Pembuatan Karbon Aktif Dari Cangkang Buah Karet (Hevea brasilliensis) Dengan Aktivator H3PO4 dan Aplikasinya Sebagai Penjerap Pb(II)
PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI CANGKANG BUAH
KARET (Hevea brasilliensis) DENGAN AKTIVATOR H3PO4
DAN APLIKASINYA SEBAGAI PENJERAP Pb(II)
SKRIPSI
Oleh
JOKO MURTONO
120405118
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
JANUARI 2017
24
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI CANGKANG BUAH
KARET (Hevea brasilliensis) DENGAN AKTIVATOR H3PO4
DAN APLIKASINYA SEBAGAI PENJERAP Pb(II)
SKRIPSI
Oleh
JOKO MURTONO
120405118
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
25
Universitas Sumatera Utara
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI CANGKANG BUAH
KARET (Hevea brasilliensis) DENGAN AKTIVATOR H3PO4
DAN APLIKASINYA SEBAGAI PENJERAP Pb(II)
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya
saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian pernyataan
ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau
merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai aturan yang
berlaku.
Medan, Januari 2017
Joko Murtono
NIM : 120405118
PENGESAHAN
26
Universitas Sumatera Utara
Skripsi dengan judul :
Pembuatan Karbon Aktif Dari Cangkang Buah Karet (Hevea
brasilliensis) Dengan Aktivator H3PO4 Dan Aplikasinya Sebagai
Penjerap Pb(II)
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah
diajukan pada sidang ujian skripsi pada 25 Januari
2017 dan dinyatakan
memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Medan,
2017
Koordinator Skripsi,
Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, M.T
Dr. Ir. Iriany, M.Si.
NIP : 19681214 199702 2 002
NIP : 19640613 199003 2 001
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Dra.Siswarni MZ, M.S
Okta Bani, ST. MT
NIP. 19570725 198701 2 001
NIP. 19881101 201504 1 002
PRAKATA
27
Universitas Sumatera Utara
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga
skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Pembuatan
Karbon Aktif dari Cangkang Buah Karet (Hevea brasilliensis) dengan Aktivator H3PO4
dan Aplikasinya Sebagai Penjerap Pb(II)” berdasarkan hasil penelitian yang penulis
lakukan di Departemen Teknik Kimia Universtas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan
salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik.
Melalui penelitian ini diperoleh hasil karbon aktif dari cangkang buah karet, sehingga
hasil yang diperoleh dapat dimanfaatkan untuk mengurangi jumlah limbah cangkang
buah karet dan mengurangi limabah ion logam Pb(II).
Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat
pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu secara khusus
penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada Ibu
Dr. Ir. Iriany, 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,
2017
Penulis,
Joko Murtono
DEDIKASI
28
Universitas Sumatera Utara
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada :
1. Kedua orang tua penulis tercinta, Bapak Masran dan Ibu Ramijah yang telah
banyak mendukung penulis sampai saat ini.
2. Muhammad Zulfadhli atas kerjasamanya yang baik hingga akhir selama
melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.
3. Rekan-rekan stambuk 2012 serta senior-senior yang memberikan banyak
dukungan dan semangat kepada penulis.
29
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Joko Murtono
NIM : 120405118
Tempat/tgl lahir : Ujung Batu II / 07 September 1993
Nama orang tua : Masran dan Ramijah
Alamat orang tua :
Ujung Batu II, Kab. Padang Lawas, Sumatera Utara
Asal Sekolah :
SD Negeri 0708 Aliaga II tahun 2000-2006
SMP Negeri I Ujung Batu I tahun 2006-2009
SMK Farmasi Ikasari tahun 2009-2012
Pengalaman Organisasi :
Covalen Study Group periode 2012 – 2013 sebagai Anggota Bidang
Dakwah
HIMATEK periode 2013 – 2014 sebagai Anggota
Pemerintahan Mahasiswa Teknik sebagai anggota
Artikel yang telah dipublikasikan dalam jurnal :
Pembuatan Karbon Aktif dari Cangkang Buah Karet (Hevea brassiliensis)
dengan Aktivator H3PO4 dan aplikasinya sebagai penjerap Pb(II) Jurnal
Teknik Kimia USU.
30
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Kebutuhan karbon aktif di Indonesia semakin meningkat seiring berkembangnya
era industri. Jika ditinjau dari sumber daya alam di Indonesia, sangatlah mungkin
kebutuhan karbon aktif dapat dipenuhi dengan produksi dari dalam negeri.
Cangkang buah karet merupakan limbah padat yang sangat berpotensial untuk
beragam kegunaan, diantaranya adalah untuk bahan baku pembuatan karbon aktif.
Dalam penelitian ini, limbah cangkang buah karet tersebut diolah menjadi arang
aktif. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh konsentrasi
aktivator asam fosfat terhadap karakteristik karbon aktif serta daya serap karbon
aktif terhadap logam Pb(II). Cangkang buah karet yang lolos pada ayakan 100
mesh diimpregnasi dengan aktivator asam fosfat (H3PO4) dengan rasio cangkang
buah karet : asam fosfat (b:b) sebesar 1:2 dan variasi konsentrasi (H3PO4) sebesar
20%, 40%, dan 60% selama 1 jam. Setelah proses perendaman dengan asam
tersebut, bahan dikarbonisasi di dalam furnace pada suhu 500 oC selama 1 jam.
Analisa luas permukan karbon aktif menggunakan alat Braunanear, Emmelt dan
Teller dan konsentrasi hasil penjerapan logam Pb(II) diukur dengan Spektroskopi
Serapan Atom. Hasil penelitian menunjukkan karakteristik karbon aktif secara
umum telah memenuhi Standar Nasional Indonesi. Karbon aktif hasil aktivasi
asam fosfat dengan konsentrasi 20% mampu menghilangkan kadar ion Pb(II)
sebesar 74%.
Kata kunci: Cangkang buah karet, Karbon aktif, Konsentrasi asam fosfat,
Penjerapan Pb(II)
31
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Activated carbon needs in Indonesia was increasing along with the developments
of the industriaization era. Based on natural product in Indonesia, probably
activated carbon needs could be guaranteed by domestic production. Rubber
shells were solid waste which has potential for multiple uses such as raw
materials for the manufacture of activated carbon. In this, rubber shells waste
were processed into activated charcoal. The aim of this research was to determine
the effect of the concentration of phosphoric acid activator on the characteristics
of the activated carbon and activated carbon absorption capacity to Pb(II). Shells
rubber that passed by the 100 mesh sieve was impregnated with phosphoric acid
(H3PO4) as activator in the ratio fruit shells rubber: phosphoric acid (b:b) of 1:2
and varying concentrations of H3PO4 at 20%, 40%, and 60% for 1 hour. After
immersion in the acid, material was carbonized in a furnace at temperature 500
oC for 1 hour. Surface area of activated carbon was analyzed by using
Braunanear, Emmelt and Teller and concentration of adsorption of Pb(II) was
measured by Atomic Absorption Spectroscopy. The results showed the general
characteristics of activated carbon where comparable to the Indonesian National
Standard. The largest adsorption capasity percentage 74% is obtained using
Rubber shell activated carbon that activated by 20% phosphoric acid.
Keywords:
Rubber shell, Activated carbon, Phosporic acid consentration,
Pb(II) adsorption.
32
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS
v
ABSTRAK
vi
ABSTRACT
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
3
1.3
TUJUAN PENELITIAN
3
1.4
MANFAAT PENELITIAN
4
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
6
33
Universitas Sumatera Utara
BAB III
BAB IV
2.1
CANGKANG BUAH KARET
6
2.2
PIROLISIS
10
2.3
AKTIVASI KIMIA DENGAN H3PO4
10
2.4
ISOTERM ADSORPSI
11
2.5
PENCEMARAN LINGKUNGAN
13
METODOLOGI PENELITIAN
15
3.1
LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
15
3.2
BAHAN DAN PERALATAN
15
3.3
PROSEDUR ANALISIS
16
3.4
FLOWCHART PENELITIAN
19
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
24
PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI CANGKANG
BUAH KARET
4.2
KARAKTERISASI KARBON AKTIF
4.3
PENENTUAN JUMLAH PB(II) YANG TERJERAP
24
DALAM KARBON AKTIF
BAB V
24
29
4.4
PENGARUH BERAT KARBON AKTIF TERHADAP
ADSORPSI Pb(II)
30
4.5
PENENTUAN ADSORPSI ISOTERM
32
KESIMPULAN DAN SARAN
36
5.1
KESIMPULAN
36
5.2
SARAN
36
DAFTAR PUSTAKA
37
LAMPIRAN 1
43
34
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN 2
43
LAMPIRAN 3
46
35
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
CANGKANG BUAH KARET
7
Gambar 3.1
FLOWCHART PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI
CANGKANG BUAH KARET
19
Gambar 3.2
FLOWCHART ANALISIS KADAR AIR
20
Gambar 3.3
FLOWCHART PENENTUAN KADAR ABU
21
Gambar 3.4
FLOWCHART ANALISIS KADAR ZAT MENGUAP
22
Gambar 3.5
FLOWCHART PENENTUAN JUMLAH PB(II) YANG
TERJERAP DALAM KARBON AKTIF
Gambar 4.1
PENGARUH
KONSENTRASI
AKTIVATOR
TERHADAP YIELD KARBON AKTIF
Gambar 4.2
PENGARUH
KONSENTRASI
AKTIVATOR
TERHADAP KADAR AIR KARBON AKTIF
Gambar 4.3
PENGARUH
KONSENTRASI
AKTIVATOR
TERHADAP KADAR ABU KARBON AKTIF
Gambar 4.4
PENGARUH
KONSENTRASI
AKTIVATOR
TERHADAP KADAR ZAT MENGUAP
Gambar 4.5
LUAS PERMUKAAN DAN VOLUME PORI KARBON
AKTIF
Gambar 4.6
GRAFIK DAYA ADSORPSI KARBON AKTIF
Gambar 4.7
GRAFIK
PENGARUH
BERAT
KARBON
AKTIF
KURVA ADSORPSI ISOTERM LANGMUIR UNTUK
LOGAM PB(II)
24
25
26
27
28
29
TERHADAP DAYA ADSORPSI Pb(II)
Gambar 4.8
23
31
34
36
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9
KURVA ADSORPSI ISOTERM FREUNDLICH UNTUK
LOGAM Pb(II)
34
Gambar L3.1
CANGKANG BUAH KARET 100 MESH
46
Gambar L3.2
IMPREGNASI CANGKANG BUAH KARET DENGAN
46
AKTIVATOR H3PO4
Gambar L3.3
ALAT
KARBONISASI
DAN
KARAKTERISASI
KARBON AKTIF CANGKANG BUAH KARET
Gambar L3.4
PENJERAPAN
ION
LOGAM
DENGAN
AKTIF CANGKANG BUAH KARET
KARBON
47
47
DAFTAR TABEL
37
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.1
KOMPOSISI CANGKANG BUAH KARET
8
Tabel 2.2
KUALITAS KARBON AKTIF
8
Tabel 2.3
APLIKASI KARBON AKTIF DALAM PENJERAPAN
LOGAM
Tabel 2.4
KADAR NORMAL DAN MAKSIMUM LOGAM BERAT
YANG MASUK KE LINGKUNGAN LAUT
9
13
Tabel 4.1
DATA KONSENTRASI LARUTAN TIMBAL
32
Tabel 4.2
DATA PERHITUNGAN UNTUK MODEL
ADSORPSI LANGMUIR
33
Tabel 4.3
DATA PERHITUNGAN UNTUK MODEL ADSORPSI
FREUNDLICH
33
Tabel 4.4
NILAI KONSTANTA MASING-MASING ADSORPSI
35
Tabel L1.1
DATA YIELD KARBON AKTIF
43
Tabel L1.2
DATA KADAR AIR KARBON AKTIF
43
Tabel L1.3
DATA KADAR ABU KARBON AKTIF
43
Tabel L1.4
DATA KADAR ZAT MENGUAP KARBON AKTIF
44
Tabel L1.5
DATA HASIL ANALISIS BET
44
Tabel L1.6
DATA HASIL PENJERAPAN PB(II)
44
Tabel L1.7
DATA HASIL PENJERAPAN PB(II)
45
Tabel L1.8
NILAI
ISOTERM
LANGMUIR
DAN
PENJERAPAN PB(II)
FREUNLICH
45
DAFTAR LAMPIRAN
38
Universitas Sumatera Utara
Halaman
LAMPIRAN 1
LAMPIRAN 2
LAMPIRAN 3
DATA HASIL PERCOBAAN
43
L1.1
43
DATA HASIL PERCOBAAN
CONTOH HASIL PERHITUNGAN
46
L2.1
PERHITUNGAN YIELD KARBON AKTIF
46
L2.2
PERHITUNGAN KADAR AIR KARBON AKTIF
46
L2.3
PERHITUNGAN
AKTIF
47
L2.4
PERHITUNGAN KADAR
KARBON AKTIF
KADAR
ABU
ZAT
KARBON
MENGUAP
47
L2.5
PERHITUNGAN JUMLAH LOGAM
YANG TERJERAP KARBON AKTIF
L2.6
PERHITUNGANKONSENTRASI
KESETIMBANGAN
PB(II)
48
48
FOTO HASIL PENELITIAN
49
L3.1
FOTO CANGKANG BUAH KARET 100 MESH
49
L3.2
FOTO IMPREGNASI CANGKANG
KARET DENGAN AKTIVATOR H3PO4
BUAH
49
L3.3
FOTO ALAT KARBONISASI KARBON AKTIF
CANGKANG BUAH KARET
50
L3.4
FOTO PENJERAPAN LOGAM DENGAN
KARBON AKTIF CANGKANG BUAH KARET
50
DAFTAR SINGKATAN
AAS
Atomic Adsortion Spectrophotometer
39
Universitas Sumatera Utara
ASTM
American Standard Testing Material
BET
Braunanear, Emmelt dan Teller
SNI
Standar Nasional Indonesia
DAFTAR SIMBOL
40
Universitas Sumatera Utara
Simbol
Keteranagan
Dimensi
q
Massa zat yang terjerap per gram
mg/g
K
Konstanta kesetimbangan adsorpsi
L/mg
C
Konsentrasi zat yang dijerap
mg/L
qo
Daya adsorpsi maksimum
mg/g
Co
Konsentrasi awal zat
mg/L
m
Massa
g
S
Volume larutan
ml
41
Universitas Sumatera Utara
KARET (Hevea brasilliensis) DENGAN AKTIVATOR H3PO4
DAN APLIKASINYA SEBAGAI PENJERAP Pb(II)
SKRIPSI
Oleh
JOKO MURTONO
120405118
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
JANUARI 2017
24
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI CANGKANG BUAH
KARET (Hevea brasilliensis) DENGAN AKTIVATOR H3PO4
DAN APLIKASINYA SEBAGAI PENJERAP Pb(II)
SKRIPSI
Oleh
JOKO MURTONO
120405118
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
25
Universitas Sumatera Utara
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI CANGKANG BUAH
KARET (Hevea brasilliensis) DENGAN AKTIVATOR H3PO4
DAN APLIKASINYA SEBAGAI PENJERAP Pb(II)
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya
saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian pernyataan
ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau
merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai aturan yang
berlaku.
Medan, Januari 2017
Joko Murtono
NIM : 120405118
PENGESAHAN
26
Universitas Sumatera Utara
Skripsi dengan judul :
Pembuatan Karbon Aktif Dari Cangkang Buah Karet (Hevea
brasilliensis) Dengan Aktivator H3PO4 Dan Aplikasinya Sebagai
Penjerap Pb(II)
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah
diajukan pada sidang ujian skripsi pada 25 Januari
2017 dan dinyatakan
memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Medan,
2017
Koordinator Skripsi,
Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, M.T
Dr. Ir. Iriany, M.Si.
NIP : 19681214 199702 2 002
NIP : 19640613 199003 2 001
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Dra.Siswarni MZ, M.S
Okta Bani, ST. MT
NIP. 19570725 198701 2 001
NIP. 19881101 201504 1 002
PRAKATA
27
Universitas Sumatera Utara
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga
skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Pembuatan
Karbon Aktif dari Cangkang Buah Karet (Hevea brasilliensis) dengan Aktivator H3PO4
dan Aplikasinya Sebagai Penjerap Pb(II)” berdasarkan hasil penelitian yang penulis
lakukan di Departemen Teknik Kimia Universtas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan
salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik.
Melalui penelitian ini diperoleh hasil karbon aktif dari cangkang buah karet, sehingga
hasil yang diperoleh dapat dimanfaatkan untuk mengurangi jumlah limbah cangkang
buah karet dan mengurangi limabah ion logam Pb(II).
Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat
pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu secara khusus
penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada Ibu
Dr. Ir. Iriany, 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,
2017
Penulis,
Joko Murtono
DEDIKASI
28
Universitas Sumatera Utara
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada :
1. Kedua orang tua penulis tercinta, Bapak Masran dan Ibu Ramijah yang telah
banyak mendukung penulis sampai saat ini.
2. Muhammad Zulfadhli atas kerjasamanya yang baik hingga akhir selama
melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.
3. Rekan-rekan stambuk 2012 serta senior-senior yang memberikan banyak
dukungan dan semangat kepada penulis.
29
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Joko Murtono
NIM : 120405118
Tempat/tgl lahir : Ujung Batu II / 07 September 1993
Nama orang tua : Masran dan Ramijah
Alamat orang tua :
Ujung Batu II, Kab. Padang Lawas, Sumatera Utara
Asal Sekolah :
SD Negeri 0708 Aliaga II tahun 2000-2006
SMP Negeri I Ujung Batu I tahun 2006-2009
SMK Farmasi Ikasari tahun 2009-2012
Pengalaman Organisasi :
Covalen Study Group periode 2012 – 2013 sebagai Anggota Bidang
Dakwah
HIMATEK periode 2013 – 2014 sebagai Anggota
Pemerintahan Mahasiswa Teknik sebagai anggota
Artikel yang telah dipublikasikan dalam jurnal :
Pembuatan Karbon Aktif dari Cangkang Buah Karet (Hevea brassiliensis)
dengan Aktivator H3PO4 dan aplikasinya sebagai penjerap Pb(II) Jurnal
Teknik Kimia USU.
30
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Kebutuhan karbon aktif di Indonesia semakin meningkat seiring berkembangnya
era industri. Jika ditinjau dari sumber daya alam di Indonesia, sangatlah mungkin
kebutuhan karbon aktif dapat dipenuhi dengan produksi dari dalam negeri.
Cangkang buah karet merupakan limbah padat yang sangat berpotensial untuk
beragam kegunaan, diantaranya adalah untuk bahan baku pembuatan karbon aktif.
Dalam penelitian ini, limbah cangkang buah karet tersebut diolah menjadi arang
aktif. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh konsentrasi
aktivator asam fosfat terhadap karakteristik karbon aktif serta daya serap karbon
aktif terhadap logam Pb(II). Cangkang buah karet yang lolos pada ayakan 100
mesh diimpregnasi dengan aktivator asam fosfat (H3PO4) dengan rasio cangkang
buah karet : asam fosfat (b:b) sebesar 1:2 dan variasi konsentrasi (H3PO4) sebesar
20%, 40%, dan 60% selama 1 jam. Setelah proses perendaman dengan asam
tersebut, bahan dikarbonisasi di dalam furnace pada suhu 500 oC selama 1 jam.
Analisa luas permukan karbon aktif menggunakan alat Braunanear, Emmelt dan
Teller dan konsentrasi hasil penjerapan logam Pb(II) diukur dengan Spektroskopi
Serapan Atom. Hasil penelitian menunjukkan karakteristik karbon aktif secara
umum telah memenuhi Standar Nasional Indonesi. Karbon aktif hasil aktivasi
asam fosfat dengan konsentrasi 20% mampu menghilangkan kadar ion Pb(II)
sebesar 74%.
Kata kunci: Cangkang buah karet, Karbon aktif, Konsentrasi asam fosfat,
Penjerapan Pb(II)
31
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Activated carbon needs in Indonesia was increasing along with the developments
of the industriaization era. Based on natural product in Indonesia, probably
activated carbon needs could be guaranteed by domestic production. Rubber
shells were solid waste which has potential for multiple uses such as raw
materials for the manufacture of activated carbon. In this, rubber shells waste
were processed into activated charcoal. The aim of this research was to determine
the effect of the concentration of phosphoric acid activator on the characteristics
of the activated carbon and activated carbon absorption capacity to Pb(II). Shells
rubber that passed by the 100 mesh sieve was impregnated with phosphoric acid
(H3PO4) as activator in the ratio fruit shells rubber: phosphoric acid (b:b) of 1:2
and varying concentrations of H3PO4 at 20%, 40%, and 60% for 1 hour. After
immersion in the acid, material was carbonized in a furnace at temperature 500
oC for 1 hour. Surface area of activated carbon was analyzed by using
Braunanear, Emmelt and Teller and concentration of adsorption of Pb(II) was
measured by Atomic Absorption Spectroscopy. The results showed the general
characteristics of activated carbon where comparable to the Indonesian National
Standard. The largest adsorption capasity percentage 74% is obtained using
Rubber shell activated carbon that activated by 20% phosphoric acid.
Keywords:
Rubber shell, Activated carbon, Phosporic acid consentration,
Pb(II) adsorption.
32
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS
v
ABSTRAK
vi
ABSTRACT
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
3
1.3
TUJUAN PENELITIAN
3
1.4
MANFAAT PENELITIAN
4
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
6
33
Universitas Sumatera Utara
BAB III
BAB IV
2.1
CANGKANG BUAH KARET
6
2.2
PIROLISIS
10
2.3
AKTIVASI KIMIA DENGAN H3PO4
10
2.4
ISOTERM ADSORPSI
11
2.5
PENCEMARAN LINGKUNGAN
13
METODOLOGI PENELITIAN
15
3.1
LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
15
3.2
BAHAN DAN PERALATAN
15
3.3
PROSEDUR ANALISIS
16
3.4
FLOWCHART PENELITIAN
19
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
24
PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI CANGKANG
BUAH KARET
4.2
KARAKTERISASI KARBON AKTIF
4.3
PENENTUAN JUMLAH PB(II) YANG TERJERAP
24
DALAM KARBON AKTIF
BAB V
24
29
4.4
PENGARUH BERAT KARBON AKTIF TERHADAP
ADSORPSI Pb(II)
30
4.5
PENENTUAN ADSORPSI ISOTERM
32
KESIMPULAN DAN SARAN
36
5.1
KESIMPULAN
36
5.2
SARAN
36
DAFTAR PUSTAKA
37
LAMPIRAN 1
43
34
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN 2
43
LAMPIRAN 3
46
35
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
CANGKANG BUAH KARET
7
Gambar 3.1
FLOWCHART PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI
CANGKANG BUAH KARET
19
Gambar 3.2
FLOWCHART ANALISIS KADAR AIR
20
Gambar 3.3
FLOWCHART PENENTUAN KADAR ABU
21
Gambar 3.4
FLOWCHART ANALISIS KADAR ZAT MENGUAP
22
Gambar 3.5
FLOWCHART PENENTUAN JUMLAH PB(II) YANG
TERJERAP DALAM KARBON AKTIF
Gambar 4.1
PENGARUH
KONSENTRASI
AKTIVATOR
TERHADAP YIELD KARBON AKTIF
Gambar 4.2
PENGARUH
KONSENTRASI
AKTIVATOR
TERHADAP KADAR AIR KARBON AKTIF
Gambar 4.3
PENGARUH
KONSENTRASI
AKTIVATOR
TERHADAP KADAR ABU KARBON AKTIF
Gambar 4.4
PENGARUH
KONSENTRASI
AKTIVATOR
TERHADAP KADAR ZAT MENGUAP
Gambar 4.5
LUAS PERMUKAAN DAN VOLUME PORI KARBON
AKTIF
Gambar 4.6
GRAFIK DAYA ADSORPSI KARBON AKTIF
Gambar 4.7
GRAFIK
PENGARUH
BERAT
KARBON
AKTIF
KURVA ADSORPSI ISOTERM LANGMUIR UNTUK
LOGAM PB(II)
24
25
26
27
28
29
TERHADAP DAYA ADSORPSI Pb(II)
Gambar 4.8
23
31
34
36
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9
KURVA ADSORPSI ISOTERM FREUNDLICH UNTUK
LOGAM Pb(II)
34
Gambar L3.1
CANGKANG BUAH KARET 100 MESH
46
Gambar L3.2
IMPREGNASI CANGKANG BUAH KARET DENGAN
46
AKTIVATOR H3PO4
Gambar L3.3
ALAT
KARBONISASI
DAN
KARAKTERISASI
KARBON AKTIF CANGKANG BUAH KARET
Gambar L3.4
PENJERAPAN
ION
LOGAM
DENGAN
AKTIF CANGKANG BUAH KARET
KARBON
47
47
DAFTAR TABEL
37
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.1
KOMPOSISI CANGKANG BUAH KARET
8
Tabel 2.2
KUALITAS KARBON AKTIF
8
Tabel 2.3
APLIKASI KARBON AKTIF DALAM PENJERAPAN
LOGAM
Tabel 2.4
KADAR NORMAL DAN MAKSIMUM LOGAM BERAT
YANG MASUK KE LINGKUNGAN LAUT
9
13
Tabel 4.1
DATA KONSENTRASI LARUTAN TIMBAL
32
Tabel 4.2
DATA PERHITUNGAN UNTUK MODEL
ADSORPSI LANGMUIR
33
Tabel 4.3
DATA PERHITUNGAN UNTUK MODEL ADSORPSI
FREUNDLICH
33
Tabel 4.4
NILAI KONSTANTA MASING-MASING ADSORPSI
35
Tabel L1.1
DATA YIELD KARBON AKTIF
43
Tabel L1.2
DATA KADAR AIR KARBON AKTIF
43
Tabel L1.3
DATA KADAR ABU KARBON AKTIF
43
Tabel L1.4
DATA KADAR ZAT MENGUAP KARBON AKTIF
44
Tabel L1.5
DATA HASIL ANALISIS BET
44
Tabel L1.6
DATA HASIL PENJERAPAN PB(II)
44
Tabel L1.7
DATA HASIL PENJERAPAN PB(II)
45
Tabel L1.8
NILAI
ISOTERM
LANGMUIR
DAN
PENJERAPAN PB(II)
FREUNLICH
45
DAFTAR LAMPIRAN
38
Universitas Sumatera Utara
Halaman
LAMPIRAN 1
LAMPIRAN 2
LAMPIRAN 3
DATA HASIL PERCOBAAN
43
L1.1
43
DATA HASIL PERCOBAAN
CONTOH HASIL PERHITUNGAN
46
L2.1
PERHITUNGAN YIELD KARBON AKTIF
46
L2.2
PERHITUNGAN KADAR AIR KARBON AKTIF
46
L2.3
PERHITUNGAN
AKTIF
47
L2.4
PERHITUNGAN KADAR
KARBON AKTIF
KADAR
ABU
ZAT
KARBON
MENGUAP
47
L2.5
PERHITUNGAN JUMLAH LOGAM
YANG TERJERAP KARBON AKTIF
L2.6
PERHITUNGANKONSENTRASI
KESETIMBANGAN
PB(II)
48
48
FOTO HASIL PENELITIAN
49
L3.1
FOTO CANGKANG BUAH KARET 100 MESH
49
L3.2
FOTO IMPREGNASI CANGKANG
KARET DENGAN AKTIVATOR H3PO4
BUAH
49
L3.3
FOTO ALAT KARBONISASI KARBON AKTIF
CANGKANG BUAH KARET
50
L3.4
FOTO PENJERAPAN LOGAM DENGAN
KARBON AKTIF CANGKANG BUAH KARET
50
DAFTAR SINGKATAN
AAS
Atomic Adsortion Spectrophotometer
39
Universitas Sumatera Utara
ASTM
American Standard Testing Material
BET
Braunanear, Emmelt dan Teller
SNI
Standar Nasional Indonesia
DAFTAR SIMBOL
40
Universitas Sumatera Utara
Simbol
Keteranagan
Dimensi
q
Massa zat yang terjerap per gram
mg/g
K
Konstanta kesetimbangan adsorpsi
L/mg
C
Konsentrasi zat yang dijerap
mg/L
qo
Daya adsorpsi maksimum
mg/g
Co
Konsentrasi awal zat
mg/L
m
Massa
g
S
Volume larutan
ml
41
Universitas Sumatera Utara