KAJIAN ADSORPSI Mn(II) OLEH ARANG KAYU APU (Pistia stratiotes L.)TERMODIFIKASI KITOSAN-GLUTARALDEHIDA

Prosiding Seminar Nasional Kimia, ISBN: 978-602-0951-05-8 Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya, 3-4 Oktober 2015

KAJIAN ADSORPSI Mn(II) OLEH ARANG KAYU APU (Pistia stratiotes L.)TERMODIFIKASI KITOSAN-GLUTARALDEHIDA STUDY OF Mn(II) ADSORPTION ONTO CHARCOAL FROM Pistia stratiotes L. MODIFIED BY CHITOSAN-GLUTRALDEHYDE Umi Baroroh Lili Utami1,Dewi Umaningrum1,Imania Shaumi1 1

Program Studi Kimia FMIPA Universitas Lambung Mangkurat Jl. A. Yani Km. 35,8 Banjarbaru 70714 Kalimantan Selatan Email: liliutami.yahoo.com

ABSTRAK Penelitian tentang adsorpsi Mn(II) oleh arang kayu apu (Pistia statiotes L.) termodifikasi kitosan-glutaraldehida telah dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pH optimum, waktu optimum, kapasitas adsorpsis dan persen recovery. Arang termodifikasi kitosan-glutaraldehida diperoleh dengan cara membuat komposit arang kitosan yang kemudian diikat silang dengan glutaraldehida 2,5%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pH optimum terjadi pada pH 5 dengan nilai adsorpsi sebesar 13,27%. Waktu optimum terjadi pada waktu kontak 45 menit dengan nilai adsorpsi sebesar 14,19%. Kapasitas adsorpsi mengikuti model isoterm Langmuir yaitu sebesar 1,03 mg/g. Hasil persen recovery sebesar95,72%. Kata kunci : arang, kayu apu, kitosan, glutaraldehida, Mn(II) ABSTRACT Study of Mn(II) adsorption onto charcoal from Pistia stratiotes L. modified by chitosanglutaraldehyde has been done. The objectives of this study were to determine the optimal value of optimal pH, optimal time, adsorption capacity, and percentage of Mn(II) recovery. The charcoal modified chitosan-glutaraldehyde was syntesited by blending a composite of charcoal which chitosan crosslinked 2.5% glutaraldehyde. The result showed that optimal pH is pH 5 which give percentage adsorption for 13.27%. Optimal time is 45 minutes which give percentage adsorption for 14.19%.The adsorption capacity of the modified charcoal for Mn(II) fit to the Langmuir model which reached 1.03 mg/g. The percentage of Mn(II) recovery value by the modified charcoal was 95.72%. Keywords: charcoal, Pistia stratiotes L., chitosan, glutaraldehyde, Mn(II)

C - 66


memiliki nomor atom 25. Sifat fisika

PENDAHULUAN Pencemaran logam berat pada

mangan yaitu berwarna silver, keras tapi

tanah dan perairan meningkat dengan

sangat rapuh. Memiliki titik lebur yang

semakin

aktivitas

tinggi kira-kira 1250°C. Jari-jari atom

pembongkaran

1,35 Å dan jari-jari ion 0,8 Å. Enam

berkembangnya

pertambangan

hasil

mineral.Terjadi

penyingkapan

batuan

oksida mangan yang dikenal orang,

mineral-mineral

MnO, Mn2O3, MnO2, MnO3, Mn2O7 dan

sulfida pada aktivitas pertambangan

Mn3O4(Svehla, 1985). Reaksi Mn(II)

tersebut. Mineral-mineral sulfida akan

sulfat dengan NaOH akan menghasilkan

mudah teroksidasi pada kondisi terpapar

endapan berwarna putih dan setelah

udara bebas. Adanya interaksi antara

diuapkan berubah menjadi coklat. Warna

udara,

sulfida

putih tersebut adalah Mn(OH)2 dan

mengakibatkan penurunan pH menjadi

setelah diuapkan akan menjadi MnO2

asam pada perairan sekitar yang dapat

berwarna coklat.

yang

mengandung

air,

menimbulkan

dan

tambang

Arang aktif adalah suatu bentuk

(AAT).Air asam tambang sangat mudah

arang yang telah diaktivasi sehingga

melarutkan ion-ion logam. Secara umum

pori-porinya

logam berat sangat berbahaya karena

bercabang (Tangkuman & Henry, 2009).

logam berat yang memasuki sistem

Proses aktivasi dapat berupa aktivasi

metabolisme tubuh akan terakumulasi

kimia

dan tidak dapat diuraikan. Air yang

pemutusan rantai arang dari senyawa

tercemar AAT juga dapat mematikan

organik dengan pemakaian bahan-bahan

ikan dan organisme. Di darat keberadaan

kimia.

AAT akan menghambat pertumbuhan

dilakukan dengan aktivasi fisika melalui

tanaman karena rendahnya pH akan

proses pemutusan rantai arang dari

meningkatkan unsur-unsur mikro yang

senyawa organik dengan bantuan panas,

umumnya merupakan unsur-unsur logam

uap

yang

Berdasarkan penelitian yang dilakukan

dapat

air

mineral

asam

meracuni

tanaman

(Fahruddin, 2009; Widyati et al., 2009).

dalam

tabel

periodik

yang

merupakan

Aktivasi

dan

terbuka

CO2

arang

dan

proses

juga

(Nugraheni,

dapat

2010).

Ulfin & Widya (2005) biomassa kayu

Logam mangan adalah unsur kimia

menjadi

apu dapat dimanfaatkan sebagai biofilter

yang

yang

C - 67

memiliki

potensi

untuk


menurunkan

kadar

logam.

Namun,

antara molekul (gaya Van der Waals)

penggunaan kayu apu sebagai biofilter

sehingga adsorben sangat mudah untuk

mengalami kendala yaitu kayu apu

lepas dari permukaan (Achmad, 2011).

sangat mudah ditumbuhi jamur dan

Adsorpsi kimia adalah adsorpsi yang

mikroorganisme

sehingga

melibatkan interaksi yang lebih kuat

penggunaannya tidak tahan lama, untuk

antara adsorben dan adsorbat sehingga

mengatasi masalah tersebut biomassa

adsorbat tidak bebas bergerak dari satu

kayu apu dibuat dalam bentuk arang

bagian ke bagian yang lain (Rohmawati,

aktif.

2008).Isoterm

adsorpsi

Langmuir

Kitosan adalah kitin yang telah

menggambarkan hubungan antara zat

mengalami proses penghilangan gugus

yang teradsorpsi dengan konsentrasi

asetil (Nugroho et al., 2011). Perbedaan

pada

kitin

temperatur yang tetap dan adsorpsi yang

dan

kitosan

terletak

perbandingan gugus amina

pada (-NH2)

keadaan

terjadi

kesetimbangan

pada

dan

permukaan

dengan gugus asetil (-OCH3) yang

monolayer.Adapun

disebut

isoterm adsorpsi Langmuir yaitu dengan

derajat

deasetilasi.

Kitosan

memiliki derajat deasetilasi lebih dari

persamaan

dari

rumus (Foo dan Hameed, 2009):

70%, sedangkan kitin memiliki derajat

⁄

=

+

.

deasetilasi kurang dari 70% (Basuki & ........................... (5)

Sanjaya, 2009).Kitosan dapat berperan sebagai

pengkelat,

Keterangan :

pengikat,

C= konsentrasi molekul zat yang bebas

pengabsorpsi, penstabil dan penjernih

(yaitu terdapat dalam larutan)

(Kaban, 2009).

X= jumlah mol zat yang terjerap per

Adsorpsi merupakan peristiwa

miligram penjerap

penyerapan suatu zat pada permukaan

A= tetapan

zat.(Tarigan, 2008). Proses adsorpsi

x/m

terdiri atas 2 tipe, yaitu adsorpsi fisika dan

kimia.

Adsorpsi

fisika

= kapasitas Langmuir Isoterm

adalah

adsorpsi

Freundlich

merupakan hubungan antara zat yang

penempelan adsorbat pada permukaan

teradsorpsi dengan konsentrasi pada

melalui interaksi antar molekul yang

keadaan kesetimbangan pada temperatur

lemah. Jenis reaksinya ialah reaksi

yang tetap dan adsorpsi yang terjadi C - 68


pada permukaan multilayer. Adapun

160), saringan 60-230 mesh (Retsch),

persamaan

kertas saring whatman No. 42, hot plate

dari

iosterm

adsorpsi

Freundlich yaitu: /

=

(Cimaec), pengaduk magnet, shaker FL 3005, Spektrofotometer Serapan Atom

..................................... (6)

Keterangan :

(Varian tipe Spectra AA-30) untuk

qe= besar zat teradsorpsi (mg/g)

analisis logam dan Fourier Transform

Ce= konsentrasi zat terlarut setelah

Infrared Spectroscopy (FTIR-8021 PC

tercapai kesetimbangan adsorpsi (mg/L)

Shimadzu) untuk analisis gugus fungsi. Bahan-bahan yang dipergunakan

K dan n= tetapan yang tergantung pada

dalam penelitian ini meliputi kayu apu

jenis adsorben, adsorbat dan temperatur.

sebagai

Dalam penelitian ini dilakukan

bahan

MnSO4·5H2O

arang aktif kayu apu yang termodifikasi

oksalat 10% (b/v), akuades, HCl (p.a)

kitosan-glutaraldehida, sehingga hasil

(Merck),NaOH

yang diharapkan dapat

glurataldehida 25% (Merck).

alternatif

pengolahan

limbah

(p.a)

(Merck),

arang,

penurunan kadar Mn(II)menggunakan

memberikan

(p.a)

dasar

(Merck)

asam

dan

Proses pengarangan

yang

berbagai

Disiapkan sampel daun kayu apu

aplikasi seperti pada area air asam

yang sudah dibersihkan, lalu dijemur di

tambang sehingga memenuhi standar

bawah sinar matahari sampai kering,

baku

kemudian dilakukan proses pengarangan

efektif

dan

mutu

murah

air

untuk

limbah

kegiatan

penambangan, pengolahan/ pencucian

dengan memasukkan

Batubara, khususnya dalam penurunan

sudah kering ke dalam suatu wadah yang

kadar Mn(II).

memiliki

METODE PENELITIAN

pengarangan selesai dapat diketahui dari

Alat dan Bahan

asap yang keluar melalui lubang udara

Alat

yang

digunakan

lubang

kayu apu yang

udara.

yang semakin menipis. Arang yang

pada

penelitian ini adalah peralatan gelas

dihasilkan

standar

kemudian wadah dapat dibuka.

laboratorium

(Pyrex),

Proses

oven

dibiarkan

hingga

dingin

Preparasi arang

(Carbolite), cawan porselin, pH meter (Tenway 3040 ion analyzer), desikator,

Arang kayu apu dihaluskan dan

neraca (OHAUSS model galaxy TM

disaring dengan saringan ukuran 60

C - 69


mesh.Dilakukan perebusan selama 3

arang di tempatkan dalam furnace pada

jam,

suhu 950

lalu disaring dan dikeringkan

o

C selama 10 menit lalu

selama 1 jam.Hasil saringan disimpan

didinginkan

dan

ditimbang

sampai

dalam wadah tertutup.

beratnya konstan. Pada uji daya serap I2,

Proses aktivasi arang

sebanyak 0,25 g contoh arang di

25,00 gram arang dicuci dengan 20

tambahkan dengan larutan iodin 0,1 N.

mL HCl 0,1 M sebanyak 2 kali.

Suspensi disaring dan filtrat dititrasi

Kemudian

dengan larutan natrium tiosulfat 0,1 N.

dicuci

dengan

akuades

sampai netral, lalu ditambahkan 150 mL

Pembuatan arang yang termodifikasi kitosan

NaOH 0,1 M dan didiamkan selama 24

Kitosan

jam. Dikeringkan di dalam oven selama

konstan. Campuran dipanaskan pada

saringan 60 mesh, arang lalu disimpan

suhu

dalam wadah tertutup.

dalam

NaOH 2 M hingga terbentuk

manik. Manik-manik yang terbentuk

terhadap larutan I2. Pada penentuan

kemudian dicuci dengan akuades sampai

kadar air, sebanyak 1 g contoh arang

netral dan dikeringkan.

dikeringkan pada suhu 105 oC selama 3

Uji kelarutan arang kitosan

jam lalu didinginkan dan ditimbang

Arang

Pada

termodifikasi

kitosan

dengan perbandingan 5:5; 5:6; 5:7; 5:8

penentuan kadar abu, sebanyak 1,00 g

dan

contoh arang ditempatkan dalam furnace

5:9

(b/b)

yang

telah

dibuat

ditambahkan dengan 25 mL akuades

pada suhu 700 oC selama 6 jam lalu ditimbang

pencampuran.

campuran tadi dicetak dan direndam ke

abu, kadar zat terbang dan daya serap

dan

untuk

telah diaktivasi lalu diaduk, kemudian

No. 06-3730-1995

dengan parameter uji kadar air, kadar

didinginkan

40-50oC

Ditambahkan 5,00 gram arang yang

Uji kualitas arang aktif dilakukan

konstan.

sekitar

memudahkan

Pengujian kualitas arang aktif

beratnya

gram

oksalat 10% (v/v) dengan pengadukan

dihaluskan dan disaring menggunakan

sampai

7,00

ditambahkan dengan 100 mL asam

1 hari pada suhu 60oC-70oC, lalu

berdasarkan SNI

sebanyak

yang pH nya telah diatur dari 2, 3, 4, 5, 6

sampai

dan 7 dengan larutan HCl 0,1 M lalu

beratnya konstan. Pada penentuan kadar

diaduk, kemudian disaring, dikeringkan

zat terbang, sebanyak 1,00 g contoh

C - 70


danditimbang kembali sampai beratnya

100 mL larutan Mn(II) 10 mg/L

konstan.

dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250

Uji kelarutan arang kitosan dengan glutaraldehida

mL, ditambahkan 1,00 gram arang

Sebanyak

1,00

g

termodifikasi kitosan-glutaraldehida, lalu

arang

dikocok dengan variasi waktu selama 15;

termodifikasi kitosan yang telah didapat

30; 45, 60 dan 75 menit, lalu disaring

perbandingan optimumnya ditambahkan

menggunakan kertas saring Whatman

dengan 1,5 mL glutaraldehida dengan

No. 42. Filtrat yang diperoleh dianalisis

variasi konsentrasi 1; 1,5; 2; 2,5 dan 3%,

menggunakan SSA.

lalu dikocok selama 24 jam, disaring,

Penentuan kapasitas adsorpsi arang termodifikasi kitosan-glutaraldehida

dicuci dengan akuades dan dikeringkan hingga beratnya konstan. Jumlah arang termodifikasi

Larutan Mn(II)

dibuat

dengan

kitosan-glutaraldehida

variasi konsentrasi awal 10; 20; 40; 60;

yang paling sedikit larut nantilah yang

80 dan 100 mg/L, selanjutnya ke dalam

akan digunakan untuk kajian adsorpsi

erlenmeyer 250 mL dimasukkan 100 mL

selanjutnya.

larutan untuk setiap konsentrasi awal

Penentuan pH optimum arang termodifikasi kitosan-glutaraldehida

yang telah diatur pH nya pada pH optimum, kemudian ditambahkan 1,00

Sebanyak 100 mL larutan Mn(II) 10

mg/L

dimasukkan

ke

gram

dalam

termodifikasi

kitosan-

glutaraldehida ke dalam setiap larutan

erlenmeyer 250 mL, pH diatur pada

tersebut, lalu dikocok menggunakan

variasi 2, 3, 4, 5 dan 6, kemudian

shaker selama waktu optimum. Disaring

ditambahkan 1,00 g arang termodifikasi kitosan-glutaraldehida,

arang

dan filtrat yang diperoleh dianalisis

dikocok

menggunakan SSA.

menggunakan shaker selama 60 menit.

Penentuan %recovery

Larutan kemudian disaring dan filtrat

Arang

yang diperoleh dianalisis dengan SSA

glutaraldehida

untuk mengetahui jumlah Mn(II) yang

termodifikasi yang

telah

kitosanmengikat

Mn(II) ditambahkan 100 mL HCl 1 M

tersisa dalam larutan setelah interaksi.

kemudian dikocok menggunakan shaker

Penentuan waktu optimum arang termodifikasi kitosan-glutaraldehida

selama waktu optimum, lalu disaring, sehingga recovery dilakukan sebanyak 3

C - 71


kali

pengulangan

kemudian

hasil

sehingga sedikit sulfur dan nitrogen yang

dianalisis menggunakan SSA.

ikut terbakar dan menguap pada suhu

HASIL DAN PEMBAHASAN Preparasi dan Uji Kualitas Arang Aktif Kayu Apu Tabel 1. hasilanalisisstandar mutu arang aktif kayu apu.

950oC.

Parameter

Satuan

Arang aktif kayu

SNI 06-

apu

3730-1995

Uji Kelarutan Tabel 2.ujikelarutan arang termodifikasi kitosan Arang:

%Kelarutan

kitosan (g)

pH 2

pH 3

pH 4

pH 5

pH 6

5:5

11,76

11,76

9,80

7,84

5,88

5:6

8,00

8,00

6,00

6,00

4,00

5:7

4,00

4,00

4,00

2,00

2,00

Hasil penelitian padakadar abu

5:8

14,00

14,00

10,00

10,00

8,00

arang kayu apu tidak memenuhi SNI,

5:9

15,69

15,69

13,73

9,80

13,73

Kadar air

%

7,9

Maks. 15

Kadar abu

%

13

Maks. 10

Kadar

%

63

Maks. 25

Mg/g

888,51

Min. 750

zat

terbang Uji iod

menurut Sastrodimedjo (1978 dalam Achmad

2011)

abu

Semakin rendah %kelarutan semakin

merupakan

baik arang termodifikasi kitosan yang

komponen anorganik yang tertinggal

dihasilkan. Jadi variasi massa arang dan

setelah bahan dipanaskan pada suhu

kitosan yang digunakan yaitu pada

500oC-600oC, seperti kalsium, kalium,

perbandingan 5:7.

magnesium dan besi. Tingginya kadar

Tabel 3.uji kelarutan arang termodifikasi kitosan-glutaraldehida

abu diduga karena pori-pori arang masih terdapat banyak komponen anorganik tersebut. Penetapan kadar zat terbang dilakukan kandungan

untuk

mengetahui

senyawa

yang

%Kelarutan

Arang:k itosan (g)

kadar belum

GTA

GTA

GTA

GTA

GTA

1%

1,5%

2%

2,5%

3%

6,00

4,00

2,00

2,00

0

4,00

6,00

4,00

0

2,00

5:07

menguap pada proses karbonisasi dan aktivasi, tetapi menguap pada suhu

Semakin

950oC yaitu nitrogen dan sulfur. Angka

banyak

kadar zat terbang yang tinggi ini diduga

glutaraldehida

karena permukaan arang aktif masih

semakin rendah, sehingga digunakanlah

ditutupi oleh senyawa-senyawa

non

konsentrasi

2,5%

karbon seperti CO2, CO, CH4 dan H2,

selanjutnya.

Hasil ini sesuai dengan

C - 72

maka

konentrasi kelarutannya

untuk

prosedur


melakukan optimasi pH oleh

Sanjaya

menggunakan

dengan Mn(II), selanjutnya pada pH 6

glutaraldehida 2,5% pada manik-manik

dan 7 mengalami penurunan persentase

kitosan.

adsorpsi menjadi 12,69% dan 12,12%,

Penentuan pH Optimum Arang Termodifikasi Kitosan-Glutaraldehida untuk Menyerap Mn(II) Pada penelitian ini dilakukan

hal ini disebabkan pada kondisi pH yang

variasi pH dari 2, 3, 4, 5, 6 dan 7.

sedangkan pada pH diatas 7 larutan

Apabila nilai pH yang terlalu rendah

mulai mengalami pengendapan, hal ini

atau terlalu tinggi akan membuat kitosan

dapat diketahui dari nilai konstanta

tidak mampu bekerja optimum.

kesetimbangan setelah adsorpsi yang

% [Mn] teradsorpsi

penelitian yang dilakukan Basuki & (2009)

yang

kitosan

semakin tinggi, maka semakin banyak juga

ion-ion

OH-

dalam

larutan,

18,00

angkanya menurun secara signifikan dan

12,00

diperkuat dari hasil perhitungan Ksp

6,00

larutan pada pH di atas 7 yang mendekati angka Ksp Mn(OH)2, yaitu 2

0,00 0

2

4

6

x 10-13 (Pitriani, 2010). Dapat diambil

8

kesimpulan bahwa dengan menggunakan

pH

prinsip hasilkali kelarutan, Mn(OH)2 Gambar 1. pengaruh pH terhadap Mn(II) teradsorpsi oleh arang aktif kayu apu termodifikasi kitosan-glutaraldehida Pada pH 2 diperoleh persentase

telah mengendap sempurna pada pH sekitar 9. Mangan yang tidak lagi berada dalam bentuk ionnya, semakin sulit

adsorpsi sebesar 6,92%. Nilai persentase

untuk berikatan dengan gugus amina dan

yang tidak besar ini dikarenakan pada

hidroksil pada kitosan.

kondisi tersebut jumlah ion H+ sangat

Penentuan Waktu Optimum Arang Termodifikasi Kitosan-Glutaraldehida untuk Menyerap Mn(II) Pada penelitian ini digunakan

banyak sehingga terjadi kompetisi antara Mn(II) dengan ion hidrogen untuk menempati sisi aktif, kompetisi ini mengakibatkan penyerapan

terganggunya

terhadap

Mn(II),

variasi waktu kontak dengan Mn(II)

proses

yaitu dari 15; 30; 45; 60 dan 75 menit.

pH

optimum adalah pH 5 yaitu sebesar 13,27%, hal ini sesuai dengan hasil penelitian Ruswanti et al. (2007) yang C - 73


kitosan-glutaraldehida konsentrasi awal

18,00

dengan

variasi

C(awal)

C(Real)

Ce

C(teradsorp)

C(teradsorp)

qe

Ce/qe

(mg/L)

(mg/L)

(mg/L)

(mg/L)

10

9,93

8,59

1,34

13,48

0,13

64,10

20

21,70

17,96

3,74

17,21

0,37

48,02

40

41,51

36,58

4,93

11,88

0,49

74,20

60

62,65

57,01

5,64

9,00

0,56

101,08

80

81,68

75,33

6,34

7,77

0,63

118,82

100

102,11

95,07

7,05

6,90

0,71

134,85

pada

saat

12,00 %

(mg/g)

6,00 0,00 0

15

30

45

60

75

Gambar 2. pengaruh waktu terhadap Mn(II) teradsorpsi oleh arang aktif kayu apu termodifikasi kitosan-glutaraldehida Berdasarkan Gambar 6 dapat dilihat bahwa semakin lama waktu kontaknya maka jumlah Mn(II) yang

Keterangan :

teradsorpsi juga semakin banyak. Dari

Ce = Konsentrasi

hasil penelitian ini diketahui kondisi

kesetimbangan setelah adsorpsi (mg/L)

optimum terjadi pada waktu kontak 45 menit

dengan

persentase

qe=

adsorpsi

Mn(II)

yang

Tabel 4 menunjukkan bahwa

45 menit terjadi penurunan terhadap adsorpsi.Penurunan

Banyaknya

teradsorpsi (mg/g)

sebesar 14,19%. Setelah waktu kontak

persentase

Mn(II)

arang

ini

termodifikasi

kitosan-

glutaraldehida mencapai kesetimbangan

diduga disebabkan oleh seluruh situs

adsorpsi pada konsentrasi awal Mn(II)

aktif pada arang termodifikasi kitosan-

sebesar 21,70 mg/L, artinya setelah

glutaraldehida yang sudah mengalami

kesetimbangan

kejenuhan. Pada saat Mn(II) sudah

tercapai

maka

peningkatan konsentrasi Mn(II) lebih

memenuhi lapisan, maka molekul yang

lanjut tidak lagi merubah banyaknya

terserap tak akan mampu melebihi

Mn(II) yang teradsorp secara signifikan.

jumlah situs aktif pada permukaannya.

Penentuan

Penentuan Kapasitas Adsorpsi Arang yang Termodifikasi KitosanGlutaraldehida untuk Menyerap Mn(II) Hasil jumlah Mn(II) yang

dilakukan

model untuk

isoterm

adsorpsi

memperkirakan

mekanisme adsorpsi arang termodifikasi kitosan-glutaraldehida untuk menyerap

teradsorpsi dapat dilihat pada Tabel 4.

Mn(II). Ada dua model yaitu isoterm

Tabel 4. konsentrasi Mn(II) yang teradsorpsi oleh arang termodifikasi

Langmuir

dan

isoterm

Freundlich.

Penentuannya dapat diketahui dengan C - 74


cara melihat nilai R2 yang mendekati 1.

sama, namun pada isoterm Langmuir

Hal ini dapat dilihat pada gambar 7.

memberikan harga R2 yang lebih besar yaitu 0,9379 relatif mendekati 1 bila

(a)

dibandingkan

180,00

dengan

isoterm

Ce/qe

Freundlich. Hal ini menunjukkan bahwa 120,00

permukaan

adsorben

memiliki

sifat

homogen serta menunjukkan adanya

60,00 0,00 0,00

y = 0.9697x + 43.243 R² = 0.9379

permukaan yang juga mempunyai sifat

50,00

heterogen, diperoleh grafik hubungan

100,00

Ce/qeversus Celinear maka kapasitas

Ce

adsorpsi, qmaks= 1/slope. Dari hasil penelitian dapat

(b) 0,00

adsorpsi

log qe

-0,20

dari

diketahui kapasitas arang

termodifikasi

kitosan-glutaraldehida sekitar 1,03 mg/g.

-0,40

Model

-0,60 -0,80 0,00

1,00

2,00

adsorpsi

Langmuir

berlaku untuk adsorpsi pada lapisan

y = 0.6288x - 1.3489 R² = 0.8963

-1,00

isoterm

tunggal (monolayer) pada permukaan zat

3,00

yang homogen (Santoso, 2008). Menurut

log Ce

Atkins (1999) adsorpsi monolayer terjadi karena ikatan kimia lebih spesifik,

Gambar 3. (a) grafik linierisasi isoterm Langmuir dan (b) grafik Linierisasi isoterm Freundlich untuk adsorpsi Mn(II) oleh arang termodifikasi kitosan-glutaraldehida Model adsorpsi isoterm

sehingga adsorben mampu mengikat logam dengan ikatan kimia antara logam dengan permukaan adsorben. Penentuan %Recovery Arang Termodifikasi Kitosan-Glutaraldehida Arang termodifikasi kitosan-

Langmuir dihitung dengan persamaan Ce/qe = 1/qmaks. K1 + Ce/qe didapat data

glutaraldehida yang telah digunakan

plot Langmuir dan diperoleh garis lurus.

untuk

Persamaan Freundlich dapat diperoleh

mengadsorbsi

Mn(II)

perlu

diperhatikan agar tidak menimbulkan

dengan membuat hubungan antara log

limbah baru. Adsorben

Cedan log qe. Berdasarkan gambar 7a

digunakan

dan 7b diperoleh harga R2 yang hampir

kembali

untuk

ini dapat menjerap

Mn(II), yaitu dengan proses recovery.

C - 75


Tabel 5.%adsorpsi dan recoveryMn(II) C(awal)

ion Mn(II) pada gugus aktif pada arang

CR total

termodifikasi

% Mn(II)

(mg/L)

C(adsorpsi)

(mg/L)

%Recovery

1

22,43

17,11

3,65

95,05

kitosan-glutaraldehida.

Reaksi yang terjadi yaitu, Adsorben – M + 2 HCl → M2+ + 2Cl- +

2

22,46

17,28

3,74

96,39

2H – Adsorben............................ (4) Rata-rata

95,72

Dimana: M merupakan logam. Mengacu sebelumnya

pada

yang

penelitian

dilakukan

Identifikasi Gugus Fungsi

oleh

Anggono (2009) dengan menggunakan kitosan dilapiskan pada arang cangkang kelapa sawit, %recovery yang rendah sekitar

25,60%

akibat

penggunaan

konsentrasi HCl 0,1 M sehingga pada penelitian ini digunakan HCl 1 M. Keefektifan HCl 1 M dalam melepas logam Mn(II) dapat dilihat pada Tabel 6, yaitu dari konsentrasi Mn(II) yang teradsorp

sebanyak

3,84

mg/L

didapatkan sekitar 3,65 mg/L Mn(II) yang terlepas pada arang termodifikasi kitosan-glutaraldehida.

Dengan Gambar 4. spektra FTIR (a) arang aktif kayu apu (b) kitosan (c) arang termodifikasi kitosan (d) arang termodifikasi kitosan-glutraldehida (d) arang termodifikasi kitosanglutraldehida setelah dikontakkan dengan logam Tabel 6. perbandingan bilangangelombang gugus fungsi pada spektra FTIR

demikian, dalam penelitian ini HCl 1 M dapat

melepaskan

Mn(II)

sekitar

95,72%. Pada tahap recovery ini,Mn(II) yang

telah

termodifikasi

teradsorpsi

oleh

arang


dapat ditarik kembali dan terlarut serta berikatan dengan ion-ion Cl-. Hal ini dapat terjadi karena banyaknya jumlah

Bilangan gelombang (cm-1) (a)

(b)

(c)

(d)

Bilangan (e)

ion H+ dari larutan asam yang memiliki kemampuan untuk melepaskan ikatan

gelombang

Gugus

referensi*

fungsi

(cm-1) 1095,57

1080,14

1072,42

1072,42

1072,42

1300-1000

C-O

-

1597,06

-

-

-

1640-1550

N-H

C - 76


1620,21

1651,07

1627,92

1627,92

1627,92

1690-1640

bending

telah

C=O

hancur

pada

suasana

asam,

dari

tekukan amida

sehingga dapat disimpulkan gugus imina telah terbentuk pada arang termodifikasi

dan/atau C=N 2931,80

2924,09

2924,09

2931,80

2924,09

3000-2850

3410,15

3417,86

3425,58

3425,58

3425,58

3500-3200

-CH

kitosan-glutaraldehida.

streching

Kemungkinan

reaksi

interaksi

-OH

kitosan dengan Mn(II) dapat dilihat pada

streching

Sumber : *Sastrohamidjojo (1992)

Gambar 11.

Walaupun hasil karakterisasi tipe ikatan yang terbentuk pada bilangan gelombang 1627,92 cm-1 tidak dapat memberikan data yang spesifik, tetapi (a)

reaksi pengikatan-silang kitosan oleh glutaraldehida

dapat

diamati

dari

perubahan fisik saat direndam dalam larutan asam oksalat. Dapat dilihat pada Gambar 10. (b) Gambar 11 . kemungkinan mekanisme I (a) dan mekanisme II (b) ikatan Mn(II) dengan kitosan (Benavente, 2008). Berdasarkan Gambar 11 diketahui bahwa pengikatan Mn(II) oleh (a)

(b)

kitosan terjadi melalui gugus amina dan

Gambar5. foto perbandingan arang modifikasi sebelum penambahan glutaraldehida (a) dan arang modifikasi setelah penambahan glutaraldehida (b) di dalam larutan asam oksalat 10%. Berdasarkan Gambar 10 pada arang

termodifikasi

hidroksil. Hampir sama hal nya dengan kitosan, arang termodifikasi kitosanglutaraldehida juga mengikat

logam

melalui gugus hidroksil.

kitosan-

KESIMPULAN

glutaraldehida yang dilarutkan pada

1. Kondisi pH optimum arang kayu apu

asam oksalat 10% tidak mengalami

yang

perubahan fisik berbeda dengan arang

termodifikasi

glutaraldehida

termodifikasi kitosan yang bentuknya

untuk

Mn(II) yaitu pada pH 5.

C - 77

kitosanmenyerap


2. Waktu optimum arang kayu apu yang termodifikasi

Kitosan

yang

Dilapiskan


Arang

Aktif

untuk menyerap Mn(II) yaitu 45

Sawit.

Skripsi.

menit.

Kimia, Fakultas MIPA, UNLAM,

3. Kapasitas adsorpsi arang kayu apu yang

termodifikasi

glutaraldehida

Kelapa

Program

Studi

Banjarbaru (tidak dipublikasikan).

kitosan-

untuk

Cangkang

Pada

Atkins, P.W. 1999. Kimia Fiska Jilid II.

menyerap

Edisi

Mn(II) sebesar 1,03 mg/g.

keempat,

(diterjemahkan

oleh:Rohadyan). Erlangga, Jakarta.

4. Persen recoveryMn(II) pada arang Basuki, B. R., & I. G. M. Sanjaya.2009.

kayu apu yang termodifikasi kitosan-

Sintesis Ikat Silang Kitosan dengan

glutaraldehida sebesar 95,72%.

Glutaraldehid UCAPAN TERIMA KASIH

Gugus

Terima kasih penulis ucapkan kepada melalui

Islamic

Develompent

Development

Fungsi

Identifikasi

dan

Derajat

Deasetilasinya.Jurnal

Bank

ILMU

DASAR. 10(1):93-101.

and

Benavente, M. 2008. Adsorption of

Upgvelopmen Barading of Seven

Metallic

Universities

Equilibrium

in

serta

Improving

Ions

onto

Chitosan:

and

Kinetic

Studies.Thesis.Department

theQuality and Relevance of

Chemical

Higher Education in Indonesia

of

Engineering

and

Technology, Division of Transport

yang telah mendanai penelitian ini.

Phenomena,

.

Royal

Institute

of

Technology, Stockholm, Sweden.

DAFTAR PUSTAKA Achmad,

A.

Fahruddin.

2009.

Pengaruh

Jenis

2011.Pembuatan,

Sedimen Wetland dalam Reduksi

Pencirian, dan Uji Daya Adsorpsi

Sulfat pada Limbah Air Asam

Arang Aktif dari Kayu Meranti

Tambang (AAT). Jurnal Teknik

Merah (Shore asp.) Skripsi Prog S1.

Lingkungan. 10(1):26-30.

IPB, Bogor.

Kaban, J. 2009. Modifikasi Kimia dari

Anggono, T. 2009. Kajian Kapasitas

Kitosan dan Aplikasi Produk yang

Adsorpsi dan Recovery Cr(III) Oleh

C - 78


dihasilkan.

Fakultas

MIPA

S1.Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sumatera Utara, Medan.

Universitas Islam Negeri Malang, Malang.

Nugraheni, I. K. 2010. Aplikasi Arang Aktif

Cangkang

Kelapa

Sawit

Ruswanti, I., I. Ruswanti, Khabibi, & R.

Terlapis Kitosan sebagai

Filter

A. Lusiana. 2007. Membran Kitosan

dalam Pengolahan Limbah Cair

Padat dari Cangkang Rajungan

Sasirangan

Setelah

Koagulasi

(Portunus

Poly

Aluminium

Aplikasinya sebagai Adsorben Ion

dengan Chloride.Skripsi

Program

S1,

Mangan(II)

Universitas Lambung Mangkurat,

dan

dan

Besi(II).

Universitas Diponegoro, Semarang.

Banjarbaru.

Santoso, U. T., D. Umaningrum, U.

Nugroho, A., N. D. Nurhayati, & B. Utami.

pelagicus)

2011.

Karakterisasi

Sintesis

Aplikasi

Logam

Berat.

&

Nurmasari.

2008.Immobilization of Humic Acid

Kitosan

on Chitosan using Protected Cross-

Deteksi

Linking Reaction Method and its

Molekul.6(2):123-

Application as Sorbent for Pb(II),

Sensor

136.

Cd(II),

Kitosan dari Cangkang Rajungan pelagicus)

And

Cr(III).

Indo

J

Chem8(2): 177-183.

Pitriani, P. 2010. Sintesis dan Aplikasi

(Portunus

R.

dan

Membran

untuk

Irawati,

Sastrohamidjojo, H. 1992. Spektroskopi

Sebagai

inframerah. Yogyakarta

Penyerap Ion Besi (Fe) dan Mangan

Tangkuman H. D. & H. F. Aritonang.

(Mn) untuk Pemurnian Natrium

2009.

Silika.Skripsi.Program Studi Kimia,

Karbon Aktif yang dibuat

FakultasSains

Teknologi,

Batok Kelapa Hibrida dan Batok

Universitas Islam Negeri Syarif

Kelapa Dalam. Chem Prog. 2(1):29-

Hidayatullah,Jakarta.

32.

dan

Rohmawati, L. 2008. Studi Kinetika Adsorpsi

Merkuri

(II)

Tarigan,

pada

Perbandingan

I.

M.

Kualitas

2008.

dari

Analisis

Penggunaan Kitosan dan Kitosan

Biomassa Daun Enceng Gondok

Manik

(Eichhornia crassipes). Skripsi Prog

Menurunkan

C - 79

sebagai

Adsorben Kadar

untuk

Larutan


Standar Besi (Fe) dan Alumunium

dan Semimikro. Edisi 5, Bagian I,

(Al)

diterjemahkan oleh L. Setiono dan

dengan

Metode

Spektrofotometri

Serapan

A.

Atom.Tesis Program Pasca Sarjana,

2005. Study

Penyerapan Kromium Dengan Kayu Apu (Pistia stratiotes, L). Akta Kimindo. 1(1):41-48. Widyati, E. 2009.Kajian Fitoremediasi sebagai

Salah

Menurunkan

Satu

Upaya

Akumulasi

Logam

Akibat Air Asam Tambang pada Lahan

Bekas

Batubara.Tekno

Pudjaatmaka.

Kalman Media Pusaka, Jakarta.

Universitas Sumatera Utara, Medan. Ulfin, Ita & W. Widya

Hadyana

Tambang

Hutan Tanaman.

2(2):67–75. Svehla, G. 1985. Vogel; Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro

C - 80

PT.

KAJIAN ADSORPSI Mn(II) OLEH ARANG KAYU APU (Pistia stratiotes L.)TERMODIFIKASI KITOSAN-GLUTARALDEHIDA

Recommend Documents