PEMISAHAN DAN PEROLEHAN KEMBALI ION LOGAM TEMBAGA (Cu) MENGGUNAKAN ASAM LEMAK HIDROKSAMAT YANG TERIMMOBILISASI PADA ZEOLIT
MUHSINUN
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2016
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Pemisahan dan Perolehan Kembali Ion Logam Tembaga (Cu) Menggunakan Asam Lemak Hidroksamat yang Terimmobilisasi pada Zeolit adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Maret 2016 Muhsinun NRP G451130221
RINGKASAN MUHSINUN. Pemisahan dan Perolehan Kembali Ion Logam Tembaga (Cu) Menggunakan Asam Lemak Hidroksamat yang Terimmobilisasi pada Zeolit. Dibimbing oleh PURWANTININGSIH SUGITA dan HENNY PURWANINGSIH. Asam lemak hidroksamat (FHA) yang di sintesis dari minyak dedak padi mempunyai potensi sebagai senyawa pengkompleks logam. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa FHA dapat membentuk suatu kelat yang stabil dengan ionion logam berat. Penelitian ini bertujuan untuk memisahkan ion logam Cu(II) menggunakan FHA terimmobilisasi pada zeolit (zeo) dan mengetahui besarnya persentase perolehan kembali ion logam Cu(II) menggunakan FHA-Zeo. Pertimbangan digunakannya zeolit alam adalah mudah diperoleh dan harganya pun sangat murah. Selain itu, zeolit alam juga dapat bertindak sebagai adsorben namun tidak dapat spesifik memisahkan logam-logam tertentu dari limbah. Dalam penelitian ini telah dilakukan pemisahan dan perolehan kembali ion logam Cu(II) dari ion logam lainnya dengan metode ekstraksi padat-cair menggunakan kromatografi kolom. Kolom ini mengandung FHA yang telah di sintesis dari minyak dedak padi dan diimmobilisasi pada zeolit (zeo). Adapun beberapa parameter yang diteliti, yaitu massa resin FHA-Zeo, konsentrasi Cu(II), dan pH larutan logam. Dari penelitian ini diperoleh kondisi optimum untuk penjerapan Cu(II) oleh FHA-Zeo adalah: perbandingan massa resin FHA-Zeo dengan konsentrasi Cu(II) (g : ppm) adalah 1:100 dan kondisi optimum ion Cu(II) pada pH 5. Untuk pemisahan logam Cu(II) dari logam lainnya, yaitu Zn(II) telah berhasil dilakukan pada pH 5 dan diperoleh besarnya jerapan logam Cu(II) oleh resin FHA-Zeo sebesar 162,39 mg/g. Masing-masing logam itu juga dapat diperoleh kembali menggunakan asam nitrat pH 2 sebagai eluen, dengan perolehan kembali mencapai lebih dari 90%. Kata kunci: asam lemak hidroksamat, ekstraksi padat-cair, ion Cu(II), minyak dedak padi, perolehan kembali, zeolit
SUMMARY MUHSINUN. Separation And Recovery of Copper (II) Ion Using Fatty Hydroxamic Acids Immobilized Onto Zeolite. Supervised by PURWANTININGSIH SUGITA and HENNY PURWANINGSIH. Fatty hydroxamic acids (FHA) was synthesized from rice bran oil which is potential as a metal complexing agent. Some studies indicate that FHA can form a stable chelate with heavy metal ions. This study aims to separate copper (II) ions using FHA immobilized onto zeolite (zeo) and to determine recovery percentage of copper (II) ions using FHA-Zeo. Consideration the use of natural zeolite was easily obtained and it has cheap price. In addition, natural zeolite can also act as an adsorbent but can not separate certain metal ions from waste water, specifically. In this study, we have carried out the separation and recovery of copper (II) ion from complex matrix sample with solid-liquid extraction method using column chromatography. This column contains FHA which has been synthesized from rice bran oil and immobilized onto zeolite (zeo). Some of the parameters have been investigated, such as mass of FHA-Zeo resin, Cu(II) concentration, and pH of metal ion. The optimum conditions for absorption of Cu(II) by FHA-Zeo were as follows; mass ratio of resin FHA-Zeo : Cu(II) concentration (g : ppm) was 1:100 and optimum condition of Cu(II) at pH 5. For the separation of Cu(II) from other metals like Zn(II), it has been successfully carried out at pH 5 and the amount of adsorption of Cu(II) obtained by resin FHA-Zeo was 162.39 mg/g. Each of these metals can also be recovered using nitric acid at pH 2 as the eluent, with recovery value over 90%. Keywords: copper (II) ion, fatty hydroxamic acids, recovery, solid-liquid extraction, rice bran oil, zeolite
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016 Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
PEMISAHAN DAN PEROLEHAN KEMBALI ION LOGAM TEMBAGA (Cu) MENGGUNAKAN ASAM LEMAK HIDROKSAMAT YANG TERIMMOBILISASI PADA ZEOLIT
MUHSINUN
Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Kimia
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr Sri Sugiarti
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan dengan judul “Pemisahan dan Perolehan Kembali Ion Logam Tembaga (Cu) Menggunakan Asam Lemak Hidroksamat yang Terimmobilisasi pada Zeolit”. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Desember 2014 sampai dengan November 2015. Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Purwantiningsih Sugita dan Dr Henny Purwaningsih selaku pembimbing, Prof Dr Dyah Iswantini MAgrSc selaku Ketua Program Studi Kimia, dan rekan-rekan mahasiswa Sekolah Pascasarjana Kimia yang telah banyak memberi bantuan dalam menyelesaikan penelitian ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Maret 2016 Muhsinun
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan dan Manfaat Penelitian 2 TINJAUAN PUSTAKA Dedak Padi dan Minyak Dedak padi Zeolit Asam Lemak Hidroksamat Pemisahan Logam Berat dengan Immobilisasi Resin Desorpsi Ion Logam Berat (Recovery) 3 METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan Prosedur Penelitian Persiapan Sampel Minyak Mentah Dedak Padi Aktivasi Zeolit Sintesis FHA Karakterisasi FHA Immobilisasi FHA pada Zeolit Teraktivasi Ekstraksi Padat-Cair pada Ion Logam Pemisahan Kembali Ion Cu (II) dengan Kromatografi Kolom 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Zeolit Teraktivasi Hasil Ekstraksi Minyak Mentah Dedak Padi Hasil Sintesis FHA Hasil Karakterisasi FHA Immobilisasi FHA pada zeolit Ekstraksi padat-cair pada ion logam: Single Komponen Ekstraksi padat-cair pada ion logam: Matriks komponen Pemisahan kembali ion Cu (II) dengan kromatografi kolom 5 SIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP
i ii ii 1 1 3 3 3 3 5 5 6 7 8 8 8 9 9 9 9 10 10 10 11 11 11 13 13 14 15 17 18 19 20 21 25 36
DAFTAR TABEL Tabel 1 Komposisi minyak mentah dedak padi Tabel 2 Komposisi asam lemak minyak dedak padi Tabel 3 Karakteristik zeolit Bayah Tabel 4 Karakteristik fisis zeolit Bayah Tabel 5 Kondisi optimum untuk sintesis asam lemak hidroksamik Tabel 6 Jerapan ion logam Cu dan Zn dalam kolom FHA-Zeo
4 4 5 5 9 19
DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Struktur molekul asam lemak hidroksamat 6 Gambar 2 Tautomerisasi dari FHA: (1) bentuk keto, (2) bentuk enol 6 Gambar 3 Pola difraktogram zeolit teraktivasi 11 Gambar 4 Pola difraktogram contoh zeolit dari Bayah 12 Gambar 5 Reaksi hidroksilaminolisis trigliserida menjadi FHA oleh lipase 13 Gambar 6 Reaksi kompleks logam Cu oleh asam lemak hidroksamat 14 Gambar 7 Spektrum FTIR, a) Minyak dedak padi, b) FHA 14 Gambar 8 Hasil foto SEM perbesaran 5000x, a) Zeolit teraktivasi, b) FHA-Zeo 16 Gambar 9 Spektrum FTIR, a) FHA-Zeo, b) Zeolit teraktivasi 16 Gambar 10 Nilai jerapan optimum ekstraksi komponen logam: Cu(II) menggunakan zeolite teraktivasi (a1-a2), Cu(II) menggunakan FHAZeo (b1-b2), Zn(II) menggunakan FHA-Zeo (c1-c2) 17 Gambar 11 Kromatogram pemisahan ion logam Cu(II) dari Zn(II) 20
1 PENDAHULUAN Latar Belakang Maraknya pencemaran lingkungan akibat limbah logam berat, khususnya logam Cu, baik itu yang bersumber dari limbah tambang tradisional maupun limbah buangan pabrik menjadi perhatian penting. Sebagaimana kita ketahui bahwa bahaya Cu apabila masuk atau terkonsumsi oleh organisme melebihi ambang batas yang bisa ditolerir dapat memicu penyakit Wilson yang ditandai dengan sirosis hati, kerusakan otak, penyakit ginjal, dan timbunan tembaga di kornea (Palar 2008). Adapun beberapa penelitian tentang kandungan Cu pada limbah di beberapa daerah di Indonesia, seperti konsentrasi tembaga (Cu) pada limbah pertambangan tradisional di daerah Wonogiri yang berkisar antara 2,49 3,17 mg/L (Untung et al. 1999), kemudian kandungan Cu dalam limbah cair kerajinan perak di Kotagede yang mencapai 11,46 ppm (Giyatmi 2008), dan data dari Dinas Pertambangan NTB (2011) menyatakan bahwa kandungan logam Cu adalah kedua terbesar setelah perak (Ag) yaitu sebesar 0,35 % dari 180-300 juta ton sumber daya hipotetik yang terkandung didalamnya, khususnya di areal pertambangan tradisional daerah Sekotong-Lombok Barat. Dapat dibayangkan betapa berbahayanya jika sumber pencemar ini dibuang ke lingkungan tanpa terlebih dahulu diproses melalui pengolahan limbah yang baik. Pada perkembangannya, terdapat beberapa metode yang digunakan untuk menanggulangi limbah pencemaran logam Cu, seperti ekstraksi pelarut dan immobilisasi agen pengkelat pada resin. Dengan metode ekstraksi pelarut, limbah logam akan terekstraksi menggunakan media cair-cair. Beberapa penelitian yang menggunakan metode ekstraksi pelarut dalam mengekstraksi logam Cu, seperti ekstraksi Cu dengan D2EHPA dalam kerosene pada media buffer asetat (Ren et al. 2007), ekstraksi Cu(II) menggunakan turunan pyrazoloquinazolinone, dengan CCl4 sebagai pelarut (Khawassek et al. 2012), pemisahan Cu dan Ni dengan ekstraksi pelarut menggunakan LIX 664N, dengan kerosene sebagai pelarut (Kumar et al. 2013). Kelebihan dari metode ini, yaitu kemudahan dalam ekstraksi logam dan selektif dalam pemisahan Cu. Namun perolehan kembali logam dengan metode ekstraksi pelarut memunculkan permasalahan baru, yaitu sebagian besar pelarut organik yang digunakan untuk mengekstraksi logam tersebut masih bersifat toksik dan mahalnya reagen pengekstrak logam juga menjadi perhatian penting. Untuk itu diperlukan suatu metode lain dalam penanggulangan limbah logam Cu tersebut, yaitu melalui metode immobilisasi agen pengkelat dalam resin, seperti halnya nanocluster polietilenaimina (PEI) pada resin penukar kation untuk pemisahan Cu (Chen et al. 2010), atau ion polimer termodifikasi untuk pemisahan selektif Cu (Yılmaz et al. 2013). Metode ini termasuk dalam ekstraksi padat-cair, dengan resin yang mengikat agen pengkelat sebagai fase padat dan air limbah sebagai fase cairnya. Penggunaan metode ini dapat memudahkan pemisahan dan perolehan kembali logam-logam dari limbahnya dimana agen pengkelat yang terikat pada fase padat resin akan mengikat logam-logam yang terkandung dalam air limbah. Pada penelitian ini akan menggunakan metode immobilisasi resin untuk memisahkan ion logam Cu dari fase larutan, sehingga diperlukan suatu agen
2 pengkelat yang spesifik mengikat ion logam Cu. Agen pengkelat yang digunakan yaitu asam lemak hidroksamat (FHA). FHA merupakan turunan dari senyawaan nitrogen yang mengikat hidrogen dalam molekul hidroksilamina dengan rumus molekul R-CO-NH-OH (R dapat berupa alkil atau aril). Senyawa pengkompleks dengan gugus asam hidroksamat mempunyai sifat pengkelat yang tinggi dan superior untuk ekstraksi dan pemisahan secara spektrometer dari ion logam (Agrawal et al. 1980). Hal ini sesuai dengan penelitian Haron et al. (2012) yang telah mengekstraksi 81,70 mg/L logam Cu menggunakan 0,008 M turunan asam hidroksamat dengan pelarut n-heksana. Pemisahan dengan ekstraksi pelarut pada Ni dan Co juga telah dilaporkan menggunakan gugus asam hidroksamat dengan persen ekstraksi 90,9% dan 75,7% berturut-turut (Zhang et al. 2012). Dari beberapa penelitian ini dapat disimpulkan bahwa agen pengkelat FHA mempunyai kemampuan yang tinggi dalam mengekstraksi logam. Dalam penelitian ini dilakukan sintesis FHA dengan bahan dasar asam lemak. Salah satu metode yang digunakan untuk membuat FHA adalah melalui reaksi alkilasi hidroksilamina dengan ester (Agarwal et al. 2010), dan ester dapat dengan mudah dibuat dari trigliserida dengan bantuan enzim lipase (Suhendra et al. 2005). Beberapa sumber trigliserida yang dapat digunakan sebagai bahan baku sintesis FHA seperti minyak kelapa sawit (Suhendra et al. 2005), minyak kelapa (Arsiwan 2010), minyak canola (Jahangirian et al. 2011) dan minyak lainnya yang juga mengandung asam lemak. Dua sumber minyak yang disebutkan pertama merupakan sumber minyak nabati sehingga tidak dianjurkan sebagai bahan baku sintesis FHA, mengingat bahwa bahan baku sintesis semestinya tidak mengganggu distribusi ketahanan pangan. Oleh karena itu, digunakan bahan baku alternatif dari minyak mentah dedak padi. Pertimbangannya karena minyak mentah dedak padi merupakan minyak nabati yang bukan bahan makanan, murah, dan minyak grade rendah dengan kandungan asam lemak yang tinggi. Adanya enzim lipase yang aktif dalam dedak padi menyebabkan kandungan asam lemak bebas lebih tinggi pada minyak mentah dedak padi bahkan mencapai lebih dari 60% (Lakkakula et al. 2004). Adapun adsorben pengimmobilisasi yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah zeolit alam. Zeolit alam telah banyak digunakan sebagai adsorben logam berat, namun hal tersebut dinilai masih memiliki kemampuan yang rendah. Penelitian Buasri et al. (2008) melaporkan bahwa kapasitas maksimum adsorpsi Pb(II) menggunakan zeolit dengan tipe klinoptilolit mencapai 58,73 mg/g zeolit pada suhu 75 oC. Penelitian lain juga melaporkan kapasitas maksimum adsorpsi zeolit terhadap beberapa logam seperti Pb(II), Cu(II), dan Ni(II) berturut-turut 27,70 mg/g, 25,76 mg/g, dan 13,03 mg/g zeolit dengan konsentrasi awal campuran 800 mg/L (Sprynskyy et al. 2006). Rendahnya kemampuan zeolit alam dalam mengadsorpsi logam berat menjadi pertimbangan penting dalam menanggulangi limbah logam berat, sehingga diperlukan penelitian lebih lanjut terhadap modifikasi zeolit alam. Salah satu inovasi yang dapat dikembangkan, yaitu melakukan immobilisasi suatu reagen pengkompleks logam pada zeolit alam. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan kapasitas maksimum adsorpsi zeolit alam terhadap logam berat. Penelitian Amri et al. (2004) menunjukkan kapasitas maksimum adsorpsi untuk logam Cd(II) adalah 38,17 mg/g menggunakan zeolit alam terimpregnasi 2-merkaptobenzotiazol, kemudian adsorpsi Cu(II) menggunakan asam humat yang terimmobilisasi pada surfaktan-zeolit termodifikasi menghasilkan
3 kapasitas maksimum adsorpsi pada kisaran 19,80 hingga 21,50 mg/g (Lin et al. 2011). Oleh sebab itu, perlu dilakukan mekanisme immobilisasi agen pengkelat guna meningkatkan kapasitas adsorpsi zeolit alam. Berdasarkan hal tersebut FHA yang terimmobilisasi pada zeolit sangat berpotensi untuk dikembangkan dan dijadikan sebagai adsorben logam berat, dalam hal ini untuk memisahkan logam Cu(II) dan Zn(II). Dengan FHA yang memiliki kemampuan tinggi dalam mengekstraksi logam dan zeolit alam yang juga memiliki kemampuan sebagai adsorben, diharapkan dapat meningkatkan pemisahan dan perolehan kembali logam Cu dari fase larutannya.
Rumusan Masalah Berdasarkan uraian pada latar belakang di atas dapat diambil suatu rumusan masalah yaitu kebanyakan tambang tradisional maupun pabrik di Indonesia menghasilkan buangan limbah yang mengandung logam berat, khususnya logam Cu. Oleh karena itu, diperlukan suatu mekanisme pemisahan logam Cu dari limbahnya dengan mengekstraksi logam tersebut menggunakan chelating agent FHA yang diimmobilisasi pada zeolit alam. Permasalahannya adalah apakah asam lemak hidroksamat (FHA) yang terimmobilisasi pada zeolit dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi ion logam Cu(II), kemudian berapakah besar persentase perolehan kembali ion logam Cu(II) menggunakan FHA-Zeo. Tujuan dan Manfaat Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kapasitas adsorpsi ion logam Cu(II) menggunakan asam lemak hidroksamat (FHA) terimmobilisasi pada zeolit dan mengetahui besarnya persentase perolehan kembali ion logam Cu(II) menggunakan FHA-Zeo tersebut. Selain itu, penggunaan bahan baku dari minyak mentah dedak padi ini dapat meningkatkan nilai ekonomis dedak padi, yaitu sebagai bahan baku untuk sintesis FHA rantai sedang dan panjang yang belum banyak tersedia di pasaran. Dan dengan adanya FHA ini juga dapat mengurangi dampak pencemaran lingkungan oleh limbah logam berat.
2 TINJAUAN PUSTAKA Dedak Padi dan Minyak Dedak padi Menurut definisinya, dedak (bran) adalah hasil samping proses penggilingan gabah padi menjadi beras (Goffman et al. 2003). Padi yang terdiri atas lapisan sebelah luar butiran padi dengan sejumlah lembaga biji. Sementara bekatul (polish) adalah lapisan sebelah dalam dari butiran padi, termasuk sebagian kecil endosperm berpati. Umumnya dedak padi dan bekatul bercampur menjadi satu dan disebut dengan dedak padi atau bekatul saja, dikarenakan alat penggilingan padi tidak dapat memisahkan antara dedak padi dan bekatul. Dedak padi ini dapat dijadikan sebagai sumber minyak yang dapat diperoleh dari proses ekstraksi dedak. Kandungan minyaknya tergolong berkualitas tinggi selain itu minyak dedak padi juga bermanfaat dalam pembuatan margarin. Produksi dedak padi di Indonesia cukuplah besar dan hingga saat ini hanya terbatas pada pakan ternak karena ketengikannya yang disebabkan hidrolisis, yang
4 dikatalisis oleh adanya enzim lipase terhadap kandungan minyak dalam dedak padi. Hal ini sangat disayangkan, mengingat bahwa dedak padi dapat dimanfaatkan secara lebih maksimal. Salah satu cara meningkatkan nilai ekonomisnya adalah dengan mengekstrak minyak mentah dedak padi, dan umumnya minyak mentah dedak padi diekstraksi dengan pelarut n-heksana. Minyak mentah dedak padi yang diperoleh dari ekstraksi merupakan turunan penting dari dedak padi (McCasskill et al. 1999). Karena tingginya kandungan asam lemak bebas dan senyawa-senyawa tak tersaponifikasikan, menyebabkan minyak mentah dedak padi sulit dimurnikan. Adanya peningkatan asam lemak bebas yang secara cepat terjadi, dikarenakan adanya enzim lipase aktif yang terkandung dalam dedak padi setelah proses penggilingan. Lipase dalam dedak padi mengakibatkan kandungan asam lemak bebas minyak mentah dedak padi lebih tinggi dari minyak mentah lain sehingga tidak digunakan sebagai edible oil. Ada dua faktor utama dalam pengolahan dedak padi menjadi minyak yaitu stabilisasi secara kimiawi maupun dengan menggunakan panas. Perlakuan ini bertujuan untuk menghancurkan enzim lipase yang ada dalam dedak padi, sehingga rendemen minyak meningkat dan menurunkan kadar asam lemak bebas. Selanjutnya minyak dedak padi hasil ekstraksi dipurifikasi atau dimurnikan. Pemurnian minyak dedak padi tidak jauh berbeda dengan pemurnian minyak nabati lainnya. Dengan tujuan menghilangkan senyawa lilin, asam lemak bebas, pewarna dan bau (Ketaren 2005). Kandungan asam lemak dalam minyak dedak padi sangat bervariasi tergantung jenis padi. Berikut ini merupakan komposisi asam lemak dalam minyak mentah dedak padi, sebagai berikut: Tabel 1. Komposisi minyak mentah dedak padi (Rachmaniah et al. 2007). Kandungan Trigliserida Digliserida Monogliserida Asam lemak γ-oryzanol Vitamin E dan Tocopherol
Komponen Komposisi (%-berat) 18,90 6,69 0,19 69,54 3,77 0,91
Tabel 2. Komposisi asam lemak minyak dedak padi (Tahira 2007). Jumlah Karbon C10:0 C14:0 C16:0 C16:1 C17:0 C18:0 C18:1 C18;2 C18:3 C20:0 C20:1 C22:0
Nama gugus asam lemak Asam kaprat Asam miristat Asam palmitat Asam palmitoleat Asam heptadekanoat Asam stearat Asam oleat Asam linoleat Asam linolenat Asam arachidat Asam eikosamonoeonat Asam behenat
Kandungan (%) 0.31 0.02 16.74 0.22 0.07 1.79 42.79 34.65 0.19 0.64 0.70 0.20
5 Zeolit Zeolit merupakan mineral berpori yang tersusun dari unit tetrahedral AlO2 dan SiO2 yang berikatan melalui atom O sehingga zeolit mempunyai rumus empiris x/n Mn+ [(AlO2)x(SiO2)y].zH2O. Mn+ merupakan sumber kation yang dapat bergerak bebas dan dapat dipertukarkan sebagian atau seluruhnya oleh kation lain (Ginting et al. 2007). Struktur zeolit tersebut, membuat zeolit memiliki sifat yang unik yaitu fleksibel digunakan untuk berbagai aplikasi seperti adsorben, penukar ion, katalis, dan media immobilisasi (Krisnandi et al. 2011). Secara umum zeolit dibagi menjadi dua yaitu zeolit alam dan sintetik. Zeolit alam merupakan zeolit yang terbentuk akibat adanya proses kimia dan fisika kompleks pada bebatuan akibat perubahan kondisi alam (Setyawan 2002). Sampai saat ini telah ada sekitar 35 jenis zeolit alam yang telah ditemukan antara lain kalsit, kwarsa, renit, klorit, fluorit, mineral sulfida, klinoptilolit, analsim, laumontit, mordenit, filipsit, erionit, kabasit, dan helandit (Lestari 2010). Di Indonesia sendiri banyak ditemukan tempat-tempat penghasil zeolit antara lain Lampung, Wonosari, Tasikmalaya dan Bayah. Zeolit alam bayah merupakan dominan jenis klinoptilolit dengan karakterisasi sebagai berikut: Tabel 3. Karakteristik zeolit Bayah (Arif 2011) Komposisi Kimia Al Si Fe K Ca Mg Na Mn
Kadar (%) 11,20 66,60 3,96 9,68 7,80 0,414 0,245 0,0677
Tabel 4. Karakteristik fisis zeolit Bayah (Ginting et al. 2007) Karakteristik fisis Luas permukaan (m2) Luas permukaan spesifik (m2/g) Jari-jari pori (Å) Adsorpsi (ml/g)* * Perbandingan tekanan (P/P0 =mmHg) dan suhu ruang
Nilai 6,352769 21,181696 16,235009 13,250
Asam Lemak Hidroksamat Asam lemak hidroksamat merupakan turunan dari senyawaan nitrogen yang mengikat hidrogen dalam molekul hidroksilamina dengan rumus molekul R-CONHOH (R = alkyl atau aril) seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Gugus asam lemak hidroksamat terkenal dengan kemampuannya untuk membentuk suatu kelat yang stabil dengan ion-ion logam berat (Lee et al. 2001). Asam lemak hidroksamat ini juga dapat berfungsi sebagai HDACi (Histone Deacetylase inhibitor). HDACi merupakan suatu konstituen yang dapat digunakan untuk menangani terapi kanker yang mengacu pada rendahnya tingkat toksisitasnya
6 (Santos 2007). Selain itu, asam lemak hidroksamat juga menunjukkan aktivitas biologi yang luas, seperti antibakteri, antitumor, antituberklosis dan jamur, dan penghambat metaloenzim. Keunikan aktivitas dari asam lemak hidoksamik disebabkan oleh sifat-sifat pembentukan kelat dan kemampuannya untuk menghasilkan NO dalam sel (Katkevics et al. 2004). O R = Alkil atau Aril berupa Asam Lemak
R NH
OH
Gambar 1. Struktur molekul asam lemak hidroksamat Asam hidroksamat berada dalam dua bentuk tautomer yaitu bentuk keto dan enol (Nuñez 2001). Adapun bentuk keto dan enolnya ditunjukkan pada Gambar 2. O
OH
R
R NH (1)
OH
N
OH
(2)
Gambar 2. Tautomerisasi dari FHA: (1) bentuk keto, (2) bentuk enol Salah satu metode yang diketahui dan digunakan untuk membuat asam lemak hidroksamat adalah dengan pengalkilasian hidroksilamina dengan ester (Katkevics et al. 2004). Ester dapat dari trigliserida dengan bantuan enzim lipase (Suhendra et al. 2005), dan minyak mentah dedak padi mengandung trigliserida (trigliserol) serta beberapa jenis asam lemak jenuh dan tidak jenuh sehingga berpeluang menghasilkan ester. Pemisahan Logam Berat dengan Immobilisasi Resin Adsorpsi secara umum adalah proses pengumpulan zat terlarut yang terdapat dalam larutan antara dua fase, yaitu fase padat (adsorben) dan fase cair (pelarut, biasanya air) yang mengandung spesies terlarut yang akan diserap (adsorbat, ion logam). Dalam hal ini adsorbatnya adalah ion logam tembaga (II) dan FHA-Zeo sebagai adsorbennya. Diawati (2002) menyatakan bahwa adsorpsi merupakan akumulasi sejumlah senyawa, ion maupun atom yang terjadi pada batas antara dua fasa. Adsorpsi terjadi jika gaya tarik antara zat terlarut dengan permukaan penyerap dapat mengatasi gaya tarik antara pelarut dengan permukaan penyerap. Jenis interaksi yang terjadi antara logam dengan permukaan sel adalah interaksi ionik, interaksi pengomplekan, interaksi pertukaran ion dan pengendapan. Kemampuan ion logam membentuk kompleks dengan ligan pada permukaan sel tergantung pada daya mempolarisasi, yang merupakan perbandingan antara muatan dengan jari-jari dari ion logam. Suatu kation dengan daya mempolarisasi tinggi menghasilkan interaksi yang kuat. Pada struktur asam hidroksamat, kompleks logam itu terbentuk melalui gugus fungsi hidroksamida (bentuk keto) dan tidak melalui gugus hidroksioksim (bentuk enol). Hal ini disebabkan karena adanya kecenderungan dari gugus fungsi
7 hidroksamida untuk membentuk ikatan kovalen dari pada membentuk ikatan ionik dengan logam (Somasundaran 1988). Proses adsorpsi dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai berikut : a. pH. pH mempunyai pengaruh besar dalam proses adsorpsi karena pH mampu mempengaruhi terjadinya interaksi ion logam dengan gugus aktif adsorben. Dari eksperimen sebelumnya didapat bahwa pH optimum untuk adsorpsi tembaga oleh asam lemak hidroksamat yang diimobilisasi pada resin Amberlite XAD-4 dicapai pada pH 5-6,5 (Suhendra et al. 2006). b. Konsentrasi logam. Konsentrasi logam sangat berpengaruh terhadap penyerapan logam oleh adsoben. Jadi dengan memperbesar konsentrasi larutan serapan logam akan meningkat secara linier hingga konsentrasi tertentu. c. Waktu Kontak. Waktu kontak antara adsorbat dengan adsorben selama proses adsorpsi berlangsung dipertahankan konstan. d. Tumbukan Antar Partikel. Proses adsorpsi tergantung pada banyaknya tumbukan yang terjadi antara partikel-partikel adsorbat dan adsorben. Tumbukan antar partikel ini dapat dipercepat dengan adanya kenaikan suhu. e. Karakteristik dari adsorben. Ukuran partikel dan luas permukaan adsorben akan mempengaruhi proses adsorpsi. Semakin kecil ukuran partikel akan semakin cepat proses adsorpsi yang terjadi dan semakin besar luas permukaan adsorben maka penyerapan yang terjadi semakin merata. Desorpsi Ion Logam Berat (Recovery) Pemanfaatan teknologi adsorpsi untuk menghilangkan logam bergantung pada kemampuan regenerasi adsorben setelah logam didesorpsi. Desorpsi merupakan kebalikan dari proses adsorpsi. Desorpsi adalah proses pelepasan kembali adsorbat (spesi-spesi logam yang telah berikatan dengan sisi akif permukaan mikroorganisme) dari adsorben ke dalam suatu larutan. Untuk kepentingan dunia industri, beberapa parameter yang menentukan efektif atau tidaknya suatu proses adsorpsi sebagai salah satu alternatif pengolahan limbah logam berat antara lain adalah kapasitas serapan maksimum dari adsorben, efisiensi dan selektifitas serta tingkat kemudahan perolehanan kembali logam dari absorben. Pada dasarnya adsorpsi dan desorpsi merupakan proses kesetimbangan. Desorpsi ion logam oleh asam mineral melibatkan reaksi pertukaran ion antara ion H+ dari asam mineral dengan ion logam yang terikat pada gugus fungsi adsorben menurut reaksi: A H n M A-M + nH+ A-Hn + Mn+ K A M H n dan secara teoritis, A M log D npH pK logA M log M
Keterangan: D = koefisien distribusi A-M = kompleks logam-adsorben
8 M A-H
= logam dalam larutan = gugus pengikat logam terprotonasi
Dari persamaan di atas menunjukkan bahwa pH berpengaruh pada pengikatan logam oleh reagen. Koefisien distribusi logam antara adsorben dengan larutan bergantung pada pH, demikian pula jumlah proton yang terprotonasi pada adsorben. Pelarutan kembali ion logam dapat dicapai dengan menurunkan harga pH. Meningkatnya keasaman umumnya akan meningkatkan efektifitas pelepasan logam dari reagen.
3 METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilakukan mulai bulan Desember 2014 - November 2015 bertempat di Laboratorium Kimia Organik Departemen Kimia FMIPA IPB, Laboratorium Bersama Departemen Kimia FMIPA IPB, dan Q-Lab Universitas Pancasila. Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian adalah: semua peralatan dasar dari gelas di laboratorium kimia, magnetic stirrer-pemanas, water bath shaker, pompa vakum, timbangan digital, statif-klem, pH meter digital, kromatografi kolom, rotary evaporator, Scanning Electron Microscope (SEM, Carl Zeiss EVO MA 10), X-Ray Diffraction (XRD, Shimadzu XRD-7000), spektrofotometer UV-Vis (Shimadzu UV-1700), spektrofotometer Fourier Transform Infra Red (FTIR, Perkin Elmer Spectrum One) dan Atomic Absorption Spectrofotometer (AAS, Shimadzu AA-7000). Adapun bahan yang digunakan berderajat P.A (Pro Analyze) kecuali yang disebut khusus. Bahan tersebut adalah sebagai berikut: Dedak Padi (dikoleksi dari pengilingan padi daerah Dramaga-Bogor), Zeolit (dikoleksi dari daerah Bayah-Banten), Metanol, n-Heksana, Hidroksilamina hidroklorida (NH2OH.HCl), Lipase, Buffer asetat, Natrium hidroksida (NaOH), Asam klorida (HCl), Besi nitrat (Fe(NO3)3), Tembaga nitrat (Cu(NO3)2), Seng nitrat (Zn(NO3)2), Asam nitrat (HNO3), Aquades, pH universal Merck dan kertas saring Whatman. Prosedur Penelitian Persiapan Sampel Minyak Mentah Dedak Padi Dedak padi yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari daerah Dramaga-Bogor, Jawa Barat. Sejumlah 100 g dedak padi dimasukkan dalam thimble ekstraksi dan meletakkannya dalam Soxhlet. Selanjutnya dilakukan ekstraksi menggunakan 500 mL n-heksana teknis sebagai pelarut. Proses ini dilakukan ± 6 jam hingga semua minyak terekstrak. Minyak mentah dedak padi dipisahkan dari pelarutnya/heksana menggunakan rotary evaporator.
9 Aktivasi Zeolit (modifikasi Wijayanti 2014) Zeolit dibersihkan, digerus dan diayak menggunakan saringan 200 mesh. Zeolit yang telah diayak kemudian dipanaskan dalam oven 300 °C selama 3 jam. Zeolit kemudian diaktivasi menggunakan cara asam, menggunakan larutan HCl dengan konsentrasi 3 M. Sebanyak 100 g zeolit dicampur ke dalam 250 mL larutan asam dan diaduk selama 60 menit. Campuran kemudian dipisahkan dan dibilas dengan akuades hingga pH netral. Larutan tersebut diuji kandungan klorin dengan AgNO3 dan dicuci kembali sampai tidak mengandung klorin. Setelah pH netral dan bebas klorin lalu dikeringkan pada suhu 300ºC selama 3 jam. Zeolit yang telah kering lalu digerus dan diayak hingga didapatkan ukuran zeolit 200 mesh. Selanjutnya zeolit ditentukan nilai KTK (Kapasitas Tukar Kation) dan dikarakterisasi menggunakan SEM dan XRD. Sintesis FHA (Suhendra et al. 2005) Reaksi pembuatan FHA dilakukan dengan mereaksikan sejumlah minyak dengan hidroksilamina hidroklorida dalam erlenmeyer yang tertutup dengan bantuan katalis enzim lipase. Campuran kemudian dikocok dengan kecepatan 100 rpm. FHA yang terbentuk diantara lapisan air-heksana, dipisahkan dari air dan lipase dengan filtrasi. Untuk mendapatkan FHA padat, fraksi n-heksana didinginkan dalam pendingin (< 5 oC) selama 5 jam. Kemudian disaring dan dicuci dengan n-heksana beberapa kali dan dikeringkan dalam vaccum desicator selama 24 jam. Tabel 5. Kondisi optimum untuk sintesis asam lemak hidroksamat Parameter
Kondisi
Waktu reaksi Suhu Perbandingan lipase (g) : hidroksilamina (mmol) Perbandingan lipase (g) : minyak dedak padi (gram)
25 jam 35 oC 1 : 500 1 : 75
(modifikasi Arsiwan, 2010) Karakterisasi FHA Analisis kualitatif. Analisis kualitatif gugus asam hidroksamat yang terbentuk dari hasil reaksi hidroksilaminolisis di atas dilakukan dengan melihat terbentuknya kompleks berwarna setelah larutan metanolik dari asam lemak hidroksamat tersebut direaksikan dengan Fe(NO3)3 0,1M dan Cu(NO3)2 0,1M dalam larutan metanolik asam lemak hidroksamat. Selain itu, analisis kualitatif dari gugus fungsi asam hidroksamat yang terbentuk dilakukan dengan mengukur spektrum FTIR menggunakan pelet KBr. Spektrum yang diperoleh kemudian dibandingkan dengan spektrum FTIR sampel minyak dedak padi sehingga diperoleh perbedaan spektrum yang menandakan asam lemak hidroksamat telah berhasil disintesis dari minyak dedak padi. Analisis Kuantitatif. Analisis kuantitatif dilakukan dengan menentukan jumlah gugus asam hidroksamat yang terbentuk berdasarkan jumlah nitrogen yang
10 terkandung pada asam lemak hidroksamat kering dengan menggunakan metode Semi Makro Kjeldahl. Adapun prosedur kerja yang dikerjakan adalah sebagai berikut (Sudarmadji et al. 1997): Ditimbang 0,5 gram asam lemak hidroksamat dan dimasukkan ke dalam labu Kjeldahl. Asam lemak hidroksamat tersebut kemudian ditambahkan 2 gram Na2SO4−CuSO4 (20:1) dan 5 mL H2SO4 pekat dan dipanaskan pada pemanas listrik sampai terbentuk larutan berwarna biru jernih (destruksi). Hasil destruksi yang sudah dingin kemudian ditambahkan 150 mL aquades, 25 mL NaOH 40% dan 3 biji batu didih dan dilakukan destilasi. Destilat ditampung sampai volume 150 mL pada Erlenmeyer yang berisi 10 mL asam boraks 2% yang sudah diberi indikator campuran. Destilat kemudian dititrasi dengan HCl 0,1 M sampai titik ekivalen yang ditandakan dengan berubahnya warna indikator dari warna kuning menjadi merah muda. Dibuat juga blangko dengan perlakuan yang sama seperti sampel. Persentase N total kemudian ditentukan dengan rumus sebagai berikut: %N
(Volume HCl sampel Volume HCl blangko) x [HCl] x 14,01 x100% Massa sampel x 1000
Immobilisasi FHA pada Zeolit Teraktivasi (modifikasi Hoidy et al. 2009) Sejumlah zeolit yang telah teraktivasi (variasi massa 0,1 ; 0,3 ; 0,5 gram), dicampurkan dengan 20 mL larutan FHA (variasi konsentrasi 10 ; 30 ; 50 ppm) dalam methanol dan dikocok pada 35 rpm selama 24 jam. Serapan zeolit terhadap FHA diukur secara spektrofotometri. Satu mL FHA, sebelum dan setelah dikocok dengan zeolit, ditambahkan dengan 10 mL methanol dan 0,1 mL larutan Fe (III) 0,1M dalam HCl 0,01M. Kemudian, absorbansi diukur menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang maksimumnya untuk kalkulasi besarnya kapasitas jerapan zeolit. Hasil immobilisasi FHA pada zeolit teraktivasi dilanjutkan dengan karakterisasi menggunakan FTIR. Ekstraksi Padat-Cair pada Ion Logam. Single komponen ion logam. Sejumlah variasi massa FHA-Zeo, yaitu 0,1 ; 0,3 ; 0,5 g dimasukkan kedalam erlenmeyer, kemudian sebanyak 20 mL larutan yang mengandung ion logam Cu (II) dengan variasi konsentrasi 10 ; 30 ; 50 ppm, dikondisikan pada rentang pH 3-5-7 (ditentukan dengan basa NaOH), diaduk selama 12 jam. Konsentrasi ion Cu(II) sebelum dan setelah dikocok, ditentukan menggunakan AAS untuk menghitung persentase serapan ion logam Cu(II). Perlakuan yang sama juga dilakukan dengan mengganti ion logam Cu(II) mengunakan ion logam Zn(II). Parameter optimum ion logam Cu(II) yang diperoleh pada tahap ini selanjutnya digunakan untuk prosedur berikutnya. Matriks komponen ion logam. Sebanyak 100 mL larutan campuran yang mengandung ion logam Cu(II), Zn(II) dengan perbandingan konsentrasi 6:4, dikondisikan pada parameter optimum ion logam Cu(II) (berdasarkan prosedur single komponen), kemudian dilewatkan melewati kolom yang mengandung 0,5 g FHA-Zeo dengan kecepatan alir 0,3-0,4 mL/menit. Konsentrasi ion Cu(II) sebelum dan setelah melewati kolom ditentukan menggunakan AAS untuk kalkulasi persentase serapan ion logam Cu(II).
11 Pemisahan Kembali Ion Cu (II) dengan Kromatografi Kolom. Sejumlah asam nitrat dengan pH 2 dilewatkan melalui kolom yang mengandung FHA-Zeo-logam (matriks komponen Cu(II) dan Zn(II) dengan kecepatan alir 0,4-0,6 mL/menit. Setiap urutan fraksi (2 mL) yang diperoleh, ditampung menggunakan pengumpul fraksi. Konsentrasi masing-masing ion logam setelah pemisahan ditentukan menggunakan AAS untuk kalkulasi persentase perolehan kembalinya.
4 HASIL DAN PEMBAHASAN Zeolit Teraktivasi Dalam penelitian ini, digunakan zeolit yang diambil dari Kecamatan Bayah, Kabupaten Lebak – Banten atau sering disebut zeolit bayah. Aktivasi pada zeolit dilakukan secara kimia menggunakan pereaksi asam berupa HCl 3M, yang bertujuan untuk membersihkan senyawa organik yang menutupi permukaan poripori zeolit (Setyawan 2002), membuang logam-logam pengotor dan mengatur kembali letak atom yang dipertukarkan sehingga diperoleh pori-pori zeolit yang bersih (Wijayanti 2014). Perlakuan asam maupun basa dapat mengubah permukaan dari zeolit. Secara umum, asam dan basa akan membersihkan zeolit dari beberapa pengotor yang terikut di contoh zeolit alam. Selain itu, asam dan basa juga akan bereaksi dengan permukaan zeolit yang terdiri dari Si dan Al. Berdasarkan hasil Scanning Electron Microscope (SEM) pada Lampiran 3. menunjukkan morfologi permukaan sampel zeolit yang telah bersih dari pengotor. Berdasarkan Gambar 3, pola difraktogram zeolit Bayah teraktivasi memiliki pola yang sama dengan pola difraktogram rujukan yang dilakukan oleh Arif (2011) seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Perlakuan asam menggunakan HCl 3M selama 6 jam tidak mengubah pola-pola difraksi sampel zeolit baik intensitas ataupun puncak-puncak 2θ dari zeolit teraktivasi yang dianalisis. Hal ini menunjukkan bahwa zeolit tahan terhadap perlakuan asam. Tingkat ketahanan yang tinggi terhadap senyawa ini diduga disebabkan karena adanya ketidakmurnian pada zeolit teraktivasi yang digunakan.
Gambar 3. Pola difraktogram zeolit Bayah teraktivasi
12 Keberadaan senyawa lain pada zeolit ini diduga juga berperan terhadap sifat tahan terhadap asam. Korkuna et al. (2006) menyatakan bahwa zeolit tipe mordenit dan klinoptilolit yang diperlakukan dengan asam HClO4 12 M dapat bertahan tanpa mengubah struktur kerangka zeolit. Perubahan yang teramati hanya pada perubahan ukuran pori yang diakibatkan karena adanya pertukaran ion. Puncak tunggal pada daerah skala sudut 2θ = 9o – 10o yang ditunjukkan pada Gambar 3, dapat memberikan ciri yang nyata untuk membedakan milik fasa mordenit dan klinoptilolit, dimana puncak standar mordenit pada sudut 2θ = 9.81o menumpuk dengan puncak standar klinoptilolit Bayah pada sudut 2θ = 9.76o sehingga terbentuk puncak dengan intensitas yang cukup tinggi. Kemudian pada sudut 2θ = 11.10o ditemukan puncak yang merupakan puncak khas untuk klinoptilolit Bayah dan tidak ditemukan pada puncak standar mordenit. Puncak khas dari klinoptilolit Bayah ditemukan pada sudut 2θ = 22.33o, 22.71o, 23.54o, 25.03o, 26.04o, 29.95o sedangkan puncak khas dari mordenit Bayah ditemukan pada sudut 2θ = 13.35o, 19.63o, 21.75o, 25.64o, 31.92o (Korkuna et al. 2006). Dari data puncak tersebut maka dapat diketahui zeolit yang berasal dari Bayah-Banten adalah campuran jenis klinoptilolit dan mordenit dengan rasio Si/Al mencapai 5,95. Hasil difraktogram rujukan contoh zeolit Bayah yang diaktivasi menggunakan beberapa variasi asam, ditampilkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Pola difraktogram zeolit Bayah (Arif 2011) Berdasarkan analisis dengan membandingkan difraktogram zeolit Bayah teraktivasi dengan difraktogram rujukan pada Gambar 4, perlakuan yang melibatkan asam akan menyebabkan proses dealuminasi yang semakin kuat dengan naiknya suhu yang digunakan, dalam hal ini menggunakan suhu mencapai 300oC. Perlakuan dengan menggunakan asam akan menurunkan nilai KTK dengan kenaikan suhu. Penurunan ini sesuai dengan reaksi yang mendasari bahwa semakin tinggi suhu maka akan semakin aktif dan akan menghasilkan pelarutan aluminum yang semakin besar. Aluminium akan terlarut sesuai dengan kenaikan konsentrasi asam dan kenaikan suhu yang digunakan dan diindikasikan dengan turunnya nilai KTK. Nilai KTK menunjukkan kapasitas zeolit untuk menjerap kation bermuatan positif. Semakin besar nilai kapasitas tukar kationnya, maka zeolit tersebut dapat semakin banyak menahan kation-kation. Nilai KTK sangat dipengaruhi oleh komposisi tanah atau zeolit (Hanafiah 2010), semakin tinggi
13 nilai tersebut mengindikasikan zeolit semakin bersifat hidrofilik sehingga baik digunakan sebagai matriks pengimmobilisasi FHA. Setelah dikondisikan secara asam, diperoleh nilai KTK sebesar 68,14 mek/100g zeolit. Nilai ini masih di bawah nilai standar KTK untuk zeolit, yaitu di atas 80 mek/100g zeolit (Permentan 2006), namun tidak berpengaruh signifikan saat immobilisasi FHA. Hasil Ekstraksi Minyak Mentah Dedak Padi Pada penelitian ini, ekstraksi minyak dedak padi dilakukan dengan metode Soxhletasi dan n-heksana sebagai pelarutnya. Pertimbangan digunakannya metode Soxhletasi ini, yaitu pengambilan minyak dapat lebih optimal karena merupakan ekstraksi berulang sehingga ampasnya hanya kurang dari 0,1% dari berat keringnya (Adi et al. 2003). Proses ekstraksi menggunakan Soxhlet ini berlangsung secara terus menerus selama 6 jam. Lampiran 1. memperlihatkan proses ekstraksi minyak dari dedak padi dengan menggunakan alat Soxhlet hingga diperoleh minyak dedak padi. Rendemen minyak dedak padi yang diperoleh dari proses Soxhletasi tersebut sebesar 21-23%. Minyak dedak padi yang dihasilkan berwarna kuning kecoklatan, masih merupakan minyak mentah karena mengandung komponen-komponen seperti trigliserida, gum dan sedikit pelarut. Hasil Sintesis FHA Menurut penelitian Arsiwan (2010) tentang sintesis asam lemak hidroksamat dari minyak kelapa, telah dilakukan sintesis FHA dengan kondisi optimum seperti terlihat pada Tabel 5, dan diperoleh hasil sintesis yang relatif sama seperti pada penelitian tersebut, yaitu sekitar 466,8 mg atau dengan kata lain diperoleh hasil rendemen 31,12% dari total 1,5 g minyak dedak padi dalam satu kali sintesis. Hasil pengamatan menunjukkan, ketika semua reaktan dicampur dalam satu wadah, terbentuk dua lapisan dimana lapisan atas merupakan lapisan n-heksana yang mengandung minyak dan lapisan bawahnya adalah lapisan air yang mengandung hidroksilamina. Hal ini disebabkan oleh perbedaan sifat kepolaran dari kedua pelarut tersebut (Liauw et al. 2008). Lipase sendiri merupakan katalis yang besifat polar dan memiliki kelarutan yang tinggi dalam air. Namun, karena sudah berbentuk lipase terimmobilisasi, maka lipase menjadi tidak larut dan berada di antara lapisan n-heksan dan air (Oh et al. 2007). Reaksi pembentukan FHA dengan bantuan katalis lipase ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Reaksi hidroksilaminolisis trigliserida menjadi FHA oleh lipase Apabila ditinjau dari produk reaksi dan komposisi kimia minyak dedak padi, maka pada proses reaksi hidrolisis trigliserida dengan hidroksilamina akan
14 menghasilkan produk reaksi berupa asam lemak hidroksamat dan gliserol seperti terlihat pada Gambar 5. Reaksi hidroksilaminolisis trigliserida terjadi diantara lapisan n-heksan dan lapisan air sehingga trigliserida yang larut dalam n-heksan dan hidroksilamina yang larut dalam air mengalami reaksi pembentukan produk FHA yang maksimum diantara lapisan air dan n-heksan tersebut (Blattner 2005). Hasil Karakterisasi FHA Keberadaan gugus asam hidroksamat pada produk sintesis dapat dikonfirmasi dengan analisis kualitatif berdasarkan kemampuan gugus asam hidroksamat untuk membentuk kompleks berwarna dengan logam-logam transisi dalam larutan asam, seperti Fe, Cu, Ni, Co, Zn (Mukai et al. 2001). Dalam penelitian ini, uji warna pada asam lemak hidroksamat dilakukan dengan mereaksikan larutan metanolik asam lemak hidroksamat dengan larutan Fe(NO3)3 2% dan Cu(NO3)2 0.1M. Pembentukan kompleks antara FHA dengan logam Cu ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6. Reaksi kompleks logam Cu oleh FHA Kompleks FHA dengan Fe(III) dan Cu(II) menghasilkan warna merah gelap dan hijau berturut-turut. Warna tersebut merupakan warna umum dari kompleks yang dapat diamati ketika ion logam Fe(III) dan Cu(II) bereaksi dengan FHA, hal ini sesuai dengan penelitian Haron (2012). Untuk hasil karakterisasi lainnya dengan menggunakan analisis FTIR, yaitu membandingkan spektrum FTIR pada minyak dedak padi dan FHA ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7. Spektrum FTIR, a) Minyak dedak padi, b) FHA
15 Gambar 7. memperlihatkan perbedaan yang signifikan antara spektrum FTIR minyak dedak padi dengan FHA. Spektrum FTIR dari FHA menunjukkan karakteristik penyerapan ikatan dari gugus fungsi -NH- amina pada bilangan gelombang 3252 cm-1 dan tidak ditemukan gugus fungsi amina pada spektrum FTIR minyak dedak padi. Pada bilangan gelombang 1744 cm-1 spektrum FTIR minyak dedak padi terdapat satu pita yang dimiliki oleh regangan C=O ester dari trigliserida. Hal ini berbeda dengan spektrum FTIR dari FHA, terlihat pergeseran bilangan gelombang pada gugus fungsi C=O ditunjukkan pada bilangan gelombang 1661 cm-1, yang mengindikasikan keberadaan regangan C=O amida yang terdapat pada FHA (Suhendra et al. 2006). Dari dua tes kualitatif diatas membuktikan bahwa terdapat gugus asam hidroksamat yang disintesis dari minyak mentah dedak padi. Analisis kuantitatif FHA yang terbentuk dilakukan dengan penentuan jumlah total N yang terkandung dalam FHA kering menggunakan metode Semi Makro Kjeldahl. Berdasarkan hasil analisis, jumlah total N yang terkandung dalam sampel FHA kering adalah 4,24%. Ini berarti bahwa terdapat 3,028 mmol gugus asam hidroksamat dalam satu gram sampel FHA kering hasil sintesis dari minyak mentah dedak padi. Immobilisasi FHA pada Zeolit Teraktivasi Telah dilakukan persiapan larutan induk FHA 500 ppm dalam metanol. Hal ini dikarenakan FHA mudah larut pada pelarut polar. Dari penelitian sebelumnya menyebutkan bahwa alkohol merupakan pelarut yang baik untuk FHA (Suhendra 2005). Tahap awal dilakukan pencarian panjang gelombang maksimum pada larutan metanolik dari FHA setelah ditambahkan ion Fe(III) 0,1M dalam HCl 0,01M. Penentuan panjang gelombang maksimum ini dibutuhkan untuk mendapatkan kepekaan analisis yang maksimum sehingga sangat menentukan berhasil atau tidaknya penelitian ini. Berdasarkan Lampiran 6, setelah dilakukan analisis UV-Vis diperoleh bahwa senyawa kompleks Fe-FHA terbentuk optimum pada panjang gelombang 497,5 nm. Hal ini dikarenakan warna komplementer yang dihasilkan oleh senyawa kompleks ini berwarna merah dan menyerap sinar pada daerah tampak (visibel). Hasil pengukuran tersebut juga sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Demirhan (2003) yang menyatakan bahwa terbentuknya warna merah kompleks Fe(III) dengan beberapa ligan berkisar antara 470-520 nm. Penentuan panjang gelombang optimum kompleks FHA dengan logam Fe(III), selanjutnya digunakan untuk menentukan kapasitas maksimum jerapan FHA oleh zeolit teraktivasi. Kapasitas resin merupakan faktor penting dalam menentukan jumlah resin diperlukan untuk menghilangkan ion logam tertentu dari larutan. Dalam penelitian ini digunakan ion Fe(III) 0,1M dalam HCl 0,01M untuk membandingkan konsentrasi metanolik FHA baik sebelum dan sesudah dilakukan immobilisasi ke dalam zeolit. Diasumsikan bahwa selisih antara konsentrasi FHA sebelum dan sesudah immobilisasi menunjukkan nilai kapasitas jerapan resin. Hasil immobilisasi FHA pada zeolit menunjukkan besarnya kapasitas jerapan maksimum dari zeolit pada beberapa variasi perbandingan 1:100 dengan konsentrasi FHA, yaitu rata-rata sebesar 39,60% atau sekitar 34,44 mg/gram zeolit.
16 Pencirian menggunakan SEM dapat dilihat pada Gambar 8. Permukaan zeolit teraktivasi pada Gambar 8a, menunjukkan permukaan zeolit yang bersih dan cenderung berongga. Diasumsikan bahwa permukaan ini akan terisi oleh FHA yang terimmobilisasi kedalam zeolit. Kemudian Gambar 8b, menunjukkan permukaan zeolit yang telah terisi oleh FHA ditandai dengan hilangnya zona permukaan yang berongga. a
b
Gambar 8. Hasil foto SEM perbesaran 5000x, a) Zeolit teraktivasi, b) FHA-Zeolit Pencirian lainnya menggunakan spektrofotometer FTIR telah dilakukan untuk mengetahui terjadinya immobilisasi FHA pada zeolite, seperti ditunjukkan pada Gambar 9. Spektrum FTIR sampel zeolit teraktivasi menunjukkan puncak lebar pada kisaran 3630 cm-1 sampai 3483 cm-1 berkaitan dengan adanya vibrasi gugus hidroksi Si–O(H)–Al dan O-HO (Nasrollahzadeh et al. 2014). Puncak lebar pada 1648 cm-1 berkaitan dengan deformasi vibrasi molekul H2O yang terkandung dalam zeolit (Korkuna et al. 2006). Asimetri vibrasi Si-O-Si dan vibrasi regangan Al-O-Si dapat dilihat pada daerah 1060 cm-1 dan 796 cm-1 (Yu et al. 2014) Pada daerah 650–480 cm-1 terlihat adanya vibrasi (TO4) tetrahedral pada daerah serapan 609 cm-1 dan 472 cm-1.
Gambar 9. Spektrum FTIR, a) FHA-Zeolit, b) Zeolit teraktivasi Spektrum FTIR pada Gambar 9. juga menunjukkan adanya perbedaan antara sampel zeolit teraktivasi dengan sampel FHA-Zeo terlihat dari munculnya puncak-puncak baru pada spektrum FTIR sampel FHA-Zeo. Spektrum FTIR dari
17 FHA menunjukkan karakteristik penyerapan ikatan dari gugus amina -NH- pada 3256 cm-1 dan regangan C-H alifatik muncul pada 2915-2848 cm-1. Adanya regangan dari C=O amida juga ditandai dengan meningkatnya intensitas puncak pada bilangan gelombang 1646 cm-1. Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan bahwa FHA telah terimmobilisasi pada zeolit dengan baik. Ekstraksi Padat-Cair pada Ion Logam : Single Komponen Pada tahap ini dilakukan ekstaksi masing-masing komponen logam Cu(II) dan Zn(II) menggunakan adsorben yang berbeda, yaitu dengan membandingkan jerapan maksimum antara zeolit teraktivasi dan FHA-Zeo. Adapun plot optimasi dari kedua resin tersebut dalam menjerap komponen logam ditunjukkan pada Gambar 10. Contour Plot of Jerapan (%) vs Zeo, pH
Contour Plot of Jerapan (%) vs Zeo, Cu Qe < 10 – 20 – 30 – 40 – 50 – 60 – >
Zeo (gram)
0.4
0.5 10 20 30 40 50 60 70 70
0.3
20
30 Cu (ppm)
40
50
(a1)
0.1 4.0
5.0
5.5 pH
6.0
6.5
7.0
0.3
0.5
0.3
0.2
0.2
(b1) 20
30 Cu (ppm)
40
(b2) 0.1
50
3
4
5 pH
6
7
Contour Plot of Jerapan (%) vs FHA-zeo, pH
Contour Plot of Jerapan (%) vs FHA-zeo, Cu Jerapan (%) < 4 4 – 8 8 – 12 12 – 16 16 – 20 > 20
0.4
0.3
0.5
Jerapan (%) < 4 4 – 8 8 – 12 12 – 16 16 – 20 > 20
0.4
FHA-zeo (gram)
0.5
FHA-zeo (gram)
(a2)
Jerapan (%) < 20 20 – 32 32 – 44 44 – 56 56 – 68 68 – 80 > 80
0.4
FHA-zeo (gram)
FHA-zeo (gram)
4.5
Contour Plot of Jerapan (%) vs FHA-zeo, pH Jerapan (%) < 20 20 – 32 32 – 44 44 – 56 56 – 68 68 – 80 > 80
0.4
0.3
0.2
0.2
(c2)
(c1) 0.1 10
10 20 30 40 50 60 70 70
0.3
Contour Plot of Jerapan (%) vs FHA-zeo, Cu 0.5
0.1 10
Qe < – – – – – – >
0.2
0.2
0.1 10
10 20 30 40 50 60
0.4
Zeo (gram)
0.5
20
30 Zn (ppm)
40
50
0.1
2
3
4 pH
5
6
Gambar 10. Nilai jerapan optimum ekstraksi komponen logam: Cu(II) menggunakan zeolit teraktivasi (a1-a2), Cu(II) menggunakan FHA-Zeo (b1-b2), Zn(II) menggunakan FHA-Zeo (c1-c2). Dari contour plot optimasi pada Gambar 10 diatas terlihat perbedaan yang nyata antara jerapan maksimum zeolit teraktivasi dengan zeolit yang
18 terimmobilisasi FHA. Pada contour plot a1 menunjukkan terjadinya peningkatan jerapan Cu(II) seiring dengan peningkatan zeolit namun tidak dibarengi dengan peningkatan konsentrasi Cu(II). Hal ini menandakan bahwa peningkatan konsentrasi Cu(II) tidak terlalu berpengaruh terhadap jerapan maksimum zeolit. Terlihat juga adanya peningkatan jerapan Cu(II) oleh zeolit sebanding dengan peningkatan derajat keasaman (contour plot a2), dengan kondisi pH maksimum, yaitu pada pH 7. Adanya peningkatan kapasitas jerapan di duga berasal dari pengendapan yang terjadi antara ion logam Cu(II) menjadi Cu(OH)2 ketika berada pada tingkatan pH di atas 6,5. Hal ini menyebabkan endapan Cu(OH)2 ikut tersaring pada saat penyaringan sehingga terjadi peningkatan kapasitas jerapan yang maksimum pada pH optimum tersebut. Adanya endapan ini juga mengkonfirmasi bahwa kemungkinan kapasitas jerapan yang berasal dari proses kelat oleh FHA menjadi sangat kecil. Contour plot b1 menunjukkan pengaruh massa FHA-Zeo dan konsentrasi Cu(II) terhadap jerapan maksimum Cu(II), dan diperoleh perbedaan hasil yang signifikan jika dibandingkan dengan adsorben zeolit teraktivasi. Dari contour plot tersebut setelah dianalisis, menghasilkan nilai perbandingan 1:100 antara FHAZeo dengan konsentrasi Cu(II) untuk dapat meningkatkan jerapan Cu(II) pada FHA-Zeo sehingga dapat digunakan sebagai acuan untuk aplikasi pada tahapan berikutnya. Untuk pH maksimum pada penjerapan Cu(II) oleh FHA-Zeo berada pada kisaran pH 4,5-5 (contour plot b2). Hal ini dibuktikan pada Lampiran 9, yaitu penjerapan Cu(II) meningkat seiring dengan peningkatan pH dan kembali menurun setelah pH optimumnya (pH 5). Menurut Siddappa (2005) menyatakan bahwa perubahan pH akan mempengaruhi stabilitas warna kompleks. Oleh karena itu diperlukan penentuan pH optimum agar penjerapan logam dapat maksimum pada pH tersebut. Pada contour plot c1 terlihat bahwa terdapat kemiripan antara jerapan FHAZeo terhadap Zn(II) dengan jerapan FHA-Zeo terhadap Cu(II) namun persentase jerapan maksimumnya kurang dari seperempat persen jerapan maksimum FHAZeo terhadap Cu(II). Hal ini menunjukkan bahwa penjerapan Zn(II) oleh FHAZeo kurang efektif jika dibandingkan dengan penjerapan Cu(II) oleh FHA-Zeo. Nilai derajat keasaman dalam penjerapan Zn(II) oleh FHA-Zeo berkisar diantara pH 3,9-4,5 (contour plot c2). Ekstraksi Padat-Cair pada Ion Logam: Matriks komponen Pada tahap ekstraksi matriks komponen ini digunakan metode kromatografi kolom, dengan ukuran diameter kolom 1 cm. Besarnya pH optimum pada Lampiran 9 akan digunakan sebagai kondisi awal dari sampel yang akan diukur serapannya dalam zeolit. Hal ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kestabilan kompleks yang dihasilkan dari logam-logam sampel. Preparasi awal dilakukan dengan memasukkan sebanyak 0,5 g FHA-Zeolit yang telah disiapkan pada proses ekstraksi sebelumnya. FHA yang terimmobilisasi pada zeolit haruslah masih dalam keadaan basah oleh larutan metanolik FHA, dimaksudkan agar sisi aktif dari kelatnya dapat berfungsi dengan baik (Haron et al. 2012). Pada penelitian ini telah dilakukan penjerapan logam Cu(II) dari matriksnya, yaitu campuran logam Cu(II) dan Zn(II) dengan perbandingan konsentrasi 6:4, dimana campuran tersebut dikondisikan pada pH optimum (yang telah diperoleh,
19 yaitu pada pH 5), dan dilewatkan melalui kolom yang mengandung FHA-Zeo. Penelitian Suhendra (2005) menyatakan bahwa kecepatan alir antara 0,3-0,4 mL/menit sangat baik digunakan untuk menentukan besarnya serapan ion logam Cu(II). Tabel 6. Jerapan ion logam Cu dan Zn dalam kolom FHA-Zeo Ion logam Cu Zn
Konsentrasi (ppm) 216,07 139,64
Jerapan (%) 37,61 9,64
Dengan spektrofotometer AAS diperoleh besarnya serapan masing-masing ion logam dalam zeolit seperti terlihat pada Tabel 6. Data diatas menunjukkan bahwa ion logam Cu terjerap paling besar pada FHA-Zeo dibandingkan dengan ion logam Zn. Hal ini disebabkan karena logam Cu mempunyai ikatan kompleks yang stabil, yaitu pada pH optimum (pH 5) sedangkan logam Zn kurang stabil ditandai dengan sedikitnya penjerapan. Jika dianalisis secara keseluruhan, besarnya jerapan logam Cu dalam FHA-Zeo mencapai 37,61% atau sebesar 81,27 ppm. Nilai ini menunjukkan bahwa logam Cu(II) yang terjerap sebesar 162,39 mg/g FHA-Zeo. Untuk mengetahui seberapa besar peningkatan kapasitas jerapan FHA-Zeo, dilakukan dengan membandingkan hasil kapasitas jerapan maksimum antara FHA-Zeo dengan masing-masing adsorben FHA ataupun zeolit alam saja. Penelitian Sprynskyy et al. (2006) menghasilkan kapasitas maksimum jerapan zeolit terhadap logam Cu(II) sebesar 25,76 mg/g zeolit, nilai ini menunjukkan bahwa kapasitas jerapan FHA-Zeo mengalami peningkatan enam kali lebih besar dibandingkan dengan penggunaan adsorben zeolit alam. Penelitian Haron et al. (2012) telah mengekstraksi sebanyak 81,70 mg/L logam Cu menggunakan 0,008 M turunan asam hidroksamat dengan pelarut n-heksana, yang menunjukkan adanya peningkatan kapasitas jerapan FHA-Zeo dua kali lebih besar dibandingkan penggunaan FHA saja. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa dengan mengimmobilisasi FHA pada zeolit dapat meningkatkan kapasitas jerapan keduanya terhadap logam Cu(II). Pemisahan Kembali Ion Cu (II) dengan Kromatografi Kolom Tahap perolehan kembali ini didasarkan pada tingkat stabilitas logam dalam kompleks yang umumnya berbeda pada masing-masing logam. Perbedaan kestabilan inilah yang mendasari penulis untuk dapat memisahkan logam Cu(II) dengan logam Zn(II). Logam dapat dengan mudah larut dalam asam sehingga penggunaan asam sangatlah dianjurkan untuk pemisahan logam dari senyawa kompleksnya. Pemisahan logam dalam kolom FHA-Zeo menggunakan larutan asam nitrat pH 2 sebagai eluen dikarenakan penggunaan sampel awal yang berasal dari logam-logam nitrat. Hal ini untuk mengurangi kesalahan pembacaan pada spektrofotometer AAS. Ion logam Cu(II) dipisahkan dari ion logam Zn(II) dengan melewatkan asam nitrat pH 2 tersebut dengan kecepatan alir antara 0,4-0,6 mL/menit. Pada Gambar 11, memperlihatkan kromatogram Zn yang bersinggungan dengan kromatogram Cu, tetapi keduanya tidak berhimpit. Dari hasil perhitungan diperoleh resolusi (R) sebesar 0,62 yang menunjukkan bahwa pemisahan antara
20 kedua ion logam itu belum berjalan dengan baik. Nilai resolusi yang kecil ini dapat disebabkan karena pemilihan konsentrasi eluen untuk Cu kurang tepat, sehingga dalam penelitian berikutnya dapat dilakukan variasi konsentrasi eluen asam nitrat untuk mengambil Cu. Resolusi digunakan untuk menyatakan seberapa baik Cu dapat terpisah dari Zn dan idealnya resolusi adalah bernilai satu (Susiantini 2012). 40 Konsentrasi (ppm)
35 30 25 20
Cu
15
Zn
10 5 0 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Volume (mL)
Gambar 11. Kromatogram pemisahan ion logam Cu(II) dan Zn(II) Dari hasil perhitungan diperoleh nilai selektivitas (α) sebesar 1,73 yang menunjukkan tingkat keselektifan FHA-Zeo yang baik terhadap ion logam Cu(II) dibandingkan dengan ion logam Zn(II), terlihat dari nilai α > 1. Hasil perolehan kembali ion logam dari kolom FHA-Zeo, menunjukkan perolehan kembali yang cukup signifikan antara ion logam Cu(II) dengan ion logam Zn(II) dimulai dari volume eluen 12 hingga 22 mL. Hal ini menandakan bahwa didapatkan perolehan kembali ion logam Cu(II) yang maksimal dengan keberadaan ion logam Zn(II) yang relatif sedikit. Jika dianalisis berdasarkan persentase dari setiap logam (seperti ditunjukkan pada Lampiran 11) ternyata konsentrasi Zn(II) yang bercampur dengan Cu(II) masihlah kecil sehingga perolehan kembali logam Cu itu memang telah benar-benar berhasil. Namun demikian, untuk mendapatkan hasil yang lebih sempurna dibutuhkan pemisahan sekali lagi agar diperoleh hasil yang diinginkan. Pemisahan masing-masing logam dari sampel matriks menghasilkan perolehan kembali ion logam Cu sebesar 93,88% dan ion logam Zn sebesar 92,81%.
5 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan FHA berhasil disintesis dari minyak mentah dedak padi dengan rendemen sebesar 31,12%. Modifikasi telah dilakukan dengan cara mengimmobilisasi FHA pada permukaan zeolit dengan jumlah FHA yang terimmobilisasi mencapai 39,60%. Resin FHA-Zeo diaplikasikan sebagai adsorben dengan kondisi optimum untuk penjerapan Cu, yaitu pada pH 5 dan perbandingan antara massa resin FHAZeo dengan konsentrasi Cu adalah 1:100. Dengan kondisi tersebut diperoleh hasil
21 kapasitas jerapan FHA-Zeo enam kali lebih besar dibanding adsorben zeolit dan dua kali lebih besar dibanding penggunaan FHA saja. Adanya pengaruh ion logam lain, yaitu Zn(II) menunjukkan hasil selektifitas α = 1,73 dan resolusi sebesar 0,62. Perolehan kembali masing-masing ion logam baik Cu maupun Zn mencapai lebih dari 90%. Saran Untuk mendapatkan hasil penjerapan yang optimal perlu dilakukan optimasi pada saat immobilisasi FHA pada permukaan zeolit. Selain itu, perlu juga dipelajari pengaruh ion-ion logam lainnya pada penjerapan Cu menggunakan FHA-Zeo.
DAFTAR PUSTAKA Adi N, Nurhayati E, Shamuwati, Harjono P, Hadi BH. 2003. Ekstraksi Minyak Dari Dedak Padi Dengan Pelarut n-Heksana. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia. Yogyakarta (ID): Universitas Negeri Yogyakarta. Agrawal YK, Patel SA. 1980. Hydroxamic acid: reagents for the solvent extraction and spectrophotometric determination of metals. Rev. Anal. Chem. 4(4): 237-276. Amri A, Supranto, Fahrurozi M. 2004. Kesetimbangan adsorpsi optional campuran biner Cd(II) dan Cr(III) dengan zeolit alam terimpregnasi 2merkaptobenzotiazol. J. Natur. Ind. 6(2): 111-117. Arif Z. 2011. Karakterisasi dan modifikasi zeolit alam sebagai bahan media pendeteksi studi kasus: kromium heksavalen [Tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Arsiwan R. 2010. Sintesis asam lemak hidroksamat dari minyak kelapa secara enzimatis [Skripsi]. Mataram (ID): Universitas Mataram. Blattner C. 2005. Biocatalysis using lipase immobilised in organogels in supercritical carbon dioxide [Disertasi]. Regensburg (DE): University of Regensburg. Buasri A, Chaiyut N, Phattarasirichot K, Yongbut P, Nammueng L. 2008. Use of natural clinoptilolite for the removal of lead (II) from wastewater in batch experiment. Chiang Mai J. Sci. 35(3): 447-456. Chen Y, Pan B, Li H, Zhang W, Lv L, Wu J. 2010. Selective removal of Cu(II) ions by using cation-exchange resin-supported polyethyleneimine (PEI) nanoclusters. Environ. Sci. Technol. 44(9): 3508-3513. Demirhan N, Elmali FT. 2003. Spectrophotometric determination of Iron(II) with 5-Nitro-6-amino-1,10-phenanthroline. Turkey J. Chem. 27:315 - 321. Diawati. 2002. Biosorpsi seng oleh biomassa Sacharomyces cereviseae [Tesis]. Yogyakarta (ID): Universitas Gajah Mada. Emelda L, Putri SM, Ginting SB. 2013. Pemanfaatan zeolit alam teraktivasi untuk adsorpsi logam krom (Cr3+). JRKL. 9(4): 166-172. Ginting AB, Anggraini D, Indaryati S, Kriswa R. 2007. Karakterisasi komposisi kimia, luas permukaan pori dan sifat termal dari zeolit Bayah, Tasikmalaya, dan Lampung. J. Tek. Bhn. Nukl. 3(1): 1-48.
22 Giyatmi Z, Melati D. 2008. Penurunan kadar Cu,Cr dan Ag dalam limbah cair industri Perak di Kotagede setelah diadsorpsi dengan tanah liat dari daerah Godean. Seminar Nasional IV. Yogyakarta (ID): SDM Teknologi Nuklir. Goffman FD, Pinson S, Bergman C. 2003. Genetic diversity for lipid content and fatty acid profile in rice bran. J. Am. Oil Chem. Soc. 80(5): 485-490. Hanafiah, K.A. 2010. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Jakarta (ID): Rajawali Pers. Haron MJ, Jahangirian H, Silong S, Yusof NA, Kassim A, Moghaddam RR, Peyda M, Abdollahi Y, Amin J, Gharayebi Y. 2012. Copper extraction by fatty hydroxamic acids derivatives synthesized based on palm kernel oil. J. Oleo Sci. 61(4): 189-195. Hoidy WH, Ahmad MB, Mulla EAJA, Ibrahim NAB. 2009. Synthesis and characterization of organoclay from sodium montmorillonite and fatty hydroxamic acids. Am.J.Appl.Sci. 6(8): 1567-1572. Jahangirian H, Haron MJ, Silong S, Yusof NA. 2011. Enzymatic synthesis of phenyl fatty hydroxamic acids from canola and palm oils. J. Oleo Sci. 60(6): 281-286. Kara D, Alkan M, Cakir U. 2001. Copper extraction from aqueous solution by pentaerythrityl tetrabenzylamine. Turk. J. Chem. 25: 293-303. Katkevics M, Korchagova E, Ivanova T, Slavinska V, Lukevics E. 2004. Interaction of hydroxylamine with esters of 2-oxobutenoic acids. synthesis of 3-hydroximino-1-hydroxy-2 pyrrolidinones. Chem. Heterocyclic Comp. 40(6): 734-741. Ketaren S. 2005. Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta (ID): UI Press. Khawassek YM, Cheira MF, Mahmoud GM. 2012. Studies on the extraction of copper (II) by pyrazoloquinazolinone derivatives from aqueous solutions. Res.J.Chem.Sci. 2(6): 30-37. Korkuna O, Leboda R, Skubiszewska-Zieba J, Vrublevs'ka T, Gun'ko VM, Ryczkowski J. 2006. Structural and physicochemical properties of natural zeolite: clinoptilolite and mordenite. Micropor Mesopor Mater. 87: 243-254. Krisnandi YK, Ivandini T, Anggraningrum, Tovina H, Aminah. 2011. Preparation of electrochemically immobilized iron on thin film faujasite-nanozeolite modified glassy carbon. J. Sains Material Ind. 12(2): 129-133. Kumar R, Shah DJ, Tiwari KK. 2013. Separation of copper and nickel by solvent extraction using LIX 664N. J. Env. Protection. 4(4): 315-318. Lakkakula NR, Lima M, Walker T. 2004. Rice bran stabilization and rice bran oil extraction using ohmic heating. Biores. Tech. 92(2): 157-161. Lee TS, Jeon DW, Kim JK, Hong SI. 2001. Formation of metal complex in a poly (hydroxamic acid) resin bead. Fibers and Polymers. 2(1):13-17. Lestari DY. 2010. Kajian modifikasi dan karakterisasi zeolit alam dari berbagai negara. Prosiding Seminar Kimia dan Pendidikan Kimia UNY. Yogyakarta (ID): Universitas Negeri Yogyakarta. Liauw MY, Natan FA, Widiyanti P, Ikasari D, Indraswati N, Soetaredjo FE. 2008. Extraction of neem oil (azadirachta indica a. juss) using n-hexane and ethanol: Studies of oil quality. Kinetic and Thermodynamic. J.Eng.Appl.Sci. 3(3): 49-54. Lin J, Zhan Y, Zhu Z. 2011. Adsorption characteristics of copper (II) ions from aqueous solution onto humic acid-immobilized surfactant-modified zeolite. Physicochem. Eng. Aspects. 384(1-3): 9-16.
23 McCaskill DR, Zhang F. 1999. Use of rice bran oil in foods. Food Tech. 53(2): 50–52. Mukai H, Yamane Y, Fujiwara Y, Houki Y. 2001. Metal separation using dihydroxamic acids as a highly selective chelating reagent. Anal. Sci. 17: i709-i712. Nasrollahzadeh M, Ehsani A, Rostami-Vartouni A. 2014. Ultrasound-promoted green approach for the synthesis of sulfonamides using natural, stable and reusable Natrolite nanozeolite catalyst at room temperature. Ultrasonics Sonochemistry. 21(1): 275-282. Ning P, Bart HJ, Li B, Lu X, Zhang Y. 2008. Phosphate removal from wastewater by model-La(III) zeolite adsorbents. J Env.Sci. 20(6): 670 . Nuñez L, Vandegrift GF. 2001. Evaluation of hydroxamic acid in Uranium extraction process: Literature Review. Argonne (USA): Argonne National Laboratory. Oh JM, Lee DH, Song YS, Lee SG, Kim S.W. 2007. Stability of immobilized lipase on poly(vinyl alcohol) microspheres. J. Ind. Eng. Chem. 13(3): 429433. Palar H. 2008. Pencemaran Dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta (ID): PT. Rineka Cipta. Rachmaniah O, Ju YH, Vali SR. 2007. Potensi Minyak Mentah Dedak Padi sebagai Bahan Baku Pembuatan Biodiesel. Surabaya (ID): ITS Press. Ren Z, Zhang W, Ming H, Liu YM, Dai Y. 2007. Extraction equilibria of Copper(II) with D2EHPA in kerosene from aqueous solutions in acetate buffer media. J. Chem. Eng. Data. 52(2): 438-441. Santos MDL. 2007. Combined effects of retinoic acid and histone deacetylase inhibitors on human neuroblastoma sh-sy5y cells. Mol Cancer The R. 6(4): 1425-1432. Setyawan P, Handoko. 2002. Pengaruh perlakuan asam, hidrotermal dan impregnasi logam kromium pada zeolit alam dalam preparasi katalis. Jurnal Ilmu Dasar. 3(2): 103-109. Siddappa K, Shikkargol RK, Angadi SD. 2005. Synthesis, characterization, thermal and electrical conductance studies of La(III) complexes with 3substituted triazole Schiff bases. Proc. Nat. Acad. Sci. 75(2): 73-77. Somasundaran P, Moudgil BM. 1988. Reagents In Mineral Technology. New York (USA): Marcer Dekker Inc. Sprynskyy M, Buszewski B, Terzyk AP, Namiesnik J. 2006. Study of the selection mechanism of heavy metal (Pb2+, Cu2+, Ni2+, and Cd2+) adsorption on clinoptilolite. J. Colloid Interface Sci. 304(1): 21–28 Sudarmadji S, Harjono B, Suhardi. 1997. Prosedur Analisis Untuk Bahan Makanan Dan Pertanian. Yogyakarta (ID): Liberty Press. Suhendra D, Yunus WMZ, Haron MJ, Basri M, Silong S. 2005. Enzymatic synthesis of fatty hydroxamic acid from palm oil. J. Oleo Sci. 54(1): 33-38. Suhendra D, Wan Yunus WMZ, Haron MJ, Basri M, Silong S. 2006. Separation and preconcentration of copper ion by fatty hydroxamic acid immobilized onto Amberlite XAD-4. Indo. J. Chem. 6(2): 165-169. Susiantini E, Setyadji M. 2012. Pemisahan Zr-Hf dalam asam sulfat dengan resin penukar ion. J.Tek. Bhn. Nukl. 8(2): 67-122.
24 Tahira RA, Mutt MA. 2007. Characterization of rice bran oil, J. Agric. Research. 45(3): 225-230 Untung SR, Yayat AN. 1999. Inventarisasi masalah lingkungan pertambangan emas rakyat di daerah wonogiri. Jakarta (ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi. Widjajanti E, Tutik RP, Utomo MP. 2011. Pola adsorpsi zeolit terhadap pewarna azo metil merah dan metil jingga. Proseding Seminar Nasional Kimia,. 14 Maret 2011. Pemateri 95. Yogyakarta (ID): Universitas Negeri Yogyakarta. Wijayanti IE. 2014. Biosensor antioksidan menggunakan ekstrak protein dari bakteri Deinococcus Radiodurans terimobilisasi pada nanopartikel zeolit. [Tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Yılmaz V, Hazerb O, Kartal S. 2013. Synthesis, characterization and application of a novel ion-imprinted polymer for selective solid phase extraction of copper (II) ions from high salt matrices prior to its determination by FAAS. Talanta. 116: 322-329. Yu Y, Shaptera JG, Popelka-Filcoff R, Bennett JW. 2014. Copper removal using bio-inspired polydopamine coatednatural zeolites. J. Hazard. Mat. 273: 174–182. Zhang W, Pranolo Y, Urbani M, Cheng CY. 2012. Extraction and separation of nickel and cobalt with hydroxamic acids LIX®1104, LIX®1104SM and the mixture of LIX®1104 and Versatic 10. J. Hydromet. 119-120: 67–72.
25
LAMPIRAN 1 Persiapan sampel minyak mentah dedak padi (FHA)
Hasil ektraksi minyak mentah dedak padi. Perlakuan 1 2 3 Total
Massa dedak (gram) 50 50 100 200
Berat Labu (gram) Sebelum 172.46 186.12 119.65
Setelah 183.31 196.96 142.53
Total Minyak (gram) 10.85 10.84 22.88 44.57
LAMPIRAN 2 Difraktogram standar zeolit
Persentase (%) 21.70 21.68 22.88 22.29
26
LAMPIRAN 3 Hasil foto SEM zeolit teraktivasi
LAMPIRAN 4 Tahapan pembuatan asam lemak hidroksamat (FHA)
1,5 g Minyak Kelapa
+ 15 mL n-Heksana + 10 mmol Hidroksilamin + 20 mg Lipase Di aduk dalam water bath shaker: 25 jam, 35 oC, 100rpm
Campuran 2 Fase Filtrasi
Filtrat 2 Fase
Residu (Lipase)
Dipisahkan dengan corong pisah
Fase Aqueous
Fase Organik
Filtrat Organik
Didinginkan ( < -5 oC, 5 jam) Filtrasi vakum
Residu (FHA) Di bilas dengan n-heksan
FHA
27
LAMPIRAN 5 Hasil sintesis FHA dari minyak mentah dedak padi Lipase (mg) 20 20 20
No. 1 2 3
Total FHA (mg) 473.5 438.3 488.6 466.8
Massa (mg) Kertas saring Kertas saring + FHA + Lipase 1132.4 1625.9 1132.6 1590.9 1141.3 1649.9 Rata-rata
LAMPIRAN 6
0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 430
480
530 580 Panjang Gelombang (nm)
630
680
LAMPIRAN 7 Penentuan adsorpsi immobilisasi FHA pada zeolit teraktivasi Kurva Standar FHA 1 y = 0.0856x + 0.0089 R² = 0.9958
0.8 Absobansi
Absorbansi
Spektrum UV-Vis pada FHA-metanol-Fe(III)
0.6 0.4 0.2 0 0
2
4 6 8 Konsentrasi FHA (ppm)
10
12
28
Jumlah konsentrasi FHA yang terimmobilisasi pada zeolit teraktivasi. Zeo
FHA
(g)
(ppm)
0.1
10
0.3 0.5
C0
DF
C1
C0-C1
Jerapan
Qe
Abs
ppm
Abs
ppm
Cons
(%)
5
0.1622
8.9544
0.1031
5.5023
3.4521
38.5519
34.5210
30
5
0.4217
24.1121
0.2526
14.2348
9.8773
40.9641
32.9245
50
5
0.7906
45.6600
0.4835
27.7220
17.9381
39.2862
35.8762
LAMPIRAN 8 Ekstraksi padat-cair pada ion logam Single Komponen Cu(II) Kurva Standar Ion Logam Cu(II) 1 y = 0.1095x + 0.0425 R² = 0.9992
Absorbansi
0.8 0.6 0.4 0.2 0 0
2
4 Konsentrasi Cu (ppm)
6
8
Pengolahan data jumlah ion logam Cu(II) teradsorpsi pada zeolit teraktivasi (Metode Box-Behnken). Zeo
Cu
(g)
(ppm)
0.1
pH
DF
10
5
0.5
10
0.1 0.5
C0
C1
C0-C1
Jerapan
Qe
Abs
ppm
Abs
ppm
(ppm)
(%)
10
0.1633
11.0320
0.1103
6.1918
4.8402
43.8742
48.4018
5
10
0.1633
11.0320
0.0910
4.4292
6.6027
59.8510
13.2055
50
5
10
0.5894
49.9452
0.5605
47.3059
2.6393
5.2843
26.3927
50
5
10
0.5894
49.9452
0.5530
46.6210
3.3242
6.6557
6.6484
0.1
30
3
10
0.3787
30.7032
0.3161
24.9863
5.7169
18.6199
57.1689
0.5
30
3
10
0.3787
30.7032
0.3074
24.1918
6.5114
21.2076
13.0228
0.1
30
7
10
0.3742
30.2922
0.1222
7.2785
23.0137
75.9723
230.1370
0.5
30
7
10
0.3742
30.2922
0.1354
8.4840
21.8082
71.9928
43.6164
0.3
10
3
10
0.1644
11.1324
0.1019
5.4247
5.7078
51.2715
19.0259
0.3
50
3
10
0.5908
50.0731
0.5651
47.7260
2.3470
4.6872
7.8234
0.3
10
7
10
0.1610
10.8219
0.0994
5.1963
5.6256
51.9831
18.7519
0.3
50
7
10
0.5886
49.8721
0.2151
15.7626
34.1096
68.3941
113.6986
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.3335
26.5753
3.8265
12.5864
12.7549
29
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.3316
26.4018
4.0000
13.1571
13.3333
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.3262
25.9087
4.4932
14.7792
14.9772
0.1
10
5
10
0.1633
11.0320
0.1104
6.2009
4.8311
43.7914
48.3105
0.5
10
5
10
0.1633
11.0320
0.0907
4.4018
6.6301
60.0993
13.2603
0.1
50
5
10
0.5894
49.9452
0.5596
47.2237
2.7215
5.4489
27.2146
0.5
50
5
10
0.5894
49.9452
0.5552
46.8219
3.1233
6.2534
6.2466
0.1
30
3
10
0.3787
30.7032
0.3194
25.2877
5.4155
17.6383
54.1553
0.5
30
3
10
0.3787
30.7032
0.3059
24.0548
6.6484
21.6538
13.2968
0.1
30
7
10
0.3742
30.2922
0.1222
7.2785
23.0137
75.9723
230.1370
0.5
30
7
10
0.3742
30.2922
0.1354
8.4840
21.8082
71.9928
43.6164
0.3
10
3
10
0.1644
11.1324
0.102
5.4338
5.6986
51.1895
18.9954
0.3
50
3
10
0.5908
50.0731
0.5634
47.5708
2.5023
4.9973
8.3409
0.3
10
7
10
0.1610
10.8219
0.0989
5.1507
5.6712
52.4051
18.9041
0.3
50
7
10
0.5886
49.8721
0.2157
15.8174
34.0548
68.2842
113.5160
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.3339
26.6119
3.7900
12.4662
12.6332
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.3316
26.4018
4.0000
13.1571
13.3333
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.3266
25.9452
4.4566
14.6591
14.8554
0.1
10
5
10
0.1633
11.0320
0.1099
6.1553
4.8767
44.2053
48.7671
0.5
10
5
10
0.1633
11.0320
0.0908
4.4110
6.6210
60.0166
13.2420
0.1
50
5
10
0.5894
49.9452
0.5607
47.3242
2.6210
5.2478
26.2100
0.5
50
5
10
0.5894
49.9452
0.5543
46.7397
3.2055
6.4180
6.4110
0.1
30
3
10
0.3787
30.7032
0.3189
25.2420
5.4612
17.7870
54.6119
0.5
30
3
10
0.3787
30.7032
0.3071
24.1644
6.5388
21.2968
13.0776
0.1
30
7
10
0.3742
30.2922
0.1220
7.2603
23.0320
76.0326
230.3196
0.5
30
7
10
0.3742
30.2922
0.1354
8.4840
21.8082
71.9928
43.6164
0.3
10
3
10
0.1644
11.1324
0.1021
5.4429
5.6895
51.1075
18.9650
0.3
50
3
10
0.5908
50.0731
0.5665
47.8539
2.2192
4.4319
7.3973
0.3
10
7
10
0.1610
10.8219
0.0977
5.0411
5.7808
53.4177
19.2694
0.3
50
7
10
0.5886
49.8721
0.2156
15.8082
34.0639
68.3025
113.5464
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.3337
26.5936
3.8082
12.5263
12.6941
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.3314
26.3836
4.0183
13.2172
13.3942
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.3256
25.8539
4.5479
14.9594
15.1598
Pengolahan data jumlah ion logam Cu(II) teradsorpsi pada zeolit yang diimmobilisasi FHA (Metode Box-Behnken). C0-C1
Jerapan
Abs
ppm
Abs
ppm
(ppm)
(%)
10
0.1633
11.0320
0.0798
3.4064
7.6256
69.1225
76.2557
5
10
0.1633
11.0320
0.0607
1.6621
9.3699
84.9338
18.7397
50
5
10
0.5894
49.9452
0.4362
35.9543
13.9909
28.0124 139.9087
0.5
50
5
10
0.5894
49.9452
0.2389
17.9361
32.0091
64.0885
0.1
30
3
10
0.3787
30.7032
0.2042
14.7671
15.9361
51.9036 159.3607
0.5
30
3
10
0.3787
30.7032
0.2666
20.4658
10.2374
33.3432
FHA-zeo
Cu
(g)
(ppm)
0.1
pH
DF
10
5
0.5
10
0.1
C0
C1
Qe
64.0183 20.4749
30
0.1
30
7
10
0.3742
30.2922
0.3101
24.4384
5.8539
19.3247
58.5388
0.5
30
7
10
0.3742
30.2922
0.2175
15.9817
14.3105
47.2415
28.6210
0.3
10
3
10
0.1644
11.1324
0.0972
4.9954
6.1370
55.1272
20.4566
0.3
50
3
10
0.5908
50.0731
0.3608
29.0685
21.0046
41.9478
70.0152
0.3
10
7
10
0.1610
10.8219
0.1218
7.2420
3.5799
33.0802
11.9330
0.3
50
7
10
0.5886
49.8721
0.4192
34.4018
15.4703
31.0200
51.5677
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.1492
9.7443
20.6575
67.9483
68.8584
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.1484
9.6712
20.7306
68.1886
69.1020
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.1471
9.5525
20.8493
68.5792
69.4977
0.1
10
5
10
0.1633
11.0320
0.0823
3.6347
7.3973
67.0530
73.9726
0.5
10
5
10
0.1633
11.0320
0.0608
1.6712
9.3607
84.8510
18.7215
0.1
50
5
10
0.5894
49.9452
0.4312
35.4977
14.4475
28.9267 144.4749
0.5
50
5
10
0.5894
49.9452
0.2016
14.5297
35.4155
70.9088
0.1
30
3
10
0.3787
30.7032
0.2077
15.0868
15.6164
50.8626 156.1644
0.5
30
3
10
0.3787
30.7032
0.2207
16.2740
14.4292
46.9958
28.8584
0.1
30
7
10
0.3742
30.2922
0.3144
24.8311
5.4612
18.0283
54.6119
0.5
30
7
10
0.3742
30.2922
0.2610
19.9543
10.3379
34.1272
20.6758
0.3
10
3
10
0.1644
11.1324
0.0971
4.9863
6.1461
55.2092
20.4871
0.3
50
3
10
0.5908
50.0731
0.3330
26.5297
23.5434
47.0181
78.4779
0.3
10
7
10
0.1610
10.8219
0.1219
7.2511
3.5708
32.9958
11.9026
0.3
50
7
10
0.5886
49.8721
0.4136
33.8904
15.9817
32.0454
53.2725
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.1456
9.4155
20.9863
69.0297
69.9543
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.1476
9.5982
20.8037
68.4290
69.3455
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.1480
9.6347
20.7671
68.3088
69.2237
0.1
10
5
10
0.1633
11.0320
0.0690
2.4201
8.6119
78.0629
86.1187
0.5
10
5
10
0.1633
11.0320
0.0598
1.5799
9.4521
85.6788
18.9041
0.1
50
5
10
0.5894
49.9452
0.4307
35.4521
14.4932
29.0181 144.9315
0.5
50
5
10
0.5894
49.9452
0.1956
13.9817
35.9635
72.0059
0.1
30
3
10
0.3787
30.7032
0.2095
15.2511
15.4521
50.3272 154.5205
0.5
30
3
10
0.3787
30.7032
0.2183
16.0548
14.6484
47.7097
29.2968
0.1
30
7
10
0.3742
30.2922
0.3143
24.8219
5.4703
18.0585
54.7032
0.5
30
7
10
0.3742
30.2922
0.2182
16.0457
14.2466
47.0304
28.4932
0.3
10
3
10
0.1644
11.1324
0.0987
5.1324
6.0000
53.8966
20.0000
0.3
50
3
10
0.5908
50.0731
0.3279
26.0639
24.0091
47.9482
80.0304
0.3
10
7
10
0.1610
10.8219
0.1214
7.2055
3.6164
33.4177
12.0548
0.3
50
7
10
0.5886
49.8721
0.4079
33.3699
16.5023
33.0892
55.0076
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.1485
9.6804
20.7215
68.1586
69.0715
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.1457
9.4247
20.9772
68.9997
69.9239
0.3
30
5
10
0.3754
30.4018
0.1493
9.7534
20.6484
67.9183
68.8280
70.8311
71.9269
31
Single Komponen Zn(II) Kurva Standar Ion Logam Zn(II) 1 y = 0.2772x - 0.0086 R² = 0.9994
Absorbansi
0.8 0.6 0.4 0.2 0 0
0.5
1
1.5 2 2.5 Konsentrasi Zn (ppm)
3
3.5
Pengolahan data jumlah ion logam Zn(II) teradsorpsi pada zeolit yang diimmobilisasi FHA (Metode Box-Behnken). FHA-zeo
Zn
(g)
(ppm)
0.1 0.5
pH
DF
10
4
10
4
0.1
50
0.5
C0
C1
C0-C1
Jerapan (%)
Qe
Abs
ppm
Abs
ppm
(ppm)
20
0.1286
9.8990
0.1133
8.7951
1.1039
11.1516 11.0390
20
0.1286
9.8990
0.0984
7.7201
2.1789
22.0117
4.3579
4
20
0.6852
50.0577
0.6767
49.4444
0.6133
1.2251
6.1328
50
4
20
0.6852
50.0577
0.6598
48.2251
1.8326
3.6610
3.6652
0.1
30
2
20
0.4068
29.9711
0.4023
29.6465
0.3247
1.0833
3.2468
0.5
30
2
20
0.4068
29.9711
0.3987
29.3867
0.5844
1.9499
1.1688
0.1
30
6
20
0.4096
30.1732
0.3922
28.9177
1.2554
4.1607 12.5541
0.5
30
6
20
0.4096
30.1732
0.3814
28.1385
2.0346
6.7432
4.0693
0.3
10
2
20
0.1297
9.9784
0.1270
9.7835
0.1948
1.9523
0.6494
0.3
50
2
20
0.6810
49.7547
0.6786
49.5815
0.1732
0.3480
0.5772
0.3
10
6
20
0.1235
9.5310
0.1001
7.8427
1.6883
17.7139
5.6277
0.3
50
6
20
0.6871
50.1948
0.6722
49.1198
1.0750
2.1417
3.5835
0.3
30
4
20
0.4050
29.8413
0.3793
27.9870
1.8543
6.2137
6.1809
0.3
30
4
20
0.4050
29.8413
0.3821
28.1890
1.6522
5.5368
5.5075
0.3
30
4
20
0.4050
29.8413
0.3813
28.1313
1.7100
5.7302
5.6999
0.1
10
4
20
0.1286
9.8990
0.1125
8.7374
1.1616
11.7347 11.6162
0.5
10
4
20
0.1286
9.8990
0.0982
7.7056
2.1934
22.1574
0.1
50
4
20
0.6852
50.0577
0.6680
48.8167
1.2410
2.4791 12.4098
0.5
50
4
20
0.6852
50.0577
0.6596
48.2107
1.8470
3.6898
3.6941
0.1
30
2
20
0.4068
29.9711
0.3999
29.4733
0.4978
1.6610
4.9784
0.5
30
2
20
0.4068
29.9711
0.3952
29.1342
0.8369
2.7925
1.6739
0.1
30
6
20
0.4096
30.1732
0.3917
28.8817
1.2915
4.2802 12.9149
0.5
30
6
20
0.4096
30.1732
0.3758
27.7345
2.4387
8.0823
4.3867
4.8773
32
0.3
10
2
20
0.1297
9.9784
0.1264
9.7403
0.2381
2.3861
0.7937
0.3
50
2
20
0.6810
49.7547
0.6779
49.5310
0.2237
0.4495
0.7456
0.3
10
6
20
0.1235
9.5310
0.1013
7.9293
1.6017
16.8055
5.3391
0.3
50
6
20
0.6871
50.1948
0.6620
48.3838
1.8110
3.6079
6.0366
0.3
30
4
20
0.4050
29.8413
0.3800
28.0375
1.8038
6.0445
6.0125
0.3
30
4
20
0.4050
29.8413
0.3788
27.9509
1.8903
6.3346
6.3011
0.3
30
4
20
0.4050
29.8413
0.3844
28.3550
1.4863
4.9807
4.9543
0.1
10
4
20
0.1286
9.8990
0.1118
8.6869
1.2121
12.2449 12.1212
0.5
10
4
20
0.1286
9.8990
0.0986
7.7345
2.1645
21.8659
4.3290
0.1
50
4
20
0.6852
50.0577
0.6763
49.4156
0.6421
1.2828
6.4214
0.5
50
4
20
0.6852
50.0577
0.6551
47.8860
2.1717
4.3384
4.3434
0.1
30
2
20
0.4068
29.9711
0.4016
29.5960
0.3752
1.2518
3.7518
0.5
30
2
20
0.4068
29.9711
0.3974
29.2929
0.6782
2.2629
1.3564
0.1
30
6
20
0.4096
30.1732
0.3940
29.0476
1.1255
3.7303 11.2554
0.5
30
6
20
0.4096
30.1732
0.3818
28.1674
2.0058
6.6475
4.0115
0.3
10
2
20
0.1297
9.9784
0.1265
9.7475
0.2309
2.3138
0.7696
0.3
50
2
20
0.6810
49.7547
0.6712
49.0476
0.7071
1.4211
2.3569
0.3
10
6
20
0.1235
9.5310
0.1014
7.9365
1.5945
16.7298
5.3151
0.3
50
6
20
0.6871
50.1948
0.6657
48.6508
1.5440
3.0760
5.1467
0.3
30
4
20
0.4050
29.8413
0.3786
27.9365
1.9048
6.3830
6.3492
0.3
30
4
20
0.4050
29.8413
0.3784
27.9221
1.9192
6.4313
6.3973
0.3
30
4
20
0.4050
29.8413
0.3819
28.1746
1.6667
5.5851
5.5556
LAMPIRAN 9 Penentuan pengaruh pH larutan Cu(II) terhadap jerapan FHA-Zeolit 50 45 40
Jerapan (%)
35 30 25 20 15 10 5 0 1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
pH Kondisi proses: massa resin FHA-zeo 0,3 gram, konsentrasi Cu(II) 50 ppm, volume 20 mL, suhu 30oC, t=24 jam
33
33
LAMPIRAN 10 Matriks Komponen (Campuran Cu(II) dan Zn(II)) Ekstraksi menggunakan Kromatografi Kolom Untuk logam Cu(II) Matriks 1 2 3
FHA-zeo pH (g) 0.5001 5.08 0.5010 5.08 0.5004 5.08 Volume 100 mL
DF 25 25 25
C0 ABS 0.5157 0.5157 0.5157
ppm ABS 216.0731 0.3397 216.0731 0.3394 216.0731 0.3340 Rata-rata
C1 ppm 135.7078 135.5708 133.1050
C1-C0 (ppm) 80.3653 80.5023 82.9680 81.2785
Jerapan (%) 37.1936 37.2570 38.3981 37.6162
C1-C0 (ppm) 12.8427 13.2576 14.2857 13.4620
Jerapan (%) 9.1966 9.4937 10.2299 9.6401
Qe 160.6985 160.6832 165.8034 162.3950
Untuk logam Zn(II) Matriks 1 2 3
FHA-zeo pH (g) 0.5001 5.08 0.5010 5.08 0.5004 5.08 Volume 100 mL
DF 25 25 25
C0 ABS 0.7656 0.7656 0.7656
ppm ABS 139.6465 0.6944 139.6465 0.6921 139.6465 0.6864 Rata-rata
C1 ppm 126.8038 126.3889 125.3608
Qe 25.6803 26.4622 28.5486 26.8970
34
LAMPIRAN 11 Pemisahan kembali ion Cu (II) dengan kromatografi kolom Volume Fraksi 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Recovery Total
Abs
Cu(II) Cons (ppm)
%
0.0891 0.1361 0.2747 1.5736 4.0798 1.3422 0.6921 0.3244 0.1817 0.0862
0.4256 0.8548 2.1205 13.9826 36.8703 11.8694 5.9324 2.5744 1.2712 0.3991
0.5236 1.0517 2.6090 17.2034 45.3629 14.6034 7.2989 3.1674 1.5640 0.4910
76.3005 81.2785
93.88 100.00
Abs
Zn(II) Cons (ppm)
%
0.0432 0.1984 0.8714 1.5961 0.5090 0.1467 0.0383
0.1869 0.7468 3.1746 5.7890 1.8672 0.5602 0.1692
1.3881 5.5471 23.5820 43.0022 13.8705 4.1617 1.2568
12.4939 13.4620
92.81 100.00
Penentuan resolusi dan selektivitas pemisahan Cu(II) dengan Zn(II)
40
VRCu
Konsentrasi (ppm)
35 30 25 20
Cu
15
Zn
VRZn
10
WCu
5 0 0
2
4
6
8
WZn
10
12
14
Volume, mL
16
18
20
22
24
35
Diketahui: 𝑉𝑅𝑍𝑛 = 8 𝑚𝐿 𝑉𝑅𝐶𝑢 = 12 𝑚𝐿 VM = 2,5 𝑚𝐿
𝑊𝑍𝑛 = 7 𝑚𝐿 𝑊𝐶𝑢 = 6 mL
Besarnya resolusi (R) adalah: 𝑅=
2(𝑉𝑅𝐶𝑢 − 𝑉𝑅𝑍𝑛 ) 2(12 − 8) 8 = = = 0,62 𝑊𝑍𝑛 + 𝑊𝐶𝑢 7+6 13
Besarnya faktor selektivitas (α) adalah: 𝑘 ′ 𝐶𝑢
mengunakan rumus, 𝛼 = 𝑘 ′ 𝑍𝑛 𝑉𝑅𝐶𝑢 − 𝑉𝑀 12 − 2,5 9,5 = = = 3,8 𝑉𝑀 2,5 2,5 𝑉𝑅𝑍𝑛 − 𝑉𝑀 8 − 2,5 5,5 𝑘 ′ 𝑍𝑛 = = = = 2,2 𝑉𝑀 2,5 2,5 𝑘 ′ 𝐶𝑢 =
sehingga,
𝛼=
𝑘 ′ 𝐶𝑢 3,8 = = 1,73 𝑘 ′ 𝑍𝑛 2,2
36
RIWAYAT HIDUP Penulis lahir di Mataram 12 Juni 1988, putra kedua dari tiga bersaudara dari Bapak Usman (Alm) dan Ibu Aminah. Penulis mulai menempuh pendidikan formal di SD Negeri 3 Sandik lulus pada tahun 2000, pendidikan lanjutan pertama di SLTP Negeri 1 Gunungsari lulus pada tahun 2003, pendidikan lanjutan tingkat atas di SMA Negeri 5 Mataram lulus pada tahun 2006. Selanjutnya, penulis diterima di Universitas Mataram (UNRAM) di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Jurusan Kimia melalui jalur PMJK dan lulus pada tahun 2011. Penulis melanjutkan pendidikan pascasarjana pada tahun 2013 di Program Studi Kimia, FMIPA Institut Pertanian Bogor (IPB).
