PEMANFAATAN KULIT JENGKOL (Pithecellobium jiringa Prain) SEBAGAI ADSORBEN DALAM PENYERAPAN LOGAM Cd (II) PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI PELAPISAN LOGAM

PEMANFAATAN KULIT JENGKOL (Pithecellobium jiringa Prain) SEBAGAI ADSORBEN DALAM PENYERAPAN LOGAM Cd (II) PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI PELAPISAN LOGAM

SKRIPSI

OLEH

BUDI WARMAN 110405074

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN OKTOBER 2016

1 Universitas Sumatera Utara

PEMANFAATAN KULIT JENGKOL (Pithecellobium jiringa Prain) SEBAGAI ADSORBEN DALAM PENYERAPAN LOGAM Cd (II) PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI PELAPISAN LOGAM

SKRIPSI

OLEH

BUDI WARMAN 110405074

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYATRATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN OKTOBER 2016

2 Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

PEMANFAATAN KULIT JENGKOL (Pithecellobium jiringa Prain) SEBAGAI ADSORBEN DALAM PENYERAPAN LOGAM Cd (II) PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI PELAPISAN LOGAM 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 pernyatan ini saya buat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.

Medan, 4 Oktober 2016

Budi Warman NIM : 110405074

i Universitas Sumatera Utara

ii Universitas Sumatera Utara

PRAKATA Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi dengan judul “Pemanfaatan Kulit Jengkol (Pithecellobium jiringa Prain) Sebagai Adsorben Dalam Penyerapan Logam Cd (II) Pada Limbah Cair Industri Pelapisan Logam”, 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 membuktikan bahwa adsorben dari kulit jengkol dapat menyerap ion logam Cd (II) dalam limbah cair industri pelapisan logam. Dengan adanya penelitian ini dapat memberi informasi bahwa penambahan suhu dalam proses aktivasi kimia dan pengeringan pada adsorben mampu meningkatkan kemampuan adsorpsi dari adsorben kulit jengkol.

Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, Untuk itu Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada: 1. Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan ilmu dan arahan dalam pelaksanaan penelitian. 2. Ir. Renita Manurung, M.T selaku Koordinator Penelitian Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 3. Dr. Ir. Amir Husin, MT dan Dra. Siswarni MZ, MSi selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini. 4. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 5. Keluarga tercinta yang telah memberikan doa, perhatian, dan dorongan baik secara material maupun secara spiritual kepada penulis. 6. Randi Sitorus, selaku partner penelitian yang telah banyak membantu Penulis bekerja sama dalam menyelesaikan penelitian.

iii Universitas Sumatera Utara

7. Sahabat - sahabat Penulis di lingkungan kampus Teknik Kimia Muliani, Amin, Pontius, Dedy, Fransiscus, Tongam, Triputra, Ekuino, Michael, Yosef, Imam, Iqbal,

Muksalmina,

Dasa,

Alfarodo,

Firmanto,

Amri,

Christianto,

Khairulfahmi, Edy, Lulu, Rizka, Pri, Endah serta sahabat-sahabat yang lain yang tidak dapat ditulis satu persatu. 8. Semua orang yang telah membantu penulis hingga penyusunan skripsi ini, yang tidak dapat ditulis namanya satu per satu. 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, 4 Oktober 2016 Penulis,

Budi Warman

iv Universitas Sumatera Utara

DEDIKASI

Alhamdulillahirobbilalamiin. Skripsi ini saya didedikasikan kepada orang tua saya, Basri Lubis dan Nuraini Terimakasih tak terhingga atas curahan hati, harapan, dan teguran indahnya. Semoga hasil yang secuil ini bisa melegakan hati kalian mutiara hidupku. Duhahi belahan jiwaku jangan pernah lelah medoakan anakmu, semoga ini juga menjadi langkah besar untuk mencapai citacitaku menjadi anak sukses dunia dan akhirat. Salam untuk semua keluarga besarku

v Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama : Budi Warman Nim : 110405074 Tempat/ tgl lahir : Simpang Tolang, 05 Mei 1992 Nama orang tua : Basri Lubis dan Nuraini Alamat orang tua : Kp. Simpang Tolang Kec. Ranah Batahan Pasaman Barat

Asal sekolah

  

SDN 08 Ranah Batahan 1999-2005 SMPN 1 Ranah Batahan 2005–2008

SMAN 1 Pasaman 2008–2011 Beasiswa yang pernah diperoleh : 1. Beasiswa Pendidikan Mahasiswa dan Berprestasi 2011-2015 Pengalaman organisasi/ kerja : 1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2014/2015 sebagai Ketua Bidang Hubungan Keluar Instansi dan Alumni 2.

Covalen Study Group (CSG) periode 2013/2014 sebagai anggota Hubungan Masyarakat

3.

Himpunan Mahasiswa Islam (HMI) FT USU periode 2013/2014 sebagai Bedahara Umum

4. Kerja praktek di PTPN IV Sawit Unit Pabatu 27 Juli-27 Agustus 2015 Artikel yang telah dipublikasi dalam jurnal/ pertemuan ilmiah: 1. Training Internal Auditor Quality Management System ISO 9001:2008 Prestasi akademik/non akademik yang pernah dicapai 1. Juara 1 Lomba Karya Tulis Ekonomi Islam FOSEI SUMBAGUT 2015 2. Finalis Lomba Bisnis Plan-National Competition PPSDMS Medan 2015 3. Delegasi Rakornas BKKMTKI Palembang 2014

vi Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui suhu aktivasi, waktu aktivasi, suhu pengeringan, waktu pengeringan dan rasio kulit jengkol dengan asam nitrat dalam pembuatan adsorben kulit jengkol serta mengetahui massa adsorben yang optimum dalam menurunkan kadar logam kadmium (Cd) dalam limbah cair industri pelapisan logam. Bahan – bahan yang digunakan, antara lain limbah cair industri pelapisan logam, kulit jengkol, asam nitrat, dan aquadest. Mula-mula kulit jengkol dibersihkan dan dihaluskan sampai ukuran 100 mesh, kemudian diaktivasi dengan larutan asam nitrat (HNO3) 4 N dengan variasi rasio kulit jengkol : asam nitrat 20:0,5; 20:1 dan 20:2 mg/mL sambil dipanaskan pada variasi suhu 70, 80 dan 90 oC selama variasi waktu 60, 90 dan 120 menit. Adsorben kemudian dikeringan di oven pada variasi suhu 100, 110 dan 120 oC selama variasi waktu 60, 90 dan 120 menit. Adsorben dengan hasil analisa bilangan iodin terbesar digunakan dalam proses adsorpsi batch logam Cd (II) yang dilakukan dengan mengaduk adsorben di dalam limbah cair yang diatur pHnya menjadi 5, yaitu pH optimum untuk mengadsorpsi logam Cd (II) dengan dosis 0,5 gr/50 mL limbah cair di atas hot plate dengan pengadukan menggunakan magnetic stirrer kecepatan 150 rpm selama 15 menit. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa rasio adsorben:asam nitrat yang terbaik adalah 20:1 mg/mL pada suhu aktivasi 90oC, waktu aktivasi 120 menit, suhu pengeringan 110 oC dan waktu pengeringan 120 menit dengan bilangan iodin sebesar 634,50 mg/g, dengan hasil yang diperoleh maka bilangan iodin belum memenuhi SNI.

Kata kunci : adsorben, kulit jengkol, limbah cair industri pelapisan logam, kadmium, bilangan iodin.

vii Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT The aim of this research is to study the effect of activation temperature, activation time, drying temperature, drying time and ratio of jengkol peel with nitric acid to iodine number of adsorbent jengkol peel and to study the optimum adsorbent mass to reduce metallic Cadmium (Cd) concentration in electroplating wastewater. Materials used for the research were electroplating wastewater, jengkol peel, nitric acid, and distilled water. Jengkol peel was cleaned and mashed to a size of 100 mesh of sieve tray and then activated with a solution of nitric acid (HNO3) 4 N with ration jengkol peel : nitric acid 20: 0,5; 20: 1 and 20: 2 mg / mL while heated at temperature 70, 80 and 90 ° C for activation time 60, 90 and 120 minutes. Adsorbent dried in oven at temperature 100, 110 and 120 ° C for drying time 60, 90 and 120 minutes. Adsorbent with optimum iodine number then used in batch adsorption of Cd (II) that carried out by stirring activated adsorbent in the wastewater at pH 5 using variations of mass 0.5; 1 and 1.5 g per 50 mL of liquid waste on a hot plate by stirring using a magnetic stirrer at 150 rpm for 15 minutes. The results showed that the optimum ratio of jengkol peel : nitric acid is 20: 1 mg/mL at activation temperature 90°C, activation time 120 minutes, drying temperature 110 ° C and the drying time 120 minutes with iodine number 634.50 mg/g. In result showed iodin number does not Indonesian Standards based.

Keywords : adsorbent, jengkol peel, electroplating wastewater, Cadmium, iodine number.

viii Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI Halaman PERNGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI

i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

ii

PRAKATA

iii

DEDIKASI

v

RIWAYAT HIDUP PENULIS

vi

ABSTRAK

vii

ABSTRACT

viii

DAFTAR ISI

ix

DAFTAR GAMBAR

xii

DAFTAR TABEL

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

xv

DAFTAR SINGKATAN

xvi

DAFTAR SIMBOL

xvii

BAB I PENDAHULUAN

1

1.1 LATAR BELAKANG

1

1.2 PERUMUSAN MASALAH

3

1.3 TUJUAN PENELITIAN

4

1.4 MANFAAT PENELITIAN

4

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

6

2.1 JENGKOL

6

2.1.1 Pengertian Kulit Jengkol

6

2.1.2 Kandungan dalam Kulit Jengkol

7

2.1.3 Pemanfaatan Kulit Jengkol

8

2.2 INDUSTRI PELAPISAN LOGAM

9

2.2.1 Pengertian Industri Pelapisan Logam (Elektroplating)

9

2.2.2 Potensi dan keadaan Industri Elektroplating di Indonesia

10

ix Universitas Sumatera Utara

2.2.3 Pengolahan Limbah Industri Elektroplating di Indonesia 2.3 LOGAM KADMIUM (CD)

11 12

2.3.1 Pengertian Logam Kadmium

12

2.3.2 Sumber Kadmium (Cd)

12

2.3.3 Sifat-Sifat Logam Kadmium

12

2.3.4 Manfaat dan Kerugian dari Logam Kadmium

13

2.4 ADSORBSI

13

2.4.1 Pengertian Adsorbsi

13

2.4.2 Jenis dan Sumber Adsorben

14

2.4.3 Faktor- Faktor yang Mempengaruhi Adsorbsi

16

2.5 DESKRIPSI PROSES

18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

19

3.1 LOKASI PENELITIAN DAN WAKTU PENELITIAN

19

3.2 BAHAN DAN PERALATAN

19

3.2.1 Bahan

19

3.2.2 Peralatan

19

3.3 PROSEDUR PERCOBAAN

20

3.3.1 Pembuatan Adsorben

20

3.3.2 Analisa Bilangan Iodin pada Adsorben

21

3.3.3 Analisa Karakteristik Gugus Fungsi dengan

21

Spektrofotometri FTIR 3.3.4 Prosedur Adsorpsi Batch

22

3.3.5 Prosedur Analisa Konsentrasi Ion Logam Cd (II)

22

3.4 FLOWCHART PENELITIAN

23

3.4.1 Pembuatan Adsorben Kulit Jengkol

23

3.4.2 Analisa Bilangan Iodin pada Adsorben

24

3.4.3 Analisa Karakteristik Gugus Fungsi pada Adsorben

25

3.4.4 Proses Adsorpsi Batch

25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

27

4.1 BILANGAN IODIN ADSORBEN KULIT JENGKOL

27

o

4.1.1 Pengaruh Suhu Aktivasi ( C), Waktu Aktivasi (menit), Suhu

27

Pengeringan (oC) dan Waktu Pengeringan (menit) terhadap

x Universitas Sumatera Utara

Bilangan Iodin Adsorben Kulit Jengkol 4.1.2 Pengaruh Rasio Kulit Jengkol : Asam Nitrat terhadap Bilangan

35

Iodin Adsorben 4.2 ADSORPSI LOGAM CD (II) PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI

36

PELAPISAN LOGAM 4.2.1 Pengaruh Dosis Adsorben terhadap Persen Penghilangan

37

Logam Cd (II). 4.3 KARAKTERISTIK GUGUS FUNGSI PADA ADSORBEN KULIT

39

JENGKOL DENGAN SPEKTROFOTOMETRI FTIR BAB V KEIMPULAN DAN SARAN

43

5.1 KESIMPULAN

43

5.2 SARAN

43

DAFTAR PUSTAKA

44

xi Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1

Struktur Asam Jengkol

6

Gambar 2.2

Sekema sel elektropalating

9

Gambar 3.1

Flowchart Pembuatan Adsorben Kulit Jengkol

23

Gambar 3.2

Flowchart Analisa Bilangan Iodin pada Adsorben

24

Gambar 3.3

Flowchart Analisa Karakteristik Gugus Fungsi pada

25

Adsorben Gambar 3.4

Flowchart Prosedur Adsorpsi Batch

25

Gambar 4.1

Pengaruh Suhu Aktivasi dan Waktu Aktivasi terhadap

28

Bilangan Iodin Pada Suhu Pengeringan 100oC dan Waktu Pengeringan 60 menit Gambar 4.2


28

o

Bilangan Iodin Pada Suhu Pengeringan 100 C dan Waktu Pengeringan 90 menit Gambar 4.3


29



30

o



31



31

o



32



33

xii Universitas Sumatera Utara



33


Pengaruh Rasio Kulit Jengkol : Asam Nitrat terhadap

35

Bilangan Iodin Adsorben Gambar 4.11

Pengaruh Massa Adsorben terhadap Kapasitas Adsorpsi

37

Adsorben Gambar 4.12

Hasil Spektrofotometri FTIR Adsorben Kulit Jengkol

39

Sebelum Aktivasi Gambar 4.13


40

Sesudah Aktivasi Gambar 4.14


40

Sesudah Adsorpsi Gambar L3.1

Rangkaian Alat Percobaan Adsorpsi

56

xiii Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1

Pertumbuhan Luas panen, dan rata-rata hasil jengkol di

6

Indonesia tahun 2009 – 2014 Tabel 2.2

Kandungan dalam kulit Jengkol

8

Tabel 2.3

Baku Mutu Air Limbah Bagi Kawasan Industri

10

Elektroplating Tabel 2.4

Standarisasi Karbon Aktif (SNI) 06–3730-1995

16

Tabel L1.1

Bilangan Iodin Adsorben Kulit Jengkol untuk Setiap

49

Variasi Suhu dan Waktu Tabel L1.2

Bilangan Iodin Adsorben Kulit Jengkol untuk Setiap

52

Variasi Rasio Kulit Jengkol : Asam Nitrat Tabel L1.3

Kapasitas Adsorpsi Ion Cd (II) pada Limbah Cair

53

Pelapisan Logam untuk Setiap Variasi Massa Adsorben

xiv Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN Halaman LAMPIRAN 1

DATA PENELITIAN

49

L1.1 BILANGAN IODIN ADSORBEN KULIT

49

JENGKOL

LAMPIRAN 2

L1.2 KAPASITAS ADSORPSI LOGAM Cd (II)

53

CONTOH PERHITUNGAN

54

L2.1 PERHITUNGAN BILANGAN IODIN

54

ADSORBEN L2.2 PERHITUNGAN KAPASITAS ADSORPSI ION

54

Cd (II) LAMPIRAN 3

FOTO PERCOBAAN PENELITIAN

56

L3.1 FOTO PERCOBAAN ADSORPSI LOGAM

56

KADMIUM DALAM LIMBAH CAIR ELEKTROPLATING LAMPIRAN 4

DATA ANALISA PENELITIAN

57

xv Universitas Sumatera Utara

DAFTAR SINGKATAN

Singkatan

Keterangan

Cd

Cadmium

SNI

Standar Nasional Indonesia

DC

Direct Current

COD

Chemical Oxygen Demand

TDS

Total Dissolved Solids

Ppm

Part Per Million

pH

Potensial Hidrogen

AAS

Atomic Absorption Spectroscopy

FTIR

Fourier Transform Infra Red

B3

Berbahaya dan Beracun

IKM

Industri Kecil Menengah

PVC

Polyvinyl Chloride

E

Energi Potensial

P

Tekanan

T

Temperatur

KIM

Kawasan Industri Medan

IR

Spektrofotometri Infrared

xvi Universitas Sumatera Utara

DATAR SIMBOL

Simbol

Keterangan

Dimensi

V

Volume natrium tiosulfat yang diperlukan

ml

N1

Normalitas natrium tiosulfat

N

N2

Normalitas iodin

N

W1

Jumlah iodin untuk setiap 1 ml larutan

g

natrium tiosulfat 0,1 N (12,69 mg/ml) W2

Massa sampel

g

Fp

Faktor pengenceran

qe

Kapasitas adsorpsi

mg/g

Co

Konsentrasi awal

mg/L

Ce

Konsentrasi akhir

mg/L

V

Volume sampel yang digunakan

L

W

Berat adsorben yang digunakan

g

xvii Universitas Sumatera Utara

PEMANFAATAN KULIT JENGKOL (Pithecellobium jiringa Prain) SEBAGAI ADSORBEN DALAM PENYERAPAN LOGAM Cd (II) PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI PELAPISAN LOGAM

Recommend Documents