Penggunaan Biosorben Biji Pepaya Sebagai Penjerap Zat Warna Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red Chapter III V
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
Penelitian akan dilakukan di Laboratorium Penelitian dan Laboratorium
Proses Industri Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara. Penelitian ini dilaksanakan selama lebih kurang 6 bulan.
3.2
BAHAN DAN PERALATAN
3.2.1 Bahan
Pada penelitian ini bahan-bahan yang digunakan antara lain:
1. Adsorben dari Biji Pepaya (Carica papaya)
2. Larutan methyl orange
3. Larutan methyl red
4. Larutan methyl violet
5. Aquadest
6. Etanol
3.2.2 Peralatan
Pada penelitian ini peralatan yang digunakan anatara lain:
1. Timbangan digital
2. Kertas Whatman No.1
3. Beaker glass
4. Corong gelas
5. Gelas ukur
6. Ayakan 60 mesh
7. Rotary shaker
8. Erlenmeyer
9. Batang pengaduk
10. Pipet tetes
11. Spektrofotometer UV-Vis
17
Universitas Sumatera Utara
3.3
PROSEDUR PENELITIAN
3.3.1 Pembuatan Larutan Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red [28]
1. Methyl orange ditimbang sebanyak 0,1 g dan dimasukkan ke dalam
beaker glass
2. Kemudian ditambahkan 2 mL etanol dan dilarutkan dengan akuades
hingga 1000 ml
3. Larutan dikocok sampai homogen hingga diperoleh konsentrasi 100 ppm
4. Ulangi percobaan untuk zat warna methyl red dan methyl violet
3.3.2
Penentuan Kemampuan Daya Serap Biosorben Biji Pepaya Terhadap
Zat Warna Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red dengan
Variasi Massa [28]
1. Biosorben dengan ukuran partikel 60 mesh ditimbang masing – masing
0,5, 1,0 dan 1,5 g dan dimasukkan ke dalam beaker glass 100 mL
2. Lalu ditambahkan 20 mL larutan methyl orange dengan konsentrasi
100 ppm
3. Kemudian diaduk dengan menggunakan shaker dengan kecepatan putaran
180 rpm dan waktu adsorpsi 20 menit
4. Larutan disaring menggunakan kertas saring whatman No. 1 hingga
dihasilkan filtratnya
5. Filtrat yang dihasilkan dianalisa untuk mengetahui daya serap biosorben
menggunakan spektrofotometer UV-Vis
6. Ulangi prosedur di atas untuk methyl orange, methyl violet dan methyl red
dengan variasi waktu yang lain
3.3.3 Penentuan Kemampuan Daya Serap Biosorben Biji Pepaya Terhadap
Zat Warna Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red dengan
Variasi Waktu [28]
1. Biosorben dengan ukuran partikel 60 mesh ditimbang masing – masing
0,5 g dan dimasukkan kedalam beaker glass 100 mL
2. Lalu ditambahkan 20 mL larutan methyl orange dengan konsentrasi
100 ppm dan waktu adsorpsi 20, 30, dan 40 menit
18
Universitas Sumatera Utara
3. Kemudian diaduk menggunakan shaker dengan kecepatan putaran 180
rpm dan waktu adsorpsi 20, 30, dan 40 menit
4. Larutan disaring menggunakan kertas saring whatman No. 1 hingga
dihasilkan filtratnya
5. Filtrat yang dihasilkan dianalisa untuk mengetahui daya serap biosorben
menggunakan spektrofotometer UV-Vis
6. Ulangi prosedur di atas untuk methyl violet dan methyl red dengan variasi
massa biosorben yang lain
3.4
FLOWCHART PERCOBAAN
3.4.1 Pembuatan Larutan Metilhyl Orange, Methyl Violet Dan Methyl Red
Mulai
Timbang 0,1 g methyl orange dan dimasukkan ke dalam beaker
glass 1000 mL
Tambahkan 2 mL etanol 96 % dan aquades
hingga 1000 mL.
Larutan dikocok sampai homogen hingga
dicapai konsentrasi 100 ppm
Ulangi percobaan pada zat warna methyl violet dan methyl
red
Selesai
Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Larutan Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl
Red
19
Universitas Sumatera Utara
3.4.2 Penentuan Kemampuan Daya Serap Biosorben Biji Pepaya Terhadap
Zat Warna Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red dengan
Variasi Massa
Mulai
Timbang masing – masing 0,5 g biosorben 60 mesh dan
dimasukkan ke dalam beaker glass 100 mL
Tambahkan larutan methyl orange sebanyak 20 mL
dengan konsentrasi 100 ppm
Diaduk dengan kecepatan putaran 180 rpm dan
waktu adsorpsi 20, 30 dan40 menit
Saring larutan menggunakan kertas saring whatman
No. 1
Filtrat yang dihasilkan di analisa untuk mengetahui daya
serap biosorben menggunakan spektrofotometer UV-Vis
Ulangi percobaan untuk methyl violet dan methyl red
dengan variasi massa yang lainnya
Selesai
Gambar 3.2 Flowchart Penentuan Kemampuan Daya Serap Biosorben Biji Pepaya
Terhadap Zat Warna Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red
dengan Variasi Massa
20
Universitas Sumatera Utara
3.4.3 Penentuan Kemampuan Daya Serap Biosorben Biji Pepaya Terhadap
Zat Warna Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red dengan
Variasi Waktu
Mulai
Timbang masing – masing 0,5, 1,0 dan 1,5 g biosorben 60
mesh dan dimasukkan ke dalam beaker glass 100 mL
Tambahkan larutan methyl orange sebanyak 20 mL
dan dengan konsentrasi 100 ppm
Diaduk dengan kecepatan putaran 180 rpm
dengan waktu adsorpsi 20 menit
Saring larutan menggunakan kertas saring whatman
No. 1
Filtrat yang dihasilkan dianalisa untuk mengetahui daya
serap biosorben menggunakan spektrofotometer UV-Vis
Ulangi percobaan untuk methyl violet dan methyl red
dengan variasi waktu adsorpsi yang lain
Selesai
Gambar 3.3 Flowchart Penentuan Kemampuan Daya Serap Biosorben Biji Pepaya
Terhadap Zat Warna Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red
dengan Variasi Waktu
21
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
PENENTUAN BIOSROBEN TERBAIK YANG DIGUNAKAN UNTUK
PENYERAPAN ZAT WARNA METHYL ORANGE, METHYL
VIOLET DAN METHYL RED
Pada
penelitian
ini,
pemilihan
biosorben
yang
digunakan
untuk
pengaplikasian terhadap penyerapan zat warna dari berbagai variasi waktu
pemanasan dan konsentrasi aktivator ditentukan berdasarkan kapasitas yang paling
baik. Kapasitas terbaik ditentukan berdasarkan bilangan iodin dan luas permukaan.
Aktivator yang digunakan yaitu asam sulfat (H2SO4). Adapun hasil yang terbaik
dapat dilihat pada Tabel 4.1 dibawah ini.
Tabel 4.1 Bilangan Iodin Biosorben dan Luas Permukaan Biji Pepaya
Waktu Aktivasi
(menit)
Konsentrasi
H2SO4 (%)
Bilangan Iodin
(mg/g)
30
5
7
10
5
7
10
5
7
10
5
7
10
139,59
203,04
247,45
279,18
348,97
431,46
215,73
234,76
456,84
291,87
336,285
482,22
60
90
120
Luas permukaan
(m2/g)
9,1871
12,5988
14,2478
27,2375
23,6452
30,5467
24,7397
28,8825
30,7188
26,9,47
26,6347
33,43556
Dari tabel diatas biosorben yang digunakan adalah dengan kapasitas terbaik
yaitu dengan waktu pemanasan 120 menit, konsentrasi aktivator asam sulfat (H2SO4)
10 % diperoleh hasil bilangan iodin tertinggi sebesar 482,22 (mg/g) dan luas
permukaan 33,43556 m2/g.
Bilangan iodin adalah indikator atau parameter yang digunakan untuk
menentukan kapasitas adsorpsi karbon aktif. Bilangan iodin dapat digunakan sebagai
22
Universitas Sumatera Utara
pendekatan untuk luas permukaan dan mikropori karbon aktif dengan presisi yang
baik [36].
Daya serap terhadap iodium merupakan indikator penting dalam menilai
arang aktif. Daya serap terhadap iodium menunjukkan kemampuan arang aktif
menyerap zat dengan ukuran molekul yang lebih kecil dari 10 Aº atau memberikan
indikasi jumlah pori yang berdiameter 10 – 15 Aº. Daya adsorpsi arang aktif terhadap
iod memiliki korelasi dengan luas permukaan dari arang aktif. Semakin besar angka
iod suatu biosorben maka semakin besar kemampuan dalam mengadsorpsi adsorbat
atau zat terlarut. Salah satu metode yang digunakan dalam analisis daya adsorpsi
arang aktif terhadap iod adalah dengan metode titrasi iodometri. Kereaktifan dari
arang aktif dapat dilihat dari kemampuannya mengadsorpsi substrat. Daya adsorpsi
tersebut dapat ditunjukkan dengan besarnya angka iod (iodine number) yaitu angka
yang menunjukkan seberapa besar adsorben dapat mengadsorpsi iod. Semakin besar
nilai angka iod maka semakin besar pula daya adsorpsi dari adsorben [37].
4.2
PENGARUH MASSA BIOSORBEN DAN WAKTU ADSORPSI
TERHADAP DAYA SERAP ZAT WARNA
4.2.1 Pengaruh Massa Biosorban Terhadap Daya Serap Zat Warna
Penentuan massa biosorben optimum dilakukan dengan memvariasi massa
biosorben yaitu sebesar 0,5, 1,0 dan 1,5 g. Biosorben dengan massa tertentu
dimasukkan dalam larutan pewarna methyl orange, methyl violet dan methyl red
dengan konsentrasi 100 ppm, kemudian diaduk dengan variasi waktu 20, 30, dan 40
menit. Kemudian endapannya disaring dan filtratnya diambil untuk diukur
absorbansinya dengan spektrofotometer UV-Vis. Untuk methyl orange λ maks
464,00 nm, methyl violet λ maks 589,50 nm dan methyl red diperoleh λ maks 431,00
nm.
Biosorben digunakan untuk penyerapan beberapa zat warna, yaitu zat warna
methyl orange, methyl violet dan methyl red. Hal ini dilakukan untuk menentukan
kemampuan daya serap biosorben terhada zat warna tersebut dengan memvariasikan
massa biosorben.
23
Universitas Sumatera Utara
4.2.1.1 Methyl Orange
Hasil yang diperoleh dari pengaruh massa biosorben terhadap daya serap zat
Daya Adsorpsi (mg/gr)
warna methyl orange dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Massa Adsorben (gram)
Gambar 4.1 Pengaruh Massa Biosorben Terhadap Daya Adsorpsi Zat Warna Methyl
Orange
Pada penyerapan zat warna methyl orange diperoleh hasil daya adsorpsi
dengan waktu adsorpsi yang sama yaitu 20, 30 dan 40 menit untuk masing – masing
massa adsorben 0,5 gram sebesar 4,391, 3,402 dan 4,236 mg/g. Untuk massa
adsorben 1,0 gram sebesar 1,980, 1,655 dan 2,331 mg/g. Untuk massa adsorben 1,5
gram sebesar 0,951, 1,599 dan 1,385 mg/g.
Dari Gambar 4.1 diatas dapat dilihat bahwa kemampuan daya adsorpi
mengalami fluktuasi di setiap massa adsorben. Pada massa 0,5 gram dan 1,0 gram
daya adsorpsi mengalami kenaikan pada waktu 40 menit. Hal ini disebabkan karena
kecepatan putaran menjadi lambat dengan bertambahnya massa biosorben, yang
mengakibatkan daya adsorpsi menjadi tidak bagus. Tetapi pada massa 1,5 gram
mengalami penurunan pada waktu 40 menit. Hal ini dikarenakan jumlah adsorbat
yang digunakan terlalu sedikit dan terbatas untuk massa biosorben 1,5 g, yang
memungkinkan daya adsorpsi menjadi kecil.
Hasil maksimum zat warna methyl orange untuk pengaruh massa biosorben
terhadap daya adsorpsi adalah pada massa 0,5 g waktu adsorpsi 20 menit sebesar
4,391 mg/g.
24
Universitas Sumatera Utara
4.2.1.2 Methyl Violet
Hasil yang diperoleh dari pengaruh massa biosorben terhadap daya serap zat
Daya Adsorpsi (mg/g)
warna methyl violet dapat dilihat pada Gambar 4.2.
Massa Adsorben (g)
Gambar 4.2 Pengaruh Massa Biosorben Terhadap Daya Serap Adsorpsi Zat Warna
Methyl Violet
Hasil yang diperoleh dari pengaruh massa biosorben terhadap daya adsorpsi
zat warna methyl violet dengan waktu adsorpsi yang sama untuk setiap massa
biosorben yaitu 20, 30, dan 40 menit. Untuk massa adsorben 0,5 g diperoleh daya
adsorpsi sebesar 0,924, 1,617 dan 2,535 mg/g. Untuk massa adsorben 1,0 g diperoleh
daya serap adsorpsi sebesar 5,299, 8,634 dan 9,547 mg/g. Untuk massa adsorben 1,5
g diperoleh daya adsorpsi sebesar 2,708, 5,837 dan 6,193 mg/g.
Dilihat dari Gambar 4.2 diatas daya adsorpsi semakin besar seiring
bertambahnya massa adsorben. Hal ini dikarenakan semakin banyak massa adsorben
maka luas permukaan adsorben akan semakin besar sehingga memungkinkan daya
adsorpsi besar.
Diperoleh hasil maksimum untuk zat warna metil violet pengaruh massa
terhadap daya adsorpsi pada massa 1,0 g waktu adsorpsi 40 menit sebesar 9,547
mg/g.
25
Universitas Sumatera Utara
4.2.1.3 Methyl Red
Hasil yang diperoleh untuk penyerapan biosorben terhadap zat warna methyl
Daya Adsorpsi (mg/g)
red ditunjukkan pada Gambar 4.3.
Massa Adsorben (g)
Gambar 4.3 Pengaruh Massa Biosorben Terhadap Daya Serap Zat Warna Methyl Red
Hasil yang diperoleh pada zat warna methyl red dengan waktu adsorpsi yang
sama untuk masing – masing massa biosorben yaitu 20, 30, dan 40 menit diperoleh
hasil daya adsorpsi berturut – turut untuk 0,5 g sebesar 3,815, 3,730 dan 3,446 mg/g,
kemudian untuk 1,0 g sebesar 1,718, 1,599 dan 1,309 mg/g dan 1,5 g sebesar 1,117,
1,082 dan 1,092 mg/gr.
Dari Gambar 4.3 diatas dapat dilihat hasil pengaruh dari massa biosorben
terhadap daya serap zat warna methyl red yaitu, semakin besar massa biosorben yang
digunakan maka kemampuan daya adsorpsi semakin kecil. Hal ini disebabkan karena
adsorbat yang digunakan terbatas, menyebabkan biosorben saling berebutan satu
sama lain untuk saling menutupi dan mengakibatkan gerakan adsorbat menjadi
terbatas.
Akan tetapi pada massa 1,5 gram dengan waktu adsorpsi 40 menit
mengalami kenaikan. Hal ini terjadi karena adanya biosorben yang menggumpal
pada saat pengadukan dengan zat warna. Akibatnya penyerapan zat warna berkurang
dan daya adsorpsi mejadi tidak stabil.
Diperoleh hasil maksimum untuk zat warna methyl red dengan pengaruh
massa adsorben terhadap kemampuan daya adsorpsi pada massa 0,5 g waktu adsorpsi
20 menit yaitu sebesar 3,815 mg/g.
26
Universitas Sumatera Utara
Massa adsorben merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi proses
adsorpsi. Semakin banyak massa biosorben yang digunakan semakin efektif proses
adsorpsi terjadi [38]. Hal ini disebabkan karena bertambahnya luas permukaan
adsorben, sehingga ion-ion akan lebih banyak terserap pada permukaan biosorben
tersebut [39].
Titik optimum terjadi dikarenakan semakin banyak massa biosorben akan
semakin luas permukaan (tapak aktif adsorben) tersebut sehingga semakin besar
kemungkinan terjadi adsorpsi [40].
Menurut Wijayanti (2011) bila permukaan sudah jenuh atau mendekati jenuh
terhadap adsorbat, dapat terjadi dua hal:
1. Terbentuk lapisan adsorpsi kedua dan seterusnya di atas adsorbat yang telah
terikat di permukaan, gejala ini disebut adsorpsi multilayer.
2. Tidak terbentuk lapisan kedua dan seterusnya sehingga adsorbat yang belum
teradsorpsi berdifusi keluar pori dan kembali ke arus fluida.
Dari ketiga zat warna tersebut, dapat disimpulkan hasil yang terbaik untuk
pengaruh massa biosorben terhadap zat warna adalah pada zat warna methyl violet.
Hal ini dikarenakan kemampuan daya serap zat warna methyl violet semakin tinggi
dengan bertambahnya massa biosorben yang digunakan.
Jenis adsorbat yang digunakan juga sangat mempengaruhi proses adsorpsi.
Adapun faktor yang mempengaruhi adsorpsi dari jenis adsorbat adalah:
1. Berat molekul yang tinggi dapat meningkatkan kemampuan adsorpsi.
2. Adsorbat yang memiliki rantai yang bercabang lebih mudah diadsorpsi
dibandingkan rantai yang lurus.
4.2.2 Pengaruh Waktu Adsorpsi Terhadap Daya Serap Adsorpsi Zat Warna
Penentuan waktu adsorpsi terbaik dilakukan dengan memvariasikan waktu
adsorpsi yaitu selama 20, 30 dan 40 menit. Waktu adsorpsi yaitu waktu yang
digunakan selama proses perendaman sambil dilakukan pengadukan menggunakan
shaker. Konsentrasi larutan pewarna teknis yang digunakan adalah 100 ppm dan
massa 0,5, 1,0 dan 1,5 g. Kemudian endapannya disaring dan filtratnya diambil untuk
diukur absorbansinya dengan spektrofotometer UV-Vis. Untuk methyl red diperoleh
27
Universitas Sumatera Utara
λ maks 431,00 nm, methyl orange λ maks 464,00 nm dan methyl violet λ maks
589,50 nm.
Biosorben digunakan untuk penyerapan beberapa zat warna, yaitu zat warna
methyl orange, methyl violet dan methyl red. Hal ini dilakukan untuk menentukan
kemampuan daya serap
biosorben terhadap zat warna tersebut dengan
memvariasikan waktu adsorpsi.
4.2.2.1 Methyl Orange
Hasil yang diperoleh dari pengaruh waktu adsorpsi terhadap zat warna methyl
orange dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Pengaruh Waktu Adsorpsi Terhadap Daya Adsorpsi Zat Warna Methyl
Orange
Hasil yang diperoleh untuk waktu adsorpsi 20 menit dengan massa biosorben
0,5, 1,0 dan 1,5 g adalah 4,391, 1,980 dan 0,951 mg/g. Untuk waktu adsorpsi 30
menit dengan massa adsorben 0,5, 1,0 dan 1,5 g diperoleh daya adsorpsi sebesar
3,402, 1,655 dan 1,599 mg/g. Sedangkan untuk waktu adsorpsi 40 menit dengan
massa adsorben 0,5, 1,0 dan 1,5 g diperoleh daya serap adsorpsi sebesar 4,236, 2,331
dan 1,385 mg/g.
Dari Gambar 4.4 menunjukkan bahwa daya adsorpsi menurun seiring
bertambahnya waktu. Hal ini disebabkan karena adsorbat yang digunakan terlalu
sedikit seiring bertambahnya waktu adsorpsi yang mengakibatkan gerakan adsorbat
menjadi terbatas. Penyerapan zat warna menjadi tidak stabil yang mengakibatkan
daya adsorpsi semakin kecil.
28
Universitas Sumatera Utara
Diperoleh daya adsorpsi maksimum pada waktu 20 menit dengan massa 0,5 g
sebesar 4,391 mg/g.
4.2.2.2 Methyl Violet
Hasil yang diperoleh dari pengaruh waktu adsorpsi terhadap zat warna
methyl violet dapat dilihat pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5 Pengaruh Waktu Adsorpsi Terhadap Daya Adsorpsi Zat Warna Methyl
Violet
Hasil yang diperoleh adalah untuk waktu adsorpsi 20 menit dengan massa
0,5, 1,0 dan 1,5 g diperoleh daya adsorpsi sebesar 0,924, 5,299 dan 2,708 mg/g.
Untuk waktu adsorpsi 30 menit dengan massa adsorben 0,5, 1,0 dan 1,5 g diperoleh
daya adsorpsi sebesar 1,617, 8,634 dan 5,837 mg/g. Untuk waktu adsorpsi 40 menit
dengan massa adsorben 0,5, 1,0 dan 1,5 g diperoleh daya adsorpsi sebesar 2,535,
9,547 dan 6,193 mg/g.
Dari Gambar 4.5 dapat dilihat bahwa daya adsorpsi mengalami fluktuasi
seiring bertmbahnya waktu. Hal ini dikarenakan adanya biosorben yang menggumpal
pada saat proses pengadukan, yang mengakibatkan kecepatan putaran pengadukan
menjadi tidak merata dan menyebabkan penyerapan zat warna menjadi tidak
sempurna. Oleh karena itu daya adsorpsi menjadi tidak stabil.
Oleh karena itu, diperoleh daya adsorpsi yang terbesar pada waktu adsorpsi
40 menit dengan massa biosorben 1,0 gram sebesar 9,547 mg/g.
29
Universitas Sumatera Utara
4.2.2.3 Methyl Red
Hasil yang diperoleh dari pengaruh waktu adsorpsi terhadap zat warna methyl
orange dapat dilihat pad Gambar 4.6 :
Gambar 4.6 Pengaruh Waktu Adsorpsi Terhadap Daya Adsorpi Zat Warna Methyl
Red
Hasil yang diperoleh untuk waktu adsorpsi 20 menit dengan massa biosorben
0,5, 1,0 dan 1,5 g berturut – turut sebesar 3,815, 1,718 dan 1,117 mg/g. Untuk waktu
30 menit dengan massa adsorben 0,5, 1,0 dan 1,5 g diperoleh daya adsorpsi sebesar
3,730, 1,599, dan 1,082 mg/g. Untuk waktu 40 menit diperoleh daya adsorpsi sebesar
3,446, 1,309 dan 1,092 mg/g.
Gambar 4.6 diatas menunjukkan hasil dari pengaruh waktu adsorpsi terhadap
daya adsorpsi zat warna methyl red bahwa daya adsorpsi akan semakin menurun
seiring bertambahnya waktu adsorpsi. Hal ini dikarenakan adanya biosorben yang
menggumpal pada saat proses pengadukan. Penyerapan zat warna menjadi tidak
sempurna dan mengakibatkan daya adsorsi tidak stabil.
Pada zat warna methyl red diperoleh daya adsorpsi terbesar pada waktu
adsorpsi 20 menit dengan massa biosorben 0,5 g sebesar 0,954 mg/g.
Waktu kontak merupakan hal yang sangat menentukan dalam proses
adsorpsi, karena waktu kontak memungkinkan proses difusi dan penempelan
molekul adsorbat berlangsung. Desorpsi merupakan proses pelepasan kembali ion
atau molekul yang telah berikatan dengan gugus aktif pada adsorben [40].
Menurut Hadayani,dkk (2015) bahwa adsorpsi terjadi pada dua tahap yaitu
adsorpsi awal yang terjadi dengan cepat dan kemudian tahap pelepasan zat
30
Universitas Sumatera Utara
teradsorpsi secara perlahan-lahan, hal ini dikarenakan jumlah zat yang teradsorpsi
telah melebihi jumlah maksimal senyawa yang dapat teradsorpsi oleh biosorben
dengan kata lain biosorben telah mengalami kejenuhan. Pada permukaan biosorben
terdapat situs aktif yang jumlahnya sebanding dengan luas permukaan biosorben
sehingga apabila situs aktif pada permukaan biosorben telah jenuh oleh sejumlah
adsorbat maka penambahan lama waktu adsorpsi tidak dapat lagi meninggkatkan
adsorpsi bahkan cenderung mengalami penurunan.
Pada saat awal terjadi reaksi, absorbansi senyawa yang berwarna meningkat
sampai waktu tertentu hingga diperoleh absorbansi yang stabil. Semakin lama waktu
pengukuran, dimungkinkan senyawa berwarna menjadi terurai sehingga intensitas
warnanya turun akibatnya absorbansiya juga turun [38]. Semakin lama waktu
interaksi biosorben dengan adsorbat memungkinkan banyaknya tumbukan yang
terjadi sehingga semakin banyak adsorbat yang terserap. Tumbukan kecepatan reaksi
bergantung pada jumlah tumbukan persatu satuan waktu, semakin banyak tumbukan
yang terjadi maka reaksi semakin cepat berlangsung [41].
Dari hasil yang telah diperoleh dapat disimpulkan bahwa kemampuan daya
adsorpsi terbaik untuk pengaruh waktu adsorpsi terhadap penyerapan zat warna
adalah pada zat warna methyl violet dengan waktu adsorpsi 20, 30 dan 40 menit dan
massa biosorben 0,5 dan 1,0 g. Hal ini dilihat dari semakin lamanya waktu adsorpsi
memungkinkan banyaknya tumbukan yang terjadi sehingga semakin banyak adsorbat
yang terserap. Sehingga diperoleh daya adsorpsi terhadap zat warna methyl violet
yang lebih besar dibandingkan zat warna methyl orange dan methyl red. Akan tetapi
jika dibandingkan dengan zat warna lain, zat warna methyl violet untuk massa 0,5 g
di setiap waktu adsorpsi diperoleh hasil adsorpsi yang kecil. Hal ini dikarenakan
adanya biosorben yang menggumpal dan menempel pada dinding beaker glass yang
mengakibatkan adsorbat tidak bisa dikontakkan dengan biosorben. Oleh karena itu
daya adsorpsi menjadi kecil.
31
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut:
1. Pengaruh massa biosorben dan waktu adsorpsi terhadap kemampuan daya
serap zat warna dilihat dari massa daan waktu yang sama untuk masing –
masing zat warna yaitu 1,0 g dan 40 menit. Untuk zat warna methyl orange
diperoleh daya adsorpsi sebesar 2,331 mg/g, methyl violet diperoleh daya
adsorpsi sebesar 9,547 mg/g, dan methyl red diperoleh daya adsorpsi sebesar
1,309 mg/g.
2. Daya adsorpsi terbesar diperoleh untuk zat warna methyl violet karena
memiliki sifat yang lebih reaktif dibandingkan zat warna lainnya.
3. Kemampuan daya adsorpsi terbesar untuk masing – masing zat warna yaitu,
methyl orange daya adsorpsi terbesar diperoleh pada 0,5 g 20 menit sebesar
4,391 mg/g, methyl violet diperoleh daya adsorpsi terbesar pada 1,0 g 40 menit
sebesar 9,547 mg/g, methyl red diperoleh daya adsorpsi terbesar pada 0,5 g 20
menit sebesar 3,815 mg/g.
5.2
SARAN
Adapun saran yang dapat di ambil dari penelitian yang telah di lakukan adalah:
1. Sebaiknya dilakukan proses penyerapan pada logam misalnya timbal (Pb)
2. Sebaiknya dilakukan uji karakteristik biosorben setelah dilakukan penyerapan
terhadap zat warna tersebut.
3. Sebaiknya dilakukan perlakuan terlebih dahulu pada biji pepaya untuk
menghilangkan kandungan lemak didalamnya misalkan dengan cara ekstraksi.
32
Universitas Sumatera Utara
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
Penelitian akan dilakukan di Laboratorium Penelitian dan Laboratorium
Proses Industri Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara. Penelitian ini dilaksanakan selama lebih kurang 6 bulan.
3.2
BAHAN DAN PERALATAN
3.2.1 Bahan
Pada penelitian ini bahan-bahan yang digunakan antara lain:
1. Adsorben dari Biji Pepaya (Carica papaya)
2. Larutan methyl orange
3. Larutan methyl red
4. Larutan methyl violet
5. Aquadest
6. Etanol
3.2.2 Peralatan
Pada penelitian ini peralatan yang digunakan anatara lain:
1. Timbangan digital
2. Kertas Whatman No.1
3. Beaker glass
4. Corong gelas
5. Gelas ukur
6. Ayakan 60 mesh
7. Rotary shaker
8. Erlenmeyer
9. Batang pengaduk
10. Pipet tetes
11. Spektrofotometer UV-Vis
17
Universitas Sumatera Utara
3.3
PROSEDUR PENELITIAN
3.3.1 Pembuatan Larutan Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red [28]
1. Methyl orange ditimbang sebanyak 0,1 g dan dimasukkan ke dalam
beaker glass
2. Kemudian ditambahkan 2 mL etanol dan dilarutkan dengan akuades
hingga 1000 ml
3. Larutan dikocok sampai homogen hingga diperoleh konsentrasi 100 ppm
4. Ulangi percobaan untuk zat warna methyl red dan methyl violet
3.3.2
Penentuan Kemampuan Daya Serap Biosorben Biji Pepaya Terhadap
Zat Warna Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red dengan
Variasi Massa [28]
1. Biosorben dengan ukuran partikel 60 mesh ditimbang masing – masing
0,5, 1,0 dan 1,5 g dan dimasukkan ke dalam beaker glass 100 mL
2. Lalu ditambahkan 20 mL larutan methyl orange dengan konsentrasi
100 ppm
3. Kemudian diaduk dengan menggunakan shaker dengan kecepatan putaran
180 rpm dan waktu adsorpsi 20 menit
4. Larutan disaring menggunakan kertas saring whatman No. 1 hingga
dihasilkan filtratnya
5. Filtrat yang dihasilkan dianalisa untuk mengetahui daya serap biosorben
menggunakan spektrofotometer UV-Vis
6. Ulangi prosedur di atas untuk methyl orange, methyl violet dan methyl red
dengan variasi waktu yang lain
3.3.3 Penentuan Kemampuan Daya Serap Biosorben Biji Pepaya Terhadap
Zat Warna Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red dengan
Variasi Waktu [28]
1. Biosorben dengan ukuran partikel 60 mesh ditimbang masing – masing
0,5 g dan dimasukkan kedalam beaker glass 100 mL
2. Lalu ditambahkan 20 mL larutan methyl orange dengan konsentrasi
100 ppm dan waktu adsorpsi 20, 30, dan 40 menit
18
Universitas Sumatera Utara
3. Kemudian diaduk menggunakan shaker dengan kecepatan putaran 180
rpm dan waktu adsorpsi 20, 30, dan 40 menit
4. Larutan disaring menggunakan kertas saring whatman No. 1 hingga
dihasilkan filtratnya
5. Filtrat yang dihasilkan dianalisa untuk mengetahui daya serap biosorben
menggunakan spektrofotometer UV-Vis
6. Ulangi prosedur di atas untuk methyl violet dan methyl red dengan variasi
massa biosorben yang lain
3.4
FLOWCHART PERCOBAAN
3.4.1 Pembuatan Larutan Metilhyl Orange, Methyl Violet Dan Methyl Red
Mulai
Timbang 0,1 g methyl orange dan dimasukkan ke dalam beaker
glass 1000 mL
Tambahkan 2 mL etanol 96 % dan aquades
hingga 1000 mL.
Larutan dikocok sampai homogen hingga
dicapai konsentrasi 100 ppm
Ulangi percobaan pada zat warna methyl violet dan methyl
red
Selesai
Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Larutan Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl
Red
19
Universitas Sumatera Utara
3.4.2 Penentuan Kemampuan Daya Serap Biosorben Biji Pepaya Terhadap
Zat Warna Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red dengan
Variasi Massa
Mulai
Timbang masing – masing 0,5 g biosorben 60 mesh dan
dimasukkan ke dalam beaker glass 100 mL
Tambahkan larutan methyl orange sebanyak 20 mL
dengan konsentrasi 100 ppm
Diaduk dengan kecepatan putaran 180 rpm dan
waktu adsorpsi 20, 30 dan40 menit
Saring larutan menggunakan kertas saring whatman
No. 1
Filtrat yang dihasilkan di analisa untuk mengetahui daya
serap biosorben menggunakan spektrofotometer UV-Vis
Ulangi percobaan untuk methyl violet dan methyl red
dengan variasi massa yang lainnya
Selesai
Gambar 3.2 Flowchart Penentuan Kemampuan Daya Serap Biosorben Biji Pepaya
Terhadap Zat Warna Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red
dengan Variasi Massa
20
Universitas Sumatera Utara
3.4.3 Penentuan Kemampuan Daya Serap Biosorben Biji Pepaya Terhadap
Zat Warna Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red dengan
Variasi Waktu
Mulai
Timbang masing – masing 0,5, 1,0 dan 1,5 g biosorben 60
mesh dan dimasukkan ke dalam beaker glass 100 mL
Tambahkan larutan methyl orange sebanyak 20 mL
dan dengan konsentrasi 100 ppm
Diaduk dengan kecepatan putaran 180 rpm
dengan waktu adsorpsi 20 menit
Saring larutan menggunakan kertas saring whatman
No. 1
Filtrat yang dihasilkan dianalisa untuk mengetahui daya
serap biosorben menggunakan spektrofotometer UV-Vis
Ulangi percobaan untuk methyl violet dan methyl red
dengan variasi waktu adsorpsi yang lain
Selesai
Gambar 3.3 Flowchart Penentuan Kemampuan Daya Serap Biosorben Biji Pepaya
Terhadap Zat Warna Methyl Orange, Methyl Violet dan Methyl Red
dengan Variasi Waktu
21
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
PENENTUAN BIOSROBEN TERBAIK YANG DIGUNAKAN UNTUK
PENYERAPAN ZAT WARNA METHYL ORANGE, METHYL
VIOLET DAN METHYL RED
Pada
penelitian
ini,
pemilihan
biosorben
yang
digunakan
untuk
pengaplikasian terhadap penyerapan zat warna dari berbagai variasi waktu
pemanasan dan konsentrasi aktivator ditentukan berdasarkan kapasitas yang paling
baik. Kapasitas terbaik ditentukan berdasarkan bilangan iodin dan luas permukaan.
Aktivator yang digunakan yaitu asam sulfat (H2SO4). Adapun hasil yang terbaik
dapat dilihat pada Tabel 4.1 dibawah ini.
Tabel 4.1 Bilangan Iodin Biosorben dan Luas Permukaan Biji Pepaya
Waktu Aktivasi
(menit)
Konsentrasi
H2SO4 (%)
Bilangan Iodin
(mg/g)
30
5
7
10
5
7
10
5
7
10
5
7
10
139,59
203,04
247,45
279,18
348,97
431,46
215,73
234,76
456,84
291,87
336,285
482,22
60
90
120
Luas permukaan
(m2/g)
9,1871
12,5988
14,2478
27,2375
23,6452
30,5467
24,7397
28,8825
30,7188
26,9,47
26,6347
33,43556
Dari tabel diatas biosorben yang digunakan adalah dengan kapasitas terbaik
yaitu dengan waktu pemanasan 120 menit, konsentrasi aktivator asam sulfat (H2SO4)
10 % diperoleh hasil bilangan iodin tertinggi sebesar 482,22 (mg/g) dan luas
permukaan 33,43556 m2/g.
Bilangan iodin adalah indikator atau parameter yang digunakan untuk
menentukan kapasitas adsorpsi karbon aktif. Bilangan iodin dapat digunakan sebagai
22
Universitas Sumatera Utara
pendekatan untuk luas permukaan dan mikropori karbon aktif dengan presisi yang
baik [36].
Daya serap terhadap iodium merupakan indikator penting dalam menilai
arang aktif. Daya serap terhadap iodium menunjukkan kemampuan arang aktif
menyerap zat dengan ukuran molekul yang lebih kecil dari 10 Aº atau memberikan
indikasi jumlah pori yang berdiameter 10 – 15 Aº. Daya adsorpsi arang aktif terhadap
iod memiliki korelasi dengan luas permukaan dari arang aktif. Semakin besar angka
iod suatu biosorben maka semakin besar kemampuan dalam mengadsorpsi adsorbat
atau zat terlarut. Salah satu metode yang digunakan dalam analisis daya adsorpsi
arang aktif terhadap iod adalah dengan metode titrasi iodometri. Kereaktifan dari
arang aktif dapat dilihat dari kemampuannya mengadsorpsi substrat. Daya adsorpsi
tersebut dapat ditunjukkan dengan besarnya angka iod (iodine number) yaitu angka
yang menunjukkan seberapa besar adsorben dapat mengadsorpsi iod. Semakin besar
nilai angka iod maka semakin besar pula daya adsorpsi dari adsorben [37].
4.2
PENGARUH MASSA BIOSORBEN DAN WAKTU ADSORPSI
TERHADAP DAYA SERAP ZAT WARNA
4.2.1 Pengaruh Massa Biosorban Terhadap Daya Serap Zat Warna
Penentuan massa biosorben optimum dilakukan dengan memvariasi massa
biosorben yaitu sebesar 0,5, 1,0 dan 1,5 g. Biosorben dengan massa tertentu
dimasukkan dalam larutan pewarna methyl orange, methyl violet dan methyl red
dengan konsentrasi 100 ppm, kemudian diaduk dengan variasi waktu 20, 30, dan 40
menit. Kemudian endapannya disaring dan filtratnya diambil untuk diukur
absorbansinya dengan spektrofotometer UV-Vis. Untuk methyl orange λ maks
464,00 nm, methyl violet λ maks 589,50 nm dan methyl red diperoleh λ maks 431,00
nm.
Biosorben digunakan untuk penyerapan beberapa zat warna, yaitu zat warna
methyl orange, methyl violet dan methyl red. Hal ini dilakukan untuk menentukan
kemampuan daya serap biosorben terhada zat warna tersebut dengan memvariasikan
massa biosorben.
23
Universitas Sumatera Utara
4.2.1.1 Methyl Orange
Hasil yang diperoleh dari pengaruh massa biosorben terhadap daya serap zat
Daya Adsorpsi (mg/gr)
warna methyl orange dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Massa Adsorben (gram)
Gambar 4.1 Pengaruh Massa Biosorben Terhadap Daya Adsorpsi Zat Warna Methyl
Orange
Pada penyerapan zat warna methyl orange diperoleh hasil daya adsorpsi
dengan waktu adsorpsi yang sama yaitu 20, 30 dan 40 menit untuk masing – masing
massa adsorben 0,5 gram sebesar 4,391, 3,402 dan 4,236 mg/g. Untuk massa
adsorben 1,0 gram sebesar 1,980, 1,655 dan 2,331 mg/g. Untuk massa adsorben 1,5
gram sebesar 0,951, 1,599 dan 1,385 mg/g.
Dari Gambar 4.1 diatas dapat dilihat bahwa kemampuan daya adsorpi
mengalami fluktuasi di setiap massa adsorben. Pada massa 0,5 gram dan 1,0 gram
daya adsorpsi mengalami kenaikan pada waktu 40 menit. Hal ini disebabkan karena
kecepatan putaran menjadi lambat dengan bertambahnya massa biosorben, yang
mengakibatkan daya adsorpsi menjadi tidak bagus. Tetapi pada massa 1,5 gram
mengalami penurunan pada waktu 40 menit. Hal ini dikarenakan jumlah adsorbat
yang digunakan terlalu sedikit dan terbatas untuk massa biosorben 1,5 g, yang
memungkinkan daya adsorpsi menjadi kecil.
Hasil maksimum zat warna methyl orange untuk pengaruh massa biosorben
terhadap daya adsorpsi adalah pada massa 0,5 g waktu adsorpsi 20 menit sebesar
4,391 mg/g.
24
Universitas Sumatera Utara
4.2.1.2 Methyl Violet
Hasil yang diperoleh dari pengaruh massa biosorben terhadap daya serap zat
Daya Adsorpsi (mg/g)
warna methyl violet dapat dilihat pada Gambar 4.2.
Massa Adsorben (g)
Gambar 4.2 Pengaruh Massa Biosorben Terhadap Daya Serap Adsorpsi Zat Warna
Methyl Violet
Hasil yang diperoleh dari pengaruh massa biosorben terhadap daya adsorpsi
zat warna methyl violet dengan waktu adsorpsi yang sama untuk setiap massa
biosorben yaitu 20, 30, dan 40 menit. Untuk massa adsorben 0,5 g diperoleh daya
adsorpsi sebesar 0,924, 1,617 dan 2,535 mg/g. Untuk massa adsorben 1,0 g diperoleh
daya serap adsorpsi sebesar 5,299, 8,634 dan 9,547 mg/g. Untuk massa adsorben 1,5
g diperoleh daya adsorpsi sebesar 2,708, 5,837 dan 6,193 mg/g.
Dilihat dari Gambar 4.2 diatas daya adsorpsi semakin besar seiring
bertambahnya massa adsorben. Hal ini dikarenakan semakin banyak massa adsorben
maka luas permukaan adsorben akan semakin besar sehingga memungkinkan daya
adsorpsi besar.
Diperoleh hasil maksimum untuk zat warna metil violet pengaruh massa
terhadap daya adsorpsi pada massa 1,0 g waktu adsorpsi 40 menit sebesar 9,547
mg/g.
25
Universitas Sumatera Utara
4.2.1.3 Methyl Red
Hasil yang diperoleh untuk penyerapan biosorben terhadap zat warna methyl
Daya Adsorpsi (mg/g)
red ditunjukkan pada Gambar 4.3.
Massa Adsorben (g)
Gambar 4.3 Pengaruh Massa Biosorben Terhadap Daya Serap Zat Warna Methyl Red
Hasil yang diperoleh pada zat warna methyl red dengan waktu adsorpsi yang
sama untuk masing – masing massa biosorben yaitu 20, 30, dan 40 menit diperoleh
hasil daya adsorpsi berturut – turut untuk 0,5 g sebesar 3,815, 3,730 dan 3,446 mg/g,
kemudian untuk 1,0 g sebesar 1,718, 1,599 dan 1,309 mg/g dan 1,5 g sebesar 1,117,
1,082 dan 1,092 mg/gr.
Dari Gambar 4.3 diatas dapat dilihat hasil pengaruh dari massa biosorben
terhadap daya serap zat warna methyl red yaitu, semakin besar massa biosorben yang
digunakan maka kemampuan daya adsorpsi semakin kecil. Hal ini disebabkan karena
adsorbat yang digunakan terbatas, menyebabkan biosorben saling berebutan satu
sama lain untuk saling menutupi dan mengakibatkan gerakan adsorbat menjadi
terbatas.
Akan tetapi pada massa 1,5 gram dengan waktu adsorpsi 40 menit
mengalami kenaikan. Hal ini terjadi karena adanya biosorben yang menggumpal
pada saat pengadukan dengan zat warna. Akibatnya penyerapan zat warna berkurang
dan daya adsorpsi mejadi tidak stabil.
Diperoleh hasil maksimum untuk zat warna methyl red dengan pengaruh
massa adsorben terhadap kemampuan daya adsorpsi pada massa 0,5 g waktu adsorpsi
20 menit yaitu sebesar 3,815 mg/g.
26
Universitas Sumatera Utara
Massa adsorben merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi proses
adsorpsi. Semakin banyak massa biosorben yang digunakan semakin efektif proses
adsorpsi terjadi [38]. Hal ini disebabkan karena bertambahnya luas permukaan
adsorben, sehingga ion-ion akan lebih banyak terserap pada permukaan biosorben
tersebut [39].
Titik optimum terjadi dikarenakan semakin banyak massa biosorben akan
semakin luas permukaan (tapak aktif adsorben) tersebut sehingga semakin besar
kemungkinan terjadi adsorpsi [40].
Menurut Wijayanti (2011) bila permukaan sudah jenuh atau mendekati jenuh
terhadap adsorbat, dapat terjadi dua hal:
1. Terbentuk lapisan adsorpsi kedua dan seterusnya di atas adsorbat yang telah
terikat di permukaan, gejala ini disebut adsorpsi multilayer.
2. Tidak terbentuk lapisan kedua dan seterusnya sehingga adsorbat yang belum
teradsorpsi berdifusi keluar pori dan kembali ke arus fluida.
Dari ketiga zat warna tersebut, dapat disimpulkan hasil yang terbaik untuk
pengaruh massa biosorben terhadap zat warna adalah pada zat warna methyl violet.
Hal ini dikarenakan kemampuan daya serap zat warna methyl violet semakin tinggi
dengan bertambahnya massa biosorben yang digunakan.
Jenis adsorbat yang digunakan juga sangat mempengaruhi proses adsorpsi.
Adapun faktor yang mempengaruhi adsorpsi dari jenis adsorbat adalah:
1. Berat molekul yang tinggi dapat meningkatkan kemampuan adsorpsi.
2. Adsorbat yang memiliki rantai yang bercabang lebih mudah diadsorpsi
dibandingkan rantai yang lurus.
4.2.2 Pengaruh Waktu Adsorpsi Terhadap Daya Serap Adsorpsi Zat Warna
Penentuan waktu adsorpsi terbaik dilakukan dengan memvariasikan waktu
adsorpsi yaitu selama 20, 30 dan 40 menit. Waktu adsorpsi yaitu waktu yang
digunakan selama proses perendaman sambil dilakukan pengadukan menggunakan
shaker. Konsentrasi larutan pewarna teknis yang digunakan adalah 100 ppm dan
massa 0,5, 1,0 dan 1,5 g. Kemudian endapannya disaring dan filtratnya diambil untuk
diukur absorbansinya dengan spektrofotometer UV-Vis. Untuk methyl red diperoleh
27
Universitas Sumatera Utara
λ maks 431,00 nm, methyl orange λ maks 464,00 nm dan methyl violet λ maks
589,50 nm.
Biosorben digunakan untuk penyerapan beberapa zat warna, yaitu zat warna
methyl orange, methyl violet dan methyl red. Hal ini dilakukan untuk menentukan
kemampuan daya serap
biosorben terhadap zat warna tersebut dengan
memvariasikan waktu adsorpsi.
4.2.2.1 Methyl Orange
Hasil yang diperoleh dari pengaruh waktu adsorpsi terhadap zat warna methyl
orange dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Pengaruh Waktu Adsorpsi Terhadap Daya Adsorpsi Zat Warna Methyl
Orange
Hasil yang diperoleh untuk waktu adsorpsi 20 menit dengan massa biosorben
0,5, 1,0 dan 1,5 g adalah 4,391, 1,980 dan 0,951 mg/g. Untuk waktu adsorpsi 30
menit dengan massa adsorben 0,5, 1,0 dan 1,5 g diperoleh daya adsorpsi sebesar
3,402, 1,655 dan 1,599 mg/g. Sedangkan untuk waktu adsorpsi 40 menit dengan
massa adsorben 0,5, 1,0 dan 1,5 g diperoleh daya serap adsorpsi sebesar 4,236, 2,331
dan 1,385 mg/g.
Dari Gambar 4.4 menunjukkan bahwa daya adsorpsi menurun seiring
bertambahnya waktu. Hal ini disebabkan karena adsorbat yang digunakan terlalu
sedikit seiring bertambahnya waktu adsorpsi yang mengakibatkan gerakan adsorbat
menjadi terbatas. Penyerapan zat warna menjadi tidak stabil yang mengakibatkan
daya adsorpsi semakin kecil.
28
Universitas Sumatera Utara
Diperoleh daya adsorpsi maksimum pada waktu 20 menit dengan massa 0,5 g
sebesar 4,391 mg/g.
4.2.2.2 Methyl Violet
Hasil yang diperoleh dari pengaruh waktu adsorpsi terhadap zat warna
methyl violet dapat dilihat pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5 Pengaruh Waktu Adsorpsi Terhadap Daya Adsorpsi Zat Warna Methyl
Violet
Hasil yang diperoleh adalah untuk waktu adsorpsi 20 menit dengan massa
0,5, 1,0 dan 1,5 g diperoleh daya adsorpsi sebesar 0,924, 5,299 dan 2,708 mg/g.
Untuk waktu adsorpsi 30 menit dengan massa adsorben 0,5, 1,0 dan 1,5 g diperoleh
daya adsorpsi sebesar 1,617, 8,634 dan 5,837 mg/g. Untuk waktu adsorpsi 40 menit
dengan massa adsorben 0,5, 1,0 dan 1,5 g diperoleh daya adsorpsi sebesar 2,535,
9,547 dan 6,193 mg/g.
Dari Gambar 4.5 dapat dilihat bahwa daya adsorpsi mengalami fluktuasi
seiring bertmbahnya waktu. Hal ini dikarenakan adanya biosorben yang menggumpal
pada saat proses pengadukan, yang mengakibatkan kecepatan putaran pengadukan
menjadi tidak merata dan menyebabkan penyerapan zat warna menjadi tidak
sempurna. Oleh karena itu daya adsorpsi menjadi tidak stabil.
Oleh karena itu, diperoleh daya adsorpsi yang terbesar pada waktu adsorpsi
40 menit dengan massa biosorben 1,0 gram sebesar 9,547 mg/g.
29
Universitas Sumatera Utara
4.2.2.3 Methyl Red
Hasil yang diperoleh dari pengaruh waktu adsorpsi terhadap zat warna methyl
orange dapat dilihat pad Gambar 4.6 :
Gambar 4.6 Pengaruh Waktu Adsorpsi Terhadap Daya Adsorpi Zat Warna Methyl
Red
Hasil yang diperoleh untuk waktu adsorpsi 20 menit dengan massa biosorben
0,5, 1,0 dan 1,5 g berturut – turut sebesar 3,815, 1,718 dan 1,117 mg/g. Untuk waktu
30 menit dengan massa adsorben 0,5, 1,0 dan 1,5 g diperoleh daya adsorpsi sebesar
3,730, 1,599, dan 1,082 mg/g. Untuk waktu 40 menit diperoleh daya adsorpsi sebesar
3,446, 1,309 dan 1,092 mg/g.
Gambar 4.6 diatas menunjukkan hasil dari pengaruh waktu adsorpsi terhadap
daya adsorpsi zat warna methyl red bahwa daya adsorpsi akan semakin menurun
seiring bertambahnya waktu adsorpsi. Hal ini dikarenakan adanya biosorben yang
menggumpal pada saat proses pengadukan. Penyerapan zat warna menjadi tidak
sempurna dan mengakibatkan daya adsorsi tidak stabil.
Pada zat warna methyl red diperoleh daya adsorpsi terbesar pada waktu
adsorpsi 20 menit dengan massa biosorben 0,5 g sebesar 0,954 mg/g.
Waktu kontak merupakan hal yang sangat menentukan dalam proses
adsorpsi, karena waktu kontak memungkinkan proses difusi dan penempelan
molekul adsorbat berlangsung. Desorpsi merupakan proses pelepasan kembali ion
atau molekul yang telah berikatan dengan gugus aktif pada adsorben [40].
Menurut Hadayani,dkk (2015) bahwa adsorpsi terjadi pada dua tahap yaitu
adsorpsi awal yang terjadi dengan cepat dan kemudian tahap pelepasan zat
30
Universitas Sumatera Utara
teradsorpsi secara perlahan-lahan, hal ini dikarenakan jumlah zat yang teradsorpsi
telah melebihi jumlah maksimal senyawa yang dapat teradsorpsi oleh biosorben
dengan kata lain biosorben telah mengalami kejenuhan. Pada permukaan biosorben
terdapat situs aktif yang jumlahnya sebanding dengan luas permukaan biosorben
sehingga apabila situs aktif pada permukaan biosorben telah jenuh oleh sejumlah
adsorbat maka penambahan lama waktu adsorpsi tidak dapat lagi meninggkatkan
adsorpsi bahkan cenderung mengalami penurunan.
Pada saat awal terjadi reaksi, absorbansi senyawa yang berwarna meningkat
sampai waktu tertentu hingga diperoleh absorbansi yang stabil. Semakin lama waktu
pengukuran, dimungkinkan senyawa berwarna menjadi terurai sehingga intensitas
warnanya turun akibatnya absorbansiya juga turun [38]. Semakin lama waktu
interaksi biosorben dengan adsorbat memungkinkan banyaknya tumbukan yang
terjadi sehingga semakin banyak adsorbat yang terserap. Tumbukan kecepatan reaksi
bergantung pada jumlah tumbukan persatu satuan waktu, semakin banyak tumbukan
yang terjadi maka reaksi semakin cepat berlangsung [41].
Dari hasil yang telah diperoleh dapat disimpulkan bahwa kemampuan daya
adsorpsi terbaik untuk pengaruh waktu adsorpsi terhadap penyerapan zat warna
adalah pada zat warna methyl violet dengan waktu adsorpsi 20, 30 dan 40 menit dan
massa biosorben 0,5 dan 1,0 g. Hal ini dilihat dari semakin lamanya waktu adsorpsi
memungkinkan banyaknya tumbukan yang terjadi sehingga semakin banyak adsorbat
yang terserap. Sehingga diperoleh daya adsorpsi terhadap zat warna methyl violet
yang lebih besar dibandingkan zat warna methyl orange dan methyl red. Akan tetapi
jika dibandingkan dengan zat warna lain, zat warna methyl violet untuk massa 0,5 g
di setiap waktu adsorpsi diperoleh hasil adsorpsi yang kecil. Hal ini dikarenakan
adanya biosorben yang menggumpal dan menempel pada dinding beaker glass yang
mengakibatkan adsorbat tidak bisa dikontakkan dengan biosorben. Oleh karena itu
daya adsorpsi menjadi kecil.
31
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut:
1. Pengaruh massa biosorben dan waktu adsorpsi terhadap kemampuan daya
serap zat warna dilihat dari massa daan waktu yang sama untuk masing –
masing zat warna yaitu 1,0 g dan 40 menit. Untuk zat warna methyl orange
diperoleh daya adsorpsi sebesar 2,331 mg/g, methyl violet diperoleh daya
adsorpsi sebesar 9,547 mg/g, dan methyl red diperoleh daya adsorpsi sebesar
1,309 mg/g.
2. Daya adsorpsi terbesar diperoleh untuk zat warna methyl violet karena
memiliki sifat yang lebih reaktif dibandingkan zat warna lainnya.
3. Kemampuan daya adsorpsi terbesar untuk masing – masing zat warna yaitu,
methyl orange daya adsorpsi terbesar diperoleh pada 0,5 g 20 menit sebesar
4,391 mg/g, methyl violet diperoleh daya adsorpsi terbesar pada 1,0 g 40 menit
sebesar 9,547 mg/g, methyl red diperoleh daya adsorpsi terbesar pada 0,5 g 20
menit sebesar 3,815 mg/g.
5.2
SARAN
Adapun saran yang dapat di ambil dari penelitian yang telah di lakukan adalah:
1. Sebaiknya dilakukan proses penyerapan pada logam misalnya timbal (Pb)
2. Sebaiknya dilakukan uji karakteristik biosorben setelah dilakukan penyerapan
terhadap zat warna tersebut.
3. Sebaiknya dilakukan perlakuan terlebih dahulu pada biji pepaya untuk
menghilangkan kandungan lemak didalamnya misalkan dengan cara ekstraksi.
32
Universitas Sumatera Utara