KEMAMPUAN BATANG JAGUNG (Zea mays) DALAM MENGADSORPSI ION LOGAM Cu (II)
SKRIPSI
Oleh
Ahmad Ridho 100405061
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA OKTOBER 2015
Universitas Sumatera Utara
KEMAMPUAN BATANG JAGUNG (Zea mays) DALAM MENGADSORPSI ION LOGAM Cu (II)
SKRIPSI
Oleh
Ahmad Ridho 100405061
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA OKTOBER 2015
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
KEMAMPUAN BATANG JAGUNG (Zea mays) DALAM MENGADSORPSI ION LOGAM Cu (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, 13 Oktober 2015
Ahmad Ridho NIM 100405061
i Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Stxipsi dengan judut
:
KSMAMPUAI\I BATAIIG JAGITNG (Zer aclo) DALAM MENGADSORPSI tON LOGAI}I Cu (rr]
Dibuat untuk melenglapi persyamtan m€qiadi Saqiana Teloik paaa Oo,parteaoen Te,knik Kimia Fakulras T€knik Univeisits Sumse*a U{ara Slaipsi
diajukan
@a
mauhi
sidang ujian skripsi
syarat/mh sebagai skripsi
Tehik Universitas
pe 2l
iui
telah
Oktober 2015 dao dinyatakan
pda Dqiart€m€n Teknik Kimia
Fakultas
Sumarera Utax&
Medaa, Oltober 2015 Dosen Pembimbing,
*=Q) KOORDINATOR
141997022W2
Bode Harvento. S.T
ilI.T Ph.I)
llIP: 19710130 199903 I 001 Dosen Penguji
xrp.
I
19611225 19E!lll3
Dosen Penguji
I
II
Frride Hanum. S.T M.T nrP. 197E06102W212 2 oGI
003
ll
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Kemampuan Batang Jagung (Zea mays) Dalam Mengadsorpsi Ion Logam Cu (II)”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik. Hasil penelitian ini:
Penelitian ini memberikan informasi tambahan mengenai adsorben yang dibuat dari batang jagung dengan perlakuan berbagai bentuk sebagai pemanfaatan limbah logam berat yang terbuang
Penelitian ini membantu pengurangan logam berat dalam proses adsorpsi sehingga tidak membahayakan kehidupan masyarakat.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu secara khusus penulis mengucapakan terima kasih dan penghargaan sebesarbesarnya kepada Bapak Bode Haryanto, S.T M.T Ph.D 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, Oktober 2015
Penulis Ahmad Ridho
iii Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada kedua orang tua saya yaitu Ayahanda Kpt. Amin Khaswiyanto dan Ibunda Dra. Nurbayah Tanjung, serta kepada adik, teman seperjuangan dan keluarga besar saya yang telah memberikan dukungan moril maupun materil yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini dengan baik.
iv Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Ahmad ridho NIM : 100405061 Tempat/tgl lahir : Binjai / 14 Desember 1991 Nama orang tua : Kapten. Amin Khasiyanto Alamat orang tua : Jl. Dahlia Ujung No. 6. Rantauprapat Asal Sekolah : TK Islam a- ikhlas Medan tahun 1997-1998 SD Negeri 115528 Rantauprapat tahun 1998-2004 SMP Negeri 3 Rantauprapat tahun 2004-2007 MA Negeri Rantauprapat tahun 2007-2010 Pengalaman Organisasi :
KAMMI Komisariat Teknik USU periode 2013 – 2014 sebagai Ketua Umum Covalen Study Group (CSG) periode 2012 – 2013 sebagai Anggota Bidang Sosial Kerohanian Artikel yang telah dipublikasikan dalam jurnal : -
v Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan batang jagung dengan variasi bentuk dalam menyerap ion logam tembaga (Cu2+) pada larutan dengan pH 4,5. Batang jagung yang digunakan dibentuk berupa lingkaran, ½ lingkaran, ¼ lingkaran, 50 mesh, dan 70 mesh. Penelitian ini terbagi menjadi 4 bagian, yaitu penentuan pH netral, pengeringan batang jagung, penentuan waktu kontak optimum dan penentuan kapasitas adsorpsi. Hasil penelitian yang didapatkan adalah waktu kontak optimum yang dibutuhkan adsorben untuk menyerap ion logam Cu2+ selama 120 menit (2 jam). Kapasitas adsorpsi untuk adsorben batang jagung bentuk lingkaran sebesar 4,873 mg/g, bentuk ½ lingkaran sebesar 4,819 mg/g, bentuk ¼ lingkaran sebesar 4,870 mg/g, bentuk serbuk 50 mesh sebesar 4,946 mg/g dan bentuk serbuk 70 mesh sebesar 4,972 mg/g. Kata kunci : Adsorpsi, Ion Logam Cu2+, Waktu Kontak Optimum, Kapasitas Adsorpsi
vi Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT This research aims to know availability of different shape corn stalk to adsorp cuprum ion (Cu2+) from solution on pH 4,5. Corn stalk has shape square, half square, quarter square, 50 mesh and 70 mesh. This research divided 4 part, there is determine neutral pH, drying corn stalk, determine optimum contact time and determine adsorption capacity. The results of this research is optimum contact time that corn stalk need to adsorp cuprum ion (Cu2+) is about 120 minutes ( 2 h ). Adsorption capacity of corn stalk for square is 4,873 mg/g, for half square is 4,819 mg/g, for quarter square is 4,870 mg/g, for 50 mesh is 4,946 mg/g and for 70 mesh is 4,972 mg/g. Keywords : Adsorption, Cuprum Ion (Cu2+), Optimum Contact Time, Adsorption Capacity
vii Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS
v
ABSTRAK
vi
ABSTRAC
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
5
1.3 Tujuan Penelitian
5
1.4 Manfaat Penelitian
5
1.5 Ruang Lingkup Penelitian
5
TINJAUAN PUSTAKA
7
2.1 Tanaman Jagung
7
2.2 Pencemaran Logam Berat
8
2.3 Logam Berat
10
BAB II
2.3.1 Definisi Logam Berat
10
2.3.2 Sumber dan Bentuk Logam Berat
10
2.4 Logam Tembaga (Cu)
12
2.5 Adsorpsi
13
2.5.1 Mekanisme Adsorpsi
13
2.5.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi adsorpsi
2.4.3 15 Kapasitas Ad
2.5.3 Kapasitas Adsorpsi
17
viii Universitas Sumatera Utara
2.6 Adsorben
20
2.7 Analisa Ekonomi BAB III
20
METODOLOGI PENELITIAN
21
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian
21
3.2 Bahan dan Peralatan
21
3.3 Rancangan Percobaan
21
3.4 Prosedur Percobaan
3.4.1 22 Prosedur Pem
3.4.2 Prosedur Persiapan Adsorben (Batang Jagung)
22
3.4.3 Prosedur Batch Adsorption
23
3.5 Flowchart Penilitian
25
3.5.1 Flowchart Persiapan Adsorben
25
3.5.2 Flowchart Pengeringan Adsorben Batang Jagung
25
3.5.3 Flowchart Pembuatan Larutan induk 1000 ppm
26
2+
BAB IV
3.5.3 Flowchart Pembuatan Larutan Cu 50 ppm
26
3.5.4 Flowchart Pembuatan Larutan HCl 0,1 M
27
3.5.5 Flowchart Pembuatan Larutan NaOH 0,1 M
27
3.5.6 Flowchart Prosedur Batch Adsorption
28
HASIL DAN PEMBAHASAN
30
4.1 PENGERINGAN ADSORBEN DARI BATANG JAGUNG
30
4.2 PENENTUAN pH NETRAL PADA ADSORBEN BATANG JAGUNG 4.3 PENENTUAN WAKTU KONTAK OPTIMUM
34
4.4 PENENTUAN KAPASITAS ADSORPSI
36
4.4.1 PENGARUH WAKTU ADSORPSI TERHADAP JUMLAH KONSENTRASI TERJERAP (mg/g) 4.4.1 PENGARUH WAKTU ADSORPSI TERHADAP JUMLAH KONSENTRASI TERJERAP (%) BAB V
32
KESIMPULAN DAN SARAN
36
38 41
DAFTAR PUSTAKA
42
LAMPIRAN 1
46
LAMPIRAN 2
49
LAMPIRAN 3
52
ix Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1
Ilustrasi Proses Adsorpsi Adsorben Batang Jagung
14 2+
Gambar 2.2
Interaksi Adsorben Batang Jagung dengan Ion Logam Cu
Gambar 2.3
Skema yang Menggambarkan Adsorpsi, Absorpsi dan Presipitasi Zn Pada Permukaan Besi Oksida
15 19
Gambar 3.1
Flowchart Persiapan Adsorben
25
Gambar 3.2
Flowchart Pengeringan Adsorben Batang Jagung
25
Gambar 3.3
Flowchart Pembuatan Larutan induk 1000 ppm
26
2+
Gambar 3.4
Flowchart Pembuatan Larutan Cu 50 ppm
26
Gambar 3.5
Flowchart Pembuatan Larutan HCl 0,1 M
27
Gambar 3.6
Flowchart Pembuatan Larutan NaOH 0,1 M
27
Gambar 3.7
Flowchart Penentuan Waktu Kontak Optimum
28
Gambar 3.8
Flowchart Penentuan Kapasitas Adosrpsi
29
Gambar 4.1
Pengeringan Batang Jagung Terhadap Waktu
31
Gambar 4.2
Penentuan pH Netral Pada Adsorben Batang Jagung
33
Gambar 4.3
Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Jumlah Ion Logam Cu2+ yang Diadsorpsi
Gambar 4.4
Hubungan Antara Jumlah konsentrasi Terjerap Adsorpsi Dengan Berbagai Bentuk Adsorben
Gambar 4.6
Hubungan Antara Jumlah Konsentrasi Terjerap Adsorpsi (%) Dengan Berbagai Bentuk Adsorben
34
37
38
Gambar L3.1.1
Tumpukan Batang Jagung
52
Gambar L3.1.2
Batang Jagung Bentuk Lingkaran
52
Gambar L3.1.3
Batang Jagung Bentuk ½ Lingkaran
52
Gambar L3.1.4
Batang Jagung Bentuk ¼ Lingkaran
53
Gambar L3.1.5
Batang Jagung Bentuk 50 Mesh
53
Gambar L3.1.6
Batang Jagung Bentuk 70 Mesh
53
Gambar L3.2.1
Pengeringan Batang Jagung Bentuk Lingkaran
54
Gambar L3.2.2
Pengeringan Batang Jagung Bentuk ½ Lingkaran
54
Gambar L3.2.3
Pengeringan Batang Jagung Bentuk ¼ Lingkaran
54
Gambar L3.3.1
Pencucian Batang Jagung Bentuk Lingkaran
55
x Universitas Sumatera Utara
Gambar L3.3.2
Pencucian Batang Jagung Bentuk ½ Lingkaran
55
Gambar L3.3.3
Pencucian Batang Jagung Bentuk ¼ Lingkaran
56
Gambar L3.3.4
Pencucian Batang Jagung Bentuk 50 Mesh
56
Gambar L3.3.5
Pencucian Batang Jagung Bentuk 70 Mesh
57
Gambar L3.4.1
Larutan Logam Ion Cu2+
58
Gambar L3.3.5
Proses Adsorpsi Batang Jagung
58
Gambar L3.5.1
Peak Ion Logam Cu2+
59
Gambar L3.5.2
Adsorbansi IonLogam Cu
2+
60
xi Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL Tabel 1.1
Luas Panen, Produksi dan Produktivitas Jagung Di Indonesi
Tabel 1.2
Data Beberapa Hasil Penelitian Terbaru Yang Memanfaatkan Batang Jagung Sebagai Biosorban
1 3
Dalam Menyerap Ion Logam Tabel 3.1
Rancangan Penelitian
22
Tabel 4.1
Batang Jagung Sebelum dan Sesudah Pengeringan
30
Tabel L-1.1
Data Pengeringan Adsorben Batang Jagung
46
Bentuk Lingkaran
4 6
Tabel L-1.2
Data Pengeringan Adsorben Batang Jagung Bentuk ½ Lingkaran Dan ¼ Lingkaran
Tabel L-1.3
Tabel L-1.4
Data Pengeringan Adsorben Batang Jagung
46
Bentuk 50 Mesh Dan 70 Mesh
47
Data Hasil Kapasitas Adsorpsi Batang Jagung Pada Berbagai Bentuk
Tabel L-1.5
46
Data Hasil Penentuan Waktu Optimum Pada Bentuk Adsorben ¼ Lingkaran
47
47
xii Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN 46
LAMPIRAN 1 DATA HASIL PERCOBAAN L-1.1 DATA HASIL PERSIAPAN ADSORBEN
46
L-1.1.1 Data Pengeringan Adsorben Batang Jagung Bentuk Lingkaran
46
L-1.1.2 Data Pengeringan Adsorben Batang Jagung Bentuk ½ Lingkaran Dan ¼ Lingkaran
46
L-1.1.3 Data Pengeringan Adsorben Batang Jagung Bentuk 50 Mesh Dan 70 Mesh
46
L-1.2 DATA HASIL KAPASITAS ADSORPSI
47
L-1.3 DATA HASIL PENENTUAN WAKTU OPTIMUM
47 49
LAMPIRAN 2 CONTOH HASIL PERHITUNGAN L-2.1 PERHITUNGAN PENGERINGAN ADSORBEN BATANG JAGUNG L-2.2 PERHITUNGAN JUMLAH Cu2+ YANG DIJERAP
L3.2 L3.3 L3.4
L3.5
50 52
LAMPIRAN 3 FOTO HASIL PENELITIAN L3.1
49
FOTO PERSIAPAN ADSORBEN BATANG JAGUNG FOTO PENGERINGAN ADSORBEN BATANG JAGUNG FOTO PENENTUAN (KEASAMAN) pH NETRAL ADSORBEN BATANG JAGUNG FOTO PROSES ADSORPSI ADSORBEN BATANG JAGUNG DENGAN LARUTAN ION LOGAM Cu2+ FOTO HASIL ADSORPSI BATANG JAGUNG MENGGUNAKAN ATOMIC ADSORPTION SPECTROSCOPY (AAS)
52 54 55
58
59
xiii Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN AAS
Atomic Adsorption Spectroscopic
SNI
Standar Nasional Indonesia
pH
Power of Hydrogen
ppm
Part Per Million
xiv Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SIMBOL Simbol
Keterangan
Dimensi
CuSO4.5H2O
Tembaga anhidrat
mg
C
Karbon
O
Oksigen
%
Persen
HCl
Asam klorida
ml
NaOH
Natrium Hidroksida
Gr
H2O
Air
ml
H+
Ion hidrogen
Q
Berat Cu yang terjerap oleh satu gram sampel
w
Berat sampel yang digunakan
g
C1
Konsentrasi larutan Cu awal
ppm
C2
Konsentrasi larutan Cu akhir
ppm
V
Volume larutan Cu yang digunakan
y
Absorbansi
x
Konsentrasi larutan
mg/g
ml
ppm
xv Universitas Sumatera Utara
