bagi makhluk hidup. Namun bukan berarti, logam berat dengan tingkat toksisitas terendah tidak terlalu berbahaya bagi makhluk hidup dan sebaliknya, logam berat dengan tingkat toksisitas tertinggi sangat berbahaya bagi makhluk hidup. Karena pada umumnya logam berat sangat berbahaya bagi makhluk hidup terutama jika sudah melewati ambang batas. Menurut Widowati (2008), tingkat toksisitas logam berat terhadap hewan air mulai dari yang paling toksik adalah Hg, Cd, Zn, Pb, Cr, Ni dan Co. Sementara itu, tingkat toksisitas logam berat terhadap manusia dari yang paling toksik adalah Hg, Cd, Ag, Ni, Pb, As, Cr, Sn dan Zn. Logam berat dapat menimbulkan gangguan terhadap kesehatan karena mampu menghalangi kerja enzim sehingga mengganggu metabolisme tubuh, menyebabkan alergi, bersifat mutagen, teratogen atau karsinogen bagi manusia maupun hewan.

Seng (Zn) memiliki kerapatan 7,14 g/mL, karena itu seng digolongkan sebagai logam berat. Meskipun seng merupakan mikronutrien yang esensial pada konsentrasi rendah, tetapi pada konsentrasi tinggi bersifat racun. Seng dan senyawanya termasuk relatif non toksik bila masuk kedalam tubuh melalui mulut, walaupun larutan garamnya dalam dosis yang besar dapat mengakibatkan radang usus lambung akut, radang dimaksud ditandai dengan mual, muntah, dan diare. Kejadian keracunan seng telah dilaporkan disebabkan mengonsumsi makanan asam atau minuman seperti lemonade yang ditempatkan di kaleng galvanis. Tipe lain keracunan akut adalah demam uap seng yang disebabkan menghirup uap seng oksida. Gejala satu-satunya adalah demam yang ditandai naiknya temperatur badan sesuai dengan aksi uap seng terhadap sel darah putih. Keracunan ion logam Zn(II) juga dapat mengakibatkan infeksi pada selaput lendir, gangguan pencernaan, dan menyebabkan kerusakan sistem imunitas.

Dengan keadaan seperti ini maka akademisi benar-benar dituntut untuk mencari solusi guna mengatasi pencemaran air oleh logam berat agar tidak terjadi hal-hal yang lebih buruk. Telah banyak cara yang dilakukan untuk mengurangi emisi limbah logam berat ke lingkungan hidup, diantaranya adalah dengan metode Konsentrasi Gravitasi, Magnetic Separation, dan Emulsi Membran Cair (Purba, Emmy, 2004).

(12)

Dari ketiga metode ini teknik emulsi membran cair merupakan cara yang paling mudah dan secara optimum dapat mereduksi emisi logam berat dari lingkungan. Teknik emulsi membran cair merupakan salah satu alternatif solusi yang akan dilakukan untuk menangani pencemaran limbah logam Zn dalam penelitian ini. Karena teknik ini memiliki tingkat selektifitas yang lebih baik terutama sangat diperlukan untuk pemisahan ion logam yang berkonsentrasi rendah dari suatu larutan yang mengandung campuran dengan konsentrasi tinggi.

Dalam penelitian ini, dipelajari kemungkinan teknik emulsi membran cair untuk memisahkan ion Zn2+ dari limbah dengan menggunnakan Dithizon sebagai larutan pembawa. Oleh karena itu, dengan mengacu pada latar belakang diatas maka peneliti ingin melakukan penelitian tentang :“Pengaruh Konsentrasi Dithizon Dan Lama Waktu Pendiaman Emulsi Terhadap Pemisahan Ion Logam Zn2+Dengan Teknik Emulsi Membran Cair”.

1.2. Batasan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah diatas maka diperoleh batasan masalah sebagai berikut :

1. Konsentrasi dithizon : kloroform yang digunakan dengan variasi (1:3, 1:1, 3:1) terhadap pemisahan ion logam Zn2+ dengan menggunakan teknik emulsi membran cair.

2. Lama waktu pendiaman emulsi dengan variasi waktu 5, 10, 15 menit terhadap pemisahan ion logam Zn2+ dengan menggunakan teknik emulsi membran cair.

1.3. Rumusan Masalah

Berdasarkan batasan masalah diatas maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :

1. Apakah ada pengaruh konsentrasidithizonterhadap pemisahan ion Zn2+ dengan teknik emulsi membran cair?

2. Apakah ada pengaruh lama waktu pendiaman emulsi terhadap pemisahan ion Zn2+ dengan teknik emulsi membran cair?

(13)

3. Apakah ada interaksi antara konsentrasi dithizon dengan lama waktu pendiaman emulsi terhadap pemisahan ion Zn2+ dengan teknik emulsi membran cair?

1.4. Tujuan Penelitian

Adapun yang menjadi tujuan dalam penelitian ini adalah :

1. Mengetahui pengaruh konsentrasi dithizon terhadap pemisahan ion Zn2+ dengan teknik emulsi membran cair.

2. Mengetahui pengaruh lama waktu pendiaman emulsi terhadap pemisahan ion Zn2+ dengan teknik emulsi membran cair.

3. Mengetahui interaksi konsentrasi dithizon dengan lama waktu pendiaman emulsi terhadap pemisahan ion Zn2+ dengan teknik emulsi membran cair.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat dperoleh dari penelitian ini adalah:

1. Mengembangkan teknik emulsi membran cair dalam pemisahan ion logam Zn2+ pada limbah.

2. Memberikan sumbangan ilmiah terhadap peneliti lain yang ingin meneliti pemisahan ion logam Zn2+dengan menggunakan teknik membran cair. 3. Masukan untuk meningkatkan upaya pencegahan cemaran logam berat

(14)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan diatas maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut:

1. Pemberian konsentrasi dithizon memberikan pengaruh terhadap persen perolehan pada pemisahan ion logam Zn2+dan berada pada perbandingan volume dithizon : kloroform (1 : 3), yaitu : 90,77 %.

2. Lama waktu pendiaman emulsi memberikan pengaruh terhadap persen perolehan pada pemisahan ion logam Zn2+dan berada pada waktu ekstraksi 5 menit, yaitu : 50,22 %.

3. Interaksi antara konsentrasi dithizon dan lama waktu pendiaman emulsi memberikan pengaruh terhadap persen perolehan pada pemisahan ion logam Zn2+dan berada pada perbandingan volume dithizon : kloroform (1 : 3) dengan lama waktu pendiaman emulsi 5 menit (C1t1), yaitu : 93,52 %.

5.2 Saran

1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan variasi konsentrasi dithizon dan lama waktu pendiaman emulsi yang berbeda pada pemisahan ion logam Zn2+ dengan teknik emulsi membran cair.

2. Perlu dilakukan penelitian untuk menangkap ion logam Zn2+ yang sudah direcovery dari sampel yang mengandung ion logam Zn2+.

(15)

DAFTAR PUSTAKA

Alif, Amran, A., dan Pelita E., (2010), Permiasi Ni(II) Melalui Membran Cair Fasa Ruah dengan Oksin sebagai Pembawa, Skripsi, FMIPA ANDALAS, Padang.

Anief, Mohammad, (1999), Sistem Dispersi, Formulasi Suspensi dan Emulsi, Gajah Mada University Press, Yogyakarta.

Bassett, R.C., dan Denny., (1994), Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik, Buku Ajar Vogel, Alih Bahasa: Hadyana Pudjaatmaka, EGC, London.

Day, Underwood., (1989), Analisa Kimia Kuantitatif, Erlangga, Jakarta.

Ensiklopedia Nasional Indonesia., (1991), Zink, PT.Cipta Adi Pustaka, Jakarta

Herhady, R. Didiek., (2010), Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar Nuklir, STTN-BATAN, Yogyakarta.

Hobart, H. Willard, Lynne L. Merritt, Jr., John A. Dean, Frank A. Settle, Jr., (1988), Instrumental Methods of Analysis, Wadsworth Publishing Company, Belmont, California.

Khopkar, S.M., (2003), Konsep Dasar Kimia Analitik, UI Press, Jakarta

Lenny, (2005), Pengaruh Konsentrasi Benzoilaseton terhadap Pemisahan Ion

Logam Cu2+ dengan Teknik Emulsi Membran Cair, Skripsi, FMIPA

UNIMED, Medan.

Noviandri, I., (1992), Ekstraksi Ion Tembaga (II) dengan Emulsi Membran Cair, Tesis, Program S2, ITB, Bandung.

Palar, Heryando., (2008), Pencemaran dan Teknologi Logam Berat, Rineka Cipta, Jakarta.

Permatasari, (2001), Pemisahan Fenol dalam Air Limbah Menggunakan Teknik Emulsi Membran Cair, Skripsi, ITB, Bandung.

(16)

Purba, Emmy., (2004), Pengaruh Konsentrasi Benzoilaseton terhadap Pemisahan

Ion Pb2+ dengan Teknik Emulsi Membran Cair, Skripsi, FMIPA UNIMED,

Medan.

Sitinjak, Ronald., (2012), Pengaruh Konsentrasi Tributil Fosfat dan Lama Waktu

Ekstraksi terhadap Pemisahan Ion Logam Cu2+ dengan Teknik Emulsi

Membran Cair, Skripsi, FMIPA UNIMED, Medan.

SNI 6989.57:2008, Metoda Pengambilan Contoh Air Permukaan.

Situmorang, Manihar., (2012), Kimia Lingkungan, FMIPA UNIMED, Medan.

Sudarwin, (2008), Analisis Spasial Pencemaran Logam Berat (Pb dan Cd) pada Sedimen Aliran Sungai dari Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Sampah Jatibarang Semarang, Tesis, Universitas Diponegoro, Semarang.

Sudjana, (1989), Desain dan Analisis Eksperimen, Penerbit Tarsito, Bandung.

Tambunan, Ema., (2012), Pengembangan Metode Alir Menggunakan Silika Gel dari Sekam Padi untuk Mengatasi Logam Berat Cd(II) dan Zn(II), Skripsi, FMIPA UNIMED, Medan.

Vogel, (1985), Buku Teks Analitik Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro, PT.Kalman Media Pustaka, Jakarta.

Waldichuk, (1974), Some Biological Concern in Heavy Metals Pollution in: VERBERG & VENBERG (eds), Pol/u/ion and Physiology of Marine Organism, Academic Press, London.

Widowati, W., Sastiono, A., dan Yusuf, R., (2008), Efek Toksik Logam Pencegahan dan Penanggulangan Pencemaran, Penerbit Andi, Yogyakarta.