BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian 1. Panjang Gelombang Maksimum (λ maks) Larutan Direct Red Teknis Penentuan panjang gelombang maksimum (λ maks) dengan mengukur absorbansi sembarang konsentrasi (ppm) pada panjang gelombang 350-700 nm mengunakan spektrofotometer UV-VIS. Pada pengukuran ini, konsentrasi yang diukur adalah 100 ppm. Panjang λ maks larutan pewarna direct red teknis yang telah terukur adalah 512 nm. Absorbansi yang muncul pada 512 nm ialah 1,234. kurva panjang gelombang maksimumnya dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Panjang Gelombang (λ) Maksimum Larutan Direct Red Teknis
37
2. Kurva Standar Larutan Pewarna Direct Red Teknis Penentuan kurva standar larutan pewarna direct red teknis ditentukan dengan mengukur absoransi larutan pewarna yaitu 10, 20, 30, 40, 50, dan 60 ppm. Kemudian diukur absorbansinya mengunakan spektrofotometer UVVIS pada panjang gelombang (λ) maksimum 512 nm. Untuk data absorbansi larutan standar pewarna direct red teknis dapat dilihat pada Tabel 3: Tabel 3. Data absorbansi larutan standar pewarna direct red teknis Konsentrasi (ppm)
Absorbansi
10
0,085
20
0,171
30
0,254
40
0,339
50
0,417
60
0,494
Dari data pada Tabel 3 dapat dibuat kurva antara absorbansi terhadap konsentrasi larutan standar pewarna direct red teknis.
0,6 y = 0.0082x + 0.00609 R² = 0.99952
Absorbansi
0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0
10
20
30
40
50
60
Konsentrasi (ppm)
Gambar 6. Kurva larutan standar pewarna direct red teknis
38
70
Setelah diplotkan diperoleh persamaaan liniernya yaitu persamaan garisnya : Y = 0,00820 X + 0.00609 dengan nilai R yaitu 0,99952.
3. Penentuan Waktu Kontak Pada Adsorpsi Direct Red Teknis Dengan Adsorben Nata De Ipomoea Pada Saat Kesetimbangan. Proses adsorpsi nata de ipomoea pada variasi waktu kontak bertujuan untuk menentukan waktu kontak pada adsorpsi direct red teknis dengan adsorben nata de ipomoea pada saat kesetimbangan. Berdasarkan data daya adsorpsi hasil perhitungan, kita dapat mengetahui waktu kontak saat kesetimbangan. Proses adsorpsi dilakukan pada variasi waktu kontak 10 menit; 20 menit; 30 menit; 60 menit; 90 menit; dan 120 menit yang diukur absorbansi dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 512 nm. Untuk menentukan konsentrasi sebelum dan sesudah adsorpsi secara lengkap dapat dilihat di Lampiran 2. Data daya adsorpsi nata de ipomoea pada variasi waktu kontak dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4. Data variasi waktu kontak dan daya adsorpsi adsorben Nata de Ipomoea pada adsorpsi pewarna Direct Red Teknis Waktu (menit)
qt
(mg/g)
10
0.853
20
1,036
30
1,220
60
1,341
90
1,280
120
0,914
39
Keterangan: qt = Daya adsorpsi pada waktu ke-t
4. Pengaruh Variasi Konsentrasi Pada Adsorpsi Direct Red Teknis Dengan Adsorben Nata De Ipomoea Pada Saat Kesetimbangan. Proses adsorpsi nata de ipomoea pada variasi konsentrasi bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi zat pewarna direct red teknis pada adsorpsi direct red teknis dengan adsorben nata de ipomoea pada saat kesetimbangan. Proses adsorpsi dilakukan sampai kesetimbangan yaitu Selama 1 jam. Filtrat hasil adsorpsi diukur absorbansi mengunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 512 nm. Dalam menentukan konsentrasi sebelum dan sesudah adsorpsi, nilai pengukuran absorbansi dikalibrasi kedalam persamaan garis regresi pada kurva standar yaitu Y = 0,00820X + 0,00609 dengan nilai R = 0,99952 yang secara lengkap dapat dilihat di Lampiran 3. Proses adsorpsi dilakukan pada variasi konsentrasi 50; 75; 100; 125; dan 150 ppm. Data daya adsorpsi nata de ipomoea pada variasi konsentrasi adsorpsi dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Data variasi konsentrasi adsorpsi dan daya adsorpsi adsorben Nata de Ipomoea pada adsorpsi pewarna Direct Red Teknis Konsentrasi (ppm) qe (mg/g) 50
2,729
75
3,595
100
4,786
125
5,701
150
6,652
40
Keterangan: qe = Daya adsorpsi pada waktu kesetimbangan 5. Karakterisasi Adsorben Nata De Ipomoea Sebelum dan Sesudah Proses Adsorpsi Mengunakan Spektrofotometer infra merah (FTIR). Spektrum inframerah Adsorben Nata De Ipomoea akan memunculkan informasi gugus fungsi yang terdeteksi pada Spektrofotometer infra merah. Untuk mengetahui informasi daerah serapan FTIR yang lebih lengkap dapat dilihat pada lampiran 9, sedangkan untuk spektra Infra merah untuk nata de ipomoea sebelum dan sesudah proses adsorpsi secara lengkap di lampiran 10. Sedangkan untuk melihat perubahan gugus yang terjadi dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 7. Spektra Spektrofotometer infra merah untuk Karakterisasi Adsorben Nata De Ipomoea Sebelum dan Sesudah Proses Adsorpsi.
41
Tabel 6. Interpretasi gugus fungsi dari spektrum inframerah nata de ipomoea sebelum dan sesudah proses adsorpsi. Nata de ipomoea sebelum Nata de ipomoea setelah adsorpsi adsorpsi V (cm-1)
Gugus Fungsi
V (cm-1)
Gugus Fungsi
3425.58
Gugus -OH
3425.58
Gugus -OH
2924.09
Gugus -CH alifatik
2924.09
Gugus -CH alifatik
1627.92
Gugus -OH
1635.64
Gugus -OH
1381,03
-
1381,03
1273,02
-
1273,02
Gugus -SO3
Gugus C-O
1049,28
Gugus C-O
1049,28
Gugus N-O dari Direct red Teknis
B. Pembahasan Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui waktu kontak, pengaruh konsentrasi zat pewarna direct red teknis pada adsorpsi direct red teknis dengan adsorben nata de ipomoea pada kesetimbangan dan menentukan pola isoterm adsorpsinya. 1. Penentuan Waktu Kontak Pada Adsorpsi Direct Red Teknis Dengan Adsorben Nata De Ipomoea Pada Saat Kesetimbangan. Adsorpsi nata de ipomoea terhadap pewarna direct red teknis pada variasi waktu kontak pada saat kesetimbangan. Variasi waktu kontaknya yaitu 10 menit, 20 menit, 30 menit, 60 menit, 90 menit, dan 120 menit. Dengan konsentrasi pewarna 100,55 ppm sedangkan massa adsorben yang digunakan adalah 1 gram. Berdasarkan hasil pengukuran pada tabel 4 diperoleh kurva dibawah ini.
42
1,6 1,4
Daya adsorpsi
1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0
20
40
60
80
100
120
140
Variasi waktu (menit)
Gambar 8. kurva daya adsorpsi adsorben nata de ipomoea vs variasi waktu kontak Berdasarkan kurva daya adsorpsi adsorben nata de ipomoea vs variasi waktu kontak, kenaikan daya adsorpsi meningkat sampai waktu adsorpsi pada 60 menit dan saat mencapai 90 menit terjadi penurunan adsorpsi. Ketika 60 menit inilah titik pada saat kesetimbangan karena tidak ada pertambahan daya adsorpsi, namun daya adsorpsinya semakin menurun setelahnya. Hal ini terjadi karena semakin lama waktu adsorpsi yang terjadi kontak antara adsorben dan adsorbat menyebabkan adsorbat akan semakin banyak yang teradsorpsi sehingga daya adsorpsinya akan semakin besar sampai
mencapai
titik
kesetimbangan.
Pada
saat
mencapai
titik
kesetimbangan, akan terjadi titik jenuh atau setimbang dimana permukaan kosong adsorben telah terisi penuh oleh adsorbat. Hal ini terjadi kesetimbangan antara laju adsorpsi sama besar dengan laju desorpsi yang menyebabkan daya adsorpsinya tidak berbeda jauh bahkan cenderung menurun.
43
2. Pengaruh Variasi Konsentrasi Zat Pewarna Direct Red Teknis Pada Adsorpsi Direct Rred Teknis Dengan Adsorben Nata De Ipomoea Pada Saat Kesetimbngan. Adsorpsi nata de ipomoea terhadap pewarna direct red teknis pada variasi konsentrasi adsorpsi dilakukan untuk mengetahui pengaruh variasi konsentrasi zat pewarna direct red teknis pada adsorpsi direct red teknis dengan adsorben nata de ipomoea. Variasi konsentrasi adsorpsinya yaitu 50 ppm, 75 ppm, 100 ppm, 125 ppm, dan 150 ppm. Dengan waktu adsorpsi selama 1 jam, sedangkan massa adsorben yang digunakan adalah 1 gram. Berdasarkan hasil pengukuran pada tabel 5 di dapat kurva dibawah ini. 7
Daya adsorpsi
6
5 4 3 2 1 0 0
20
40
60
80
100
120
140
160
Variasi konsentrasi (ppm)
Gambar 9. kurva daya adsorpsi adsorben nata de ipomoea vs variasi konsentrasi direct red teknis. Berdasarkan gambar 11 memperlihatkan bahwa variasi konsentrasi pewarna direct red teknis memiliki pengaruh terhadap daya adsorpsi. Semakin besar konsentrasi pewarna direct red teknis, maka semakin meningkat daya
44
adsorpsinya. Hal ini terjadi karena konsentrasi yang semakin meningkat menyebabkan daya dorong molekul adsorbat untuk terikat pada permukan adsorben. Interaksi molekul adsorbat dan adsorben yang semakin besar maka akan meningkatkan daya adsorpsi. Pada penelitian ini, konsentrasi 150 ppm tidak dapat dikatakan sebagai konsentrasi optimum, karena berdasarkan kurva pada gambar diatas menunjukan bahwa masih ada kemungkinan peningkatan daya adsorpsi seiring semakin besarnya konsentrasi pewarna direct red teknis. 3. Pola isoterm Adsorpsi Pewarna Direct Red Teknis Menggunakan Adsorben Nata De Ipomoea Dari data hasil variasi konsentrasi maka dapat ditentukan data model isoterm adsorpsinya. Hal ini untuk mengetahui jenis adsorpsi yang terjadi dan ikatan yang terjadi. 14,000 y = 0.065x + 7.687 R = 0.711
Ce/qe (mg/g)
12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0,000 0
20
40
60
80
100
Ce (mg/L) Gambar 10. Grafik isoterm langmuir Penentuan pola isoterm Langmuir dilakukan dengan membuat grafik hubungan antara konsentrasi adsorbat dalam keadaan setimbang / daya
45
adsorpsi ( Ce/qe ) dengan konsentrasi adsorbat dalam keadaan setimbang ( Ce ), sehingga diperoleh grafik isotherm Langmuir untuk adsorpsi nata de ipomoea terhadap pewarna direct red teknis. Gambar 10 memperlihatkan grafik isoterm Langmuir yang menghasilkan persamaan y = 0,065x + 7,687 dengan nilai R sebesar 0,711. 0,900 y = 0.688x - 0.517 R = 0.96
0,800 0,700
log qe
0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000 0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
log Ce Gambar 11. Grafik isoterm freundlich Penentuan pola isoterm freundlich dilakukan dengan membuat grafik hubungan antara log daya adsorpsi ( log qe ) dengan konsentrasi adsorbat dalam keadaan setimbang ( log Ce), sehingga diperoleh grafik isoterm freundlich untuk adsorpsi nata de ipomoea terhadap pewarna direct red teknis. Gambar 11. Memperlihatkan persamaan y = 0,688x - 0.517 dengan nilai R sebesar 0.96. Berdasarkan nilai linier dari masing-masing grafik terlihat bahwa pola isoterm adsorpsi pewarna direct red teknis mengunakan adsorben nata de ipomoea lebih cenderung mengikuti pola isoterm menurut teori freundlich. Hal ini terlihat dari gambar kurva pada no. 12 dan 13 diatas. Nilai koefisien
46
korelasi pada isoterm adsorpsi freundlich lebih besar dibandingkan dengan pola isoterm langmuir yaitu 0,958 dengan nilai k 0,304. Model isoterm freundlich menunjukan bahwa adsorben memiliki permukaan yang heterogen, dan setiap tempat memiliki panas adsorpsi yang berbeda. Adsorbat yang telah terikat pada adsorben dapat mengikat adsorbat lain sehingga pada adsorpsi ini membentuk lapisan multilayer. Menurut Yusra dan Haq (2011) nilai n >1 menunjukan bahwa pada proses adsorpsi, adsorbat teradsorpsi dengan baik pada adsorben secara fisisorpsi. Pada penelitian yang telah dilakukan nilai 1/n sebesar 0,688 dan nilai n sebesar 1,453. Menurut Ganapaty dan Mariappan (Margaretha, 2014: 45) bahwa nilai 1/n antara 0 sampai 1 dan nilai n antara 1-10 menunjukan bahwa adsorbat dapat terikat dengan baik pada adsorben.
4. Spektrum IR Adsorben Nata De Ipomoea Sebelum Adsorpsi dan Setelah Adsorpsi Interpretasi gugus fungsi dari spektrum inframerah nata de ipomoea sebelum adsorpsi dan sesudah adsorpsi untuk konsentrasi 325 ppm. Berdasarkan tabel 6 pada halaman 34, sebelum dan sesudah adsorpsi terdapat serapan yang sama yaitu muncul serapan di panjang gelombang 3425 cm-1 dan 2924,09 cm-1 , 1627,92 cm-1, dan 1049,28 cm-1 yang menunjukan gugus alkohol (–OH), gugus –CH alifatik, gugus alkohol (– OH), dan gugus C–O. Selain itu ada serapan yang muncul setelah adsorpsi yaitu pada panjang gelombang 1381,03 cm-1 yang diindikasikan sebagai
47
adanya gugus N–O dan pada panjang gelombang 1273,02 cm-1
yang
menunjukan adanya gugus –SO3 dari direct red teknis. Ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan zvezdelina L. Yaneva dan Nedyalka V. Georgieva (2012), bahwa pada panjang gelombang 1378,5 cm-1 menunjukan adanya gugus N–O dan muncul serapan pada panjang gelombang 1256 cm-1 menunjukan adanya gugus –SO3 . Munculnya gugus N-O ini, mungkin disebabkan adanya ikatan antara gugus azo (–N=N–) dari direct red teknis dengan gugus –OH dari nata. Munculnya daerah Serapan pada spektra IR membuktikan bahwa zat warna direct red berhasil diadsorpsi oleh material absorben Nata De Ipomoea secara kemisorpsi.
48
