ABSTRAK Kulit kacang tanah digunakan sebagai adsorben untuk menyerap ion fosfat dalam larutan. Sebelum digunakan sebagai adsorben, kulit kacang tanah dicuci, dikeringkan, dihaluskan menggunakan blender dan diayak dengan ukuran partikel < 100 mesh. Serbuk halus diaktifkan oleh asam (H2SO4) dan basis (NaOH) dengan berbagai konsentrasi. Selanjutnya, adsorben pada dan tanpa aktivasi digunakan untuk menentukan kadar fosfat yang terserap secara optimum. Parameter adsorpsi yang digunakan adalah waktu kontak dan kapasitas adsorpsi. Kapasitas adsorpsi diukur dengan mereaksikan ion fosfat dengan adsorben, dan sisa analit dalam larutan ditambahkan dengan amonium molibdat membentuk senyawa kompleks amonium fosfomolibdat berwarna biru dalam larutan asam. Konsentrasi senyawa kompleks yang terbentuk ditentukan dengan metode spektrofotometri UV-Visible. Hasil dalam proses aktivasi menunjukkan konsentrasi optimum asam adalah 0,05 M, dan basa sebesar 0,5 M. Waktu kontak optimum diperoleh pada 45 menit untuk adsorben tanpa aktivasi dan aktivasi basa, sedangkan untuk aktivasi asam 30 menit. Kapasitas adsorpsi optimum berturut-turut adalah 8,5 mg/g; 8,8 mg/g, dan 10,4 mg/g menggunakan adsorben tanpa aktivasi, teraktivasi asam dan teraktivasi basa. Adsorben teraktivasi basa memiliki kapasitas adsorpsi tertinggi dibandingkan adsorben tanpa aktivasi dan teraktivasi asam. Kata kunci: kulit kacang tanah, ion fosfat, adsorpsi, amonium fosfomolibdat
ii
ABSTRACT Peanut shell was used as adsorbent to adsorb phosphate ion in solution. Before using as adsorbent, the peanut shell was washed, dried, mashed and sifted with particle size <100 mesh. The fine powder was activated by acid (H2SO4) and base (NaOH) with various concentrations. Furthermore, the adsorbent with and without activation was used to determine the optimum phosphate concentration that can be adsorbed. The parameters adsorption such as contact time and adsorption capacity, were examined. The adsorption capacity was measured by reacting the phosphate ion with adsorbent, and the rest of analyte in the solution reacted with ammonium molybdate formed ammonium phospho molybdate complex compound whose blue colour in acidic solution. The concentration of complex compound determined by UV-Visible spectrophotometry method. The results in activation process showed the optimum concentration of acid is 0.05 M, and base is 0.5 M. The optimum contact time obtained 45 minutes for adsorbent without and base activated, while 30 minutes for acid activated. The optimum adsorption capacity is 8.5 mg/g, 8.8 mg/g, and 10.4 mg/g using adsorbent without, acid, and base activated, respectively. Adsorbent in base activated has the highest adsorption capacity compared with no and acid activated. Keywords: peanut shell, phosphate ion, adsorption, ammonium phospho molybdate
iii
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat, rahmat, hikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Daya Serap Kulit Kacang Tanah Teraktivasi Asam Basa dalam Menyerap Ion Fosfat dengan Metode Spektrofotometri UV-Visible ”. Penyusunan skripsi untuk memenuhi salah satu persyaratan kelulusan pada Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Udayana. Penyusunan skripsi ini tidak lepas atas bantuan, arahan, dan bimbingan dari beberapa pihak yang terlibat. Dalam penulisan usulan penelitian ini tidak lupa penulis ucapkan terima kasih kepada yang terhormat: 1.
Dr. Irdhawati, S.Si., M.Si, selaku Pembimbing I yang telah mengarahkan banyak waktu, pengetahuan, ide, dan motivasinya dalam penyusunan tugas akhir II ini.
2.
Drs. Made Arsa, M.Si, selaku Pembimbing akademik dan juga Pembimbing II yang telah mengarahkan, meluangkan waktu dan memberikan saran-saran dalam penyusunan tugas akhir II ini.
3.
Dr. I Nengah Wirajana, S.Si., M.Si selaku Ketua Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Udayana
4.
Bapak dan Ibu Dosen beserta Staf di lingkungan Jurusan Kimia, Fakultas MIPA Universitas Udayana yang telah membantu dalam administrasi dan keperluan dalam penyusunan tugas akhir II ini
iv
5.
Bapak Marlin Sarjono Utomo, sebagai ayah yang selalu mendukung dan juga menjadi motivator agar dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir II ini dengan baik.
6.
Elfrida Magdalena, S.Si, Febby Hartesa, Hasib Habibie dan Riski Fatur, S.Si yang membantu memberikan ide dan motivasi dalam pengerjaan tugas akhir II ini.
7.
Purwa, Minanti, dan Ayu Dwija yang membantu dalam mengerjakan tugas akhir II ini.
8.
Teman-teman 2012 yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
9.
Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas segala bantuanya yang telah diberikan. Penulis menyadari usulan penelitian ini masih sangat jauh dari
kesempurnaan, maka
saran, kritikan dan masukan dari semua pihak sangat
diharapkan guna penyempurnaan usulan penelitian ini. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi dapat digunakan semestinya.
Bukit Jimbaran, 6 Juni 2016
Penulis
v
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL............................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN.............................................................................
ii
ABSTRAK............................................................................................................
iv
ABSTRACT.........................................................................................................
v
KATA PENGANTAR........................................................................................
vi
DAFTAR ISI........................................................................................................ ..........................................................................................................................viii DAFTAR TABEL................................................................................................ ............................................................................................................................xi DAFTAR GAMBAR........................................................................................... ...........................................................................................................................xii DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... ..........................................................................................................................xiii BAB I. PENDAHULUAN................................................................................... .............................................................................................................................1 1.1 Latar Belakang................................................................................................. .............................................................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah........................................................................................... .............................................................................................................................4 1.3 Tujuan.............................................................................................................. .............................................................................................................................4 vi
1.4 Manfaat Penelitian........................................................................................... .............................................................................................................................4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA........................................................................ .............................................................................................................................5 2.1
Kulit Kacang Tanah......................................................................................
.............................................................................................................................5 2.2
Ion Fosfat......................................................................................................
.............................................................................................................................9 2.2.1 Ikatan fosfat dengan selulosa ............................................................. ..................................................................................................................11 2.2.2 Ikatan fosfat dengan amonium molibdat............................................. ..................................................................................................................12 2.3
Adsorpsi.......................................................................................................
...........................................................................................................................12 2.4
Isoterm Adsorpsi.........................................................................................
...........................................................................................................................14 2.5
Spektrofotometri...........................................................................................
...........................................................................................................................15 2.5.1 Spektrofotometri ultra lembayung– cahaya tampak (UV-Vis)........... ..................................................................................................................17
vii
2.5.2 Hukum Lambert-Beer ........................................................................... ....................................................................................................................18 2.5.3 Metode Kurva Kalibrasi........................................................................ ....................................................................................................................19 2.6 Amonium Molibdat......................................................................................... ...........................................................................................................................20 BAB III. METODE PENELITIAN.................................................................... ...........................................................................................................................21 3.1
Alat dan Bahan Penelitian............................................................................
...........................................................................................................................21 3.1.1 Alat penelitian..................................................................................... ..................................................................................................................21 3.1.2 Bahan penelitian.................................................................................. ..................................................................................................................21 3.2 Tempat Penelitian.......................................................................................... ...........................................................................................................................21 3.3 Prosedur Kerja............................................................................................... ...........................................................................................................................21 3.3.1 Pembuatan serbuk kulit kacang tanah................................................. ..................................................................................................................22
viii
3.3.2 Aktivasi sampel dengan asam dan basa.............................................. ..................................................................................................................22 3.3.3 Penentuan panjang gelombang maksimum pengukuran fosfomolibdat..................................................................................... ..................................................................................................................23
3.3.4 Pembuatan kurva kalibrasi larutan baku fosfat................................... ..................................................................................................................23 3.3.5 Optimasi konsentrasi asam dan basa untuk aktivasi .......................... ..................................................................................................................23 3.3.6 Uji daya serap adsorben kulit kacang tanah terhadap ion fosfat......... ..................................................................................................................25 3.4 Pengolahan Data.............................................................................................. ...............................................................................................................................26 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... ...........................................................................................................................27 4.1 Aktivasi Sampel dengan Asam dan Basa........................................................ ...........................................................................................................................27 4.1.1 Aktivasi sampel dengan asam sulfat..................................................... ....................................................................................................................27 4.1.2 Aktivasi sampel dengan natrium hidroksida ........................................ ....................................................................................................................28
ix
4.2 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum dan Kurva Kalibrasi.................. ...........................................................................................................................28 4.2.1 Penentuan panjang gelombang maksimum larutan ammonium fosfomolibdat........................................................................................ ...........................................................................................................................28
4.2.2 Pembuatan kurva kalibrasi larutan amonium fosfomolibdat ................ ....................................................................................................................29 4.3 Optimasi Konsentrasi Asam dan Basa untuk Aktivasi.................................... ...........................................................................................................................30 4.4 Uji Daya Serap Sampel Terhadap Fosfat ....................................................... ...........................................................................................................................33 4.4.1 Penentuan waktu kontak optimum........................................................ ....................................................................................................................33 4.4.2 Penentuan konsentrasi optimum............................................................ ....................................................................................................................34 BAB V. SIMPULAN DAN SARAN................................................................... ...........................................................................................................................37 5.1 Simpulan.......................................................................................................... ...........................................................................................................................37 5.2 Saran ............................................................................................................... ...........................................................................................................................37
x
DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................... ...........................................................................................................................38 LAMPIRAN......................................................................................................... ...........................................................................................................................41
xi
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Spektrum Cahaya Tampak dan Warna-Warna Komplementer ............
16
Tabel 4.1 Kadar Fosfat yang Diserap oleh Adsorben Teraktivasi Asam Sulfat ...
31
Tabel 4.2 Kadar Fosfat yang Diserap oleh Adsorben Teraktivasi Natrium Hidroksida ...........................................................................................
31
Tabel 4.3 Kadar Fosfat yang Diserap pada Penentuan Waktu Kontak Optimum ...............................................................................................
33
Tabel 4.4 Kadar Fosfat yang Diserap pada Penentuan Konsentrasi Optimum .....
35
xii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Stuktur Selulosa ...............................................................................
6
Gambar 2.2 Struktur Selulosa Rantai Polimer.....................................................
7
Gambar 2.3 Ikatan Hidrogen Intramolekul antara OH pada C2 dan OH pada C6 dan Ikatan OH pada C3 dengan Oksigen Endoklik .......................
8
Gambar 2.4 Ikatan Hidrogen Antarmolekul antara OH pada C2 dan OH pada C6 Rantai Sebelahnya ............................................................................
9
Gambar 2.5 Stuktur Ikatan Selulosa Fosfat .........................................................
11
Gambar 2.6 Kurva Kalibrasi ................................................................................
19
Gambar 4.1 Hasil Aktivasi Adsorben dengan Asam Sulfat 0,1 M ......................
27
Gambar 4.2 Reaksi Pemutusan Struktur Lignin dari Selulosa Oleh Natrium Hidroksida .........................................................................
28
Gambar 4.3 Spektrum Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Amonium Fosfomolibdat....................................................................................
29
Gambar 4.4 Grafik Penentuan Regresi Linier Fosfat ............................................
30
xiii
Gambar 4.5 Kurva Optimasi Konsentrasi Asam Sulfat untuk Aktivasi................
31
Gambar 4.6 Kurva Optimasi Konsentrasi Natrium Hidroksida untuk Aktivasi....
32
Gambar 4.7 Kurva Penentuan Penentuan Waktu Kontak Optimum Fosfat Terserap oleh Adsorben.....................................................................................
33
Gambar 4.8 Kurva Penentuan Penentuan Konsentrasi Optimum Fosfat Terserap oleh Adsorben.....................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1 Skema Kerja....................................................................................... ...........................................................................................................................41 Lampiran 2 Pembuatan Larutan .............................................................................. ..........................................................................................................45 Lampiran 3 Penentuan Kurva Kalibrasi dari Larutan Standar Fosfat .................. ..........................................................................................................................50
xiv
35
Lampiran 4 Optimasi Konsentrasi Asam dan Basa untuk Aktivasi...................... ..........................................................................................................................52 Lampiran 5 Penentuan Waktu Kontak Optimum .................................................. ........................................................................................................56 Lampiran 6 Penentuan Konsentrasi Optimum......................................................... ........................................................................................................60
xv
