STUDI PENGGUNAAN TANIN TERMODIFIKASI SEBAGAI SENYAWA PEMBAWA (CARRIER) PADA EKSTRAKSI ION LOGAM Zn(II) DENGAN METODE MEMBRAN CAIR RUAH (BULK LIQUID MEMBRANE)
SKRIPSI Diajukan kepada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Sarjana Sains Kimia
Oleh: Dedi Setiyawan NIM: 09307144042
PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2016
i
ii
iii
MOTTO “Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman diantaramu dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat, dan Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan” (QS. Al-Mujadilah: 11) “Bagian terbaik dari hidup seseorang adalah perbuatanperbuatan baiknya dan kasihnya yang tidak diketahui orang lain.” (Wiliam Wordsworth) “Dengan harapan dan keyakinan tersebut mari jadikan hari esok lebih baik dan lebih terang” (One Ok rock: Be The Light) “Jika aku hanya mengikuti jejak sampai akhir. Aku hanya menelusuri jejak yang bukan hidupku. Kita tidak akan pernah semuda kita sekarang” (One Ok Rock: Decision “Warisan, cita-cita, takdir waktu dan impian manusia merupakan hal yang tidak bisa dihentikan, selama manusia masih terus mencari makna kebebasan, mereka tidak akan pernah berhenti” (One Piece: Gol D Roger)
“life is short, and it is up to you to make it sweet.” ( Sarah Louise Delany)
iv
PERSEMBAHAN Sujud syukur kepada Sang Khalik Pemilik Jagad Raya ini, Allah SWT yang selalu melindungi dan mendengarkan keluh kesah di setiap doaku. Begitu banyak kenikmatan yang telah diberikan-Nya hingga karya ini terselesaikan Ucapan Terima Kasih Untuk : 1. Untuk Bapak dan Ibu, yang telah memberiku dukungan dalam segala hal baik moril, materi, nasehat serta semangat yang tidak pernah berhenti. 2. Untuk adikku tercinta, semoga kau menjadi lebih baik dari kakakmu, semoga kau mempunyai pendidikan lebih tinggi dan menjadi anak sholeh. 3. Untuk adek safitri, terima kasih supportnya selama aku menyusun Tugas Akhir Semester sehingga bisa menyelesaikan dengan baik. 4. Untuk anak-anak Kimia Swadana 09 terima kasih kalian sudah menjadi teman terbaikku selama kuliah, dan aku berharap setelah lulus kita masih berteman baik seperti dulu meskipun jarak memisahkan kebersamaan kita, sukses buat kita semua. Ganbatte. 5. Temen-temen KKN Bendungan Lor, Kulon Progo dan warga Bendungan Lor. Aku pasti merindukan hari-hari bersama kalian 6. Warung Spesial Sambal yang memberi kesempatan bekerja. Personil SS Babarsari Barat dan Trio KECEWA SS Babarsari Barat, terima kasih telah menerima aku sebagai keluarga kalian. Temen-temen FUTSAL Spesial Sambal dan HIMAKI, aku sangat senang bermain futsal bersama kalian.
v
PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini saya: Nama
: Dedi Setiyawan
NIM
: 09307144042
Program Studi
: Kimia
Fakultas
: FMIPA-UNY
Judul Penelitian
: Studi Penggunaan Tanin Termodifikasi sebagai Senyawa Pembawa (Carrier) pada Ekstraksi Ion Logam Zn (II) dengan Metode Membran Cair Ruah (Bulk Liquid Membrane).
Menyatakan bahwa Penelitian ini adalah hasil pekerjaan saya sendiri dan sepanjang pengetahuan saya tidak berisi materi atau data yang telah dipublikasikan atau ditulis orang lain atau telah dipergunakan dan diterima sebagai persyaratan penyelesaian studi pada universitas lain atau institut lain, kecuali pada bagian-bagian tertentu yang telah dinyatakan dalam teks. Apabila pernyataan ini tidak benar, sepenuhnya menjadi tanggung jawab saya.
Yogyakarta, 20 Desember 2016 Yang menyatakan
Dedi Setiyawan NIM. 09307144042 vi
KATA PENGANTAR Puji syukur atas kehadirat Tuhan yang senantiasa mencurahkan kasih dan anugerah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul “Studi Penggunaan Tanin Termodifikasi sebagai Senyawa Pembawa (Carrier) pada Ekstraksi Ion logam Zn (III) dengan Metode Membran Cair Ruah (Bulk Liquid Membrane)”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Sains Kimia. Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan penyusunan skripsi ini tidak pernah lepas dari bimbingan, arahan, bantuan dan motivasi dari berbagai pihak. Oleh karenanya, melalui kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Dr. Hartono selaku Dekan FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta. 2. Bapak Jaslin Ikhsan, M.App.Sc., Ph.D selaku Ketua Jurusan Pendidikan Kimia dan Ketua Prodi Kimia Jurusan Pendidikan Kimia FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta 3. Ibu C. Budimarwanti selaku Penasehat Akademik, yang telah memberikan nasehat dan bimbingan kepada penulis. 4. Bapak Drs. I Made Sukarna M.Si selaku Pembimbing Utama, yang telah memberikan bimbingan, serta arahan, hingga selesainya skripsi ini. 5. Ibu Susila Kristianingrum, M.Si; Ibu Regina Tutik Padmaningrum, M.Si dan Bapak Erfan Priyambodo, M.Si selaku dosen penguji. 6. Seluruh dosen dan staf pengajar FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta yang telah memberikan banyak bantuan selama kuliah dan penelitian.
vii
7. Seluruh laboran dan karyawan Laboratorium Kimia FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta atas bantuan dan kerjasamanya selama penyusunan skripsi. 8. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu, yang telah memberikan bantuan hingga terselesaikannya skripsi ini Penulis menyadari bahwa dalam skripsi ini masih banyak kekurangan dan jauh dari kesempurnaan, namun demikian penulis berharap semoga apa yang penulis peroleh selama penyusunan skripsi ini mempunyai arti dan dapat memberikan manfaat bagi perkembangan ilmu kimia. Untuk itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini.
Yogyakarta, 28 Desember 2016
Penulis
viii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL.......................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN......................................................................
ii
HAAMANA PENGESAHAN .......................................................................
iii
HALAMAN MOTTO.....................................................................................
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN..................................................................
v
HALAMAN PERNYATAAN.......................................................................
vi
KATA PENGANTAR ...................................................................................
vii
DAFTA ISI.......................................................................................................
ix
DAFTAR TABEL...................................................................................... ...... xi DAFTAR GAMBAR......................................................................................
xii
DAFTAR TABEL...................................................................................... ...... xiii ABSTRAK.......................................................................................................
xiv
ABSTRACT.....................................................................................................
xv
BAB I. PNDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah...................................................................
1
B. Identifikasi Masalah..............................................................................
5
C. Pembatasan Masalah..............................................................................
6
D. Perumusan Masalah...............................................................................
6
E. Tujuan Penelitian...................................................................................
7
F. Manfaat Penelitian.................................................................................
7
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Deskripsi Teori......................................................................................
8
1. Ekstraksi .........................................................................................
8
ix
2. Metode Membran Cair..................................................................... 12 3. Metode Membran Cair Ruah............................................................. 17 4. Logam Berat....................................................................................
19
5. Seng(II) ..........................................................................................
20
6. Tanin................................................................................................
22
7. Spektrofotometri Inframerah...........................................................
23
8. Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) .........................................
25
B. Penelitian Yang Relevan........................................................................ 29 C. Kerangka Berfikir..................................................................................
31
BAB III METODE PENELITIAN A. Subyek dan Obyek Peneltian.................................................................
32
B. Vaiabel Penelitian..................................................................................
32
C. Alat dan Bahan Penelitian....................................................................... 32 D. Prosedur Penelitian................................................................................
33
E. Analsis Data Penelitian..........................................................................
39
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian......................................................................................
43
B. Pembahasan...........................................................................................
50
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ...........................................................................................
58
B. Saran......................................................................................................
58
DAFTAR PUSTAKA.....................................................................................
59
LAMPIRAN.....................................................................................................
63
x
DAFTAR TABEL Tabel 1. Klarifikasi Beberapa Asam Basa berdasarkan HSBA........................ 17 Tabel 2. Korelasi Daerah Serapan Inframerah.............................................
24
Tabel 3. Hasil Analisis Spektra IR Senyawa Tanin dan Tanin Termodifikasi....................................................................................
44
Tabel 4. Data Absorbansi Larutan Standar Zn(II) pada Pengaruh Waktu Ekstraksi terhadap Transpor Ion Logam Zn(II) ................................. 45 Tabel 5. Data Pengaruh Waktu terhadap Ttanspor Ion Logam Zn(II) ............ 46 Tabel 6. Data Absorbansi Larutan Standar Zn(II) pada Pengaruh Konsentrasi Fasa Penerima terhadap Transpor Ion Logam Zn(II)..... 47 Tabel 7. Data Pengaruh Konsentrasi Fasa Penerima terhadap Tanspor Ion Logam Zn(II)...................................................................................... 49 Tabel 8. Perhitungan Garis Regresi Kurva Kalibrasi Pengaruh Waktu Ekstraksi terhadap Transpor Ion Logam Zn(II) ................................. 68 Tabel 9. Perhitungan Garis Regresi Kurva Kalibrasi Pengaruh Waktu Ekstraksi terhadap Transpor Ion Logam Zn(II) ................................. 71 Tabel 10. Data Pengaruh Waktu terhadap konsentrasi Ion Logam Zn(II) dalam Fasa Penerima..................................................................
74
Tabel 11. Data Akhir Pengaruh Waktu terhadap Konsentrasi Ion Logam Zn(II) dalam Fasa Penerima dan hasil Ion Logam yang tertranspor........................................................................................... 77 Tabel 12. Data Pengaruh Konsentrasi Fasa Penerima terhadap Konsentrasi Ion Logam Zn(II) dalam Fasa Penerima.......................
78
Tabel 13. Data Akhir Pengaruh Konsentrasi Fasa Penerima terhadap Konsentrasi Ion Logam Zn(II) dalam Fasa Penerima dan Ion Logam Zn(II) yang Tertranspor.......................................................... 82 Tabel 14. Nilai-nilai r Product Moment pada Taraf Signifikansi 5% dan 1%.... 83 Tabel 15. Nilai F dengan Taraf Signifikansi 5% dan 1%................................
xi
82
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.
Mekanisme pemisahan ion logam.................................................. 15
Gambar 2.
Model reaktor transpor melalui teknik membran cair ruah........... 18
Gambar 3.
Struktur tanin terhidrolisis............................................................ 22
Gambar 4.
Skema umum komponen pada Alat AAS...................................... 25
Gambar 5.
Kurva kalibrasi larutan standar...................................................... 28
Gambar 6.
Sistem ekstraksi dengan metode membran cair ruah..................... 38
Gambar 7.
Spektra IR senyawa tanin.............................................................. 43
Gambar 8.
Spektra IR senyawa tanin termodifikasi........................................ 44
Gambar 9.
Kurva kalibrasi larutan standar seng(II) untuk penentuan pengaruh waktu ekstraksi terhadap transpor ion logam seng(II)... 45
Gambar 10. Kurva hubungan antara waktu ekstraksi dengan transpor ion logam seng(II)................................................................................ 47 Gambar 11. Kurva kalibrasi larutan standar seng(II) untuk penentuan pengaruh konsentrasi terhadap transpor ion logam seng(II) ......... 48 Gambar 12. Kurva hubungan antara konsentrasi fasa penerima terhadap transpor ion logam seng(II)............................................................ 49 Gambar 13. Reaksi asetilasi tanin...................................................................... 53 Gambar 14. Pengadukan emulsi membran cair fasa ruah.................................. 84
xii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Skema prosedur kerja..................................................................... 64 Lampiran 2. Uji linearitas kurva kalibrasi pengaruh waktu ekstraksi terhadap transpor ion logam Zn(II).............................................................. 68 Lampiran 3. Uji linearitas kurva kalibrasi pengaruh konsentrasi ekstraksi terhadap transpor ion logam Zn(II ................................................ 71 Lampiran 4. Perhitungan persentase transpor pada pengaruh wakru ekstraksi terhadap transpor ion logam Zn(II)............................................... 74 Lampiran 5. Perhitungan persentase transpor pada pengaruh konsentrasi ekstraksi terhadap transpor ion logam Zn(II)................................ 78 Lampiran 6. Daftar Nilai Nilai r (koefisien Korelasi)........................................ 82 Lampiran 7. Daftar Nilai F regresi..................................................................... 83 Lampiran 8. Gambar Alat Penelitian.................................................................. 84 Lampiran 9. Hasil Uji Laboratorium.................................................................. 85
xiii
STUDI PENGGUNAAN TANIN TERMODIFIKASI SEBAGAI SENYAWA PEMBAWA (CARRIER) PADA EKSTRAKSI ION LOGAM Zn(II) DENGAN METODE MEMBRAN CAIR RUAH (BULK LIQUID MEMBRANE) Oleh: Dedi setiyawan 09307144042 Pembimbing Utama : Drs. I Made Sukarna, M.Si ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah senyawa tanin termodifikasi dapat digunakan sebagai senyawa pembawa dalam ekstraksi ion logam Zn(II) dengan metode membran cair ruah, dengan cara menentukan waktu ekstraksi terbaik dalam ekstraksi ion logam Zn(II), mengetahui konsentrasi optimum fasa penerima dalam ekstraksi ion logam Zn(II) serta mengetahui persentase transpor ion logam Zn(II) ke fasa penerima. Subjek penelitian ini adalah penggunaan senyawa tanin termodifikasi untuk ekstraksi ion logam Zn(II) dengan metode membran cair ruah, sedangkan objek penelitiannya adalah persentase transpor ion logam Zn(II). Pada penelitian ini dilakukan modifikasi senyawa tanin dengan reaksi asetilasi dan hasilnya dikarakterisasi dengan Spektrofotometri Infrared. Selanjutnya senyawa tanin yang dimodifikasi digunakan untuk membuat membran dengan cara menambahkan 0,5 gram senyawa tanin termodifikasi ke dalam 50 mL etil asetat. Membran ini kemudian digunakan untuk ekstraksi dengan variasi waktu ekstraksi 2, 4 dan 6 jam. Sedangkan fasa umpan yang digunakan yaitu 50 mL larutan Zn(II) 100 ppm dan fasa penerima berupa H2SO4 divariasikan konsentrasinya yaitu 0,1; 0,5 dan 1 M. Kandungan ion Zn(II) dalam kedua fase selanjutnya diukur dengan Spektrofotometer Serapan Atom. Hasil spektra IR menunjukkan perbedaan yaitu adanya serapan dari gugus C-H alkana dari senyawa tanin hasil modifikasi pada 2939,52 cm -1, sedangkan pada spektra senyawa tanin tidak terdapat serapan oleh gugus C-H alkana. Disimpulkan bahwa senyawa tanin termodifikasi dapat digunakan sebagai senyawa pembawa dalam ekstraksi ion logam Zn(II). Selain itu, waktu ekstraksi terbaik yaitu selama 6 jam dengan persentase transpor ion logam Zn(II) sebesar 16,3074 %. Sedangkan konsentrasi optimum fasa penerima yaitu pada konsentrasi H2SO4 0,1 M dengan persentase transpor ion logam Zn(II) sebesar 16,3074 %. Kata Kunci : Tanin termodifikasi, Zn(II), Membran Cair Ruah, Ekstraksi, Senyawa pembawa
xiv
A STUDY OF USING MODIFIED TANNIN AS CARRIER IN THE EXTRACTION OF Zn(II) METAL IONS BY BULK LIQUID MEMBRANE METHOD By: Dedi Setiyawan 09307144042 Supervisor
: Drs. I Made Sukarna, M.Si ABSTRACT
This study aims to determine whether the modified tannin compounds can be used as a carrier in the extraction of Zn(II) metal ions by Bulk Liquid Membrane method, by determining the best extraction time of Zn(II), determine the optimum concentration of receiver phase in the extraction of Zn(II) and to know the transport percentage of metal ion Zn(II) to the receiver phase. The subject of this study is the use of modified tannin compounds to extraction of Zn(II) metal ions by bulk liquid membrane method, while the study object is the transport percentage of Zn(II) metal ion. In this research, tannin was modified by acetylation reaction and characterized by Infrared Spectrophotometry. Furthermore modified tannin is used to make membranes by adding 0,5 grams tanin modified of the compound into 50 mL ethyl acetate. This membrane then used to extract with the variation of extraction time is 2, 4 and 6 hours. While source phase used is 50 mL solution of Zn(II) 100 ppm and a receiver phase is H2SO4 concentration was varied at 0,1; 0,5 and 1 M. Ion content of Zn(II) in the two subsequent phases were measured by Atomic Absorption Spectrophotometer. IR spectra of tannin before and after modification there are differences in the presence of C-H alkane absorption of tannin modified at 2939.52 cm -1, while the spectra of tannin there is no absorption by C-H alkane. So, from these data it can be concluded that the modified tannin compounds can be used as a carrier in the extraction of metal ions Zn(II). The results showed that the best extraction time is 6 hours with the percentage of metal ion transport 16,3074 %. While the optimum concentration of the receiver phase at aconcentration of 1 M H2SO4 with the percentage of metal ion transport 16,3074 %. Key words : Modified tannin, Zink(II), Bulk Liquid Membrane, Extraction, Carrier
xv
BAB I PENDAHULUAN A.
Latar Belakang Masalah Pertumbuhan kebutuhan manusia harus diatasi dengan berkembangnya teknologi dalam bidang industri. Hal ini sejalan dengan semakin bertambah manusia, kebutuhan manusia akan meningkat. Indutri merupakan produsen bagi segala kebutuhan manusia, selain itu industri merangkap sebagai produsen limbah. Keberadaan limbah terutama limbah cair dalam jumlah yang besar menjadi masalah yang semakin serius dampaknya bagi lingkungan sekitar. Pencemaran limbah yang terjadi di kawasan industri dapat meluas seiring dengan berjalannya waktu, meluasnya pencemaran ini dibawa oleh air, udara dan tanah. Pemukiman penduduk yang berada di kawasan industri mengalami dampak yang paling besar terhadap kesehatan. Keberadaan limbah dalam jumlah yang besar tidak bisa dibiarkan begitu saja karena nanti akan menimbulkan masalah kesehatan yang besar. Limbah yang menimbulkan masalah besar adalah yang mengandung logam-logam berat. Logam-logam berat seperti kromium (Cr), tembaga (Cu), kadmium (Cd), seng (Zn), raksa (Hg), besi (Fe), timbal (Pb), nikel (Ni) dan timah (Sn) memiliki potensi toksik ( Surna T.Djajadiningrat 1996: 106). Logam seng(II) merupakan logam mikro yang terakumulasi dalam tubuh menyebabkan toksik dan beracun. Sudah banyak pembuktian bahwa akumulasi logam seng(II) hasil dari industri tekstil dalam jaringan manusia terus-menerus, pada akhirnya dapat bersifat karsinogenik (Suriawiria, 1996:
1
3). Seng (II) termasuk kedalam trace mineral, artinya dibutuhkan oleh tubuh relatif sedikit. Keracunan seng (II) dalam jumlah besar akan menyebabkan mual, muntah-muntah, diare dan gangguan pada perut. Sebanyak satu persen seng (II) dalam ransum hewan dapat menekan pertumbuhan, gangguan pada alat reproduksi dan anemia. Proses pemisahan merupakan proses penting dalam industri dan semakin berkembang dengan permasalahan di industri serta makin banyaknya pilihan teknologi yang bisa digunakan. Pemisahan unsur logam berat dalam limbah bertujuan mengurangi resiko limbah buangan agar tidak membahayakan manusia dan lingkungan. Pemisahan unsur-unsur yang terkandung dalam suatu limbah dapat dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya dengan pengendapan, penguapan, elektroanalisis, dan ekstraksi pelarut. Metode pemisahan yang paling baik dan populer adalah ekstraksi pelarut, karena dapat dilakukan baik dalam tingkat makro maupun mikro (Khopkar,1990: 290-305). Penggunaan
ekstraksi
pelarut
sebagai
unit
operasi
dalam
hidrometalurgi. Sekarang digunakan secara luas untuk logam-logam dari berbagai macam bahan mentah termasuk bijih tingkat rendah, bahan sisa dan limbah (Rydberg, 1992: 393-412). Teknik pemisahan ion logam berat dengan membran cair merupakan salah satu pengembangan metode ekstraksi pelarut yang dapat digunakan untuk recovery ion logam berat dari air limbah, eksplorasi logam berharga dari bahan tambang serta untuk kepentingan analisis. Keuntungan metode dengan sistem membran cair adalah mempunyai selektivitas dan efisiensi
2
sistem tinggi, penggunaan pelarut, pemisahan ion yang dapat dilakukan secara kontinou dalam satu unit operasi, pengoperasian sederhana dan biaya pengoperasian yang murah (Misra and Gill, 1996:361-368). Membran cair telah dikembangkan dan dipelajari untuk pemisahan logam toksik dan logam bernilai. Teknik didasarkan pada proses distribusi cair-cair, yang dilakukan dengan menggunakan agen pengekstrak seperti senyawa pembawa dalam transpor berfasilitas. Membran cair telah dimanfaatkan untuk pemisahan fenol dari limbah cair hasil buangan industri. Membran cair juga digunakan untuk proses pemisahan logam (Kopunecdan Benetiz, 1991:269-280; Nakamura, 1992:863-873; Monh,1992:219-231). Membran cair ruah (BLM,BulkLiquidMembrane) merupakan metode yang sering digunakan dalam teknik membran cair yang menggunakan cairan sebagai membran sehingga dibutuhkan senyawa membran yang lebih banyak. Metode ini cukup baik untuk mempelajari mekanisme transport dan pengaruh dari struktur carrier dalam efisiensi dan selektivitasnya. (Misra and Gill, 1996:361-368). Keberhasilan ekstraksi pelarut dan teknik pemisahan menggunakan membran cair ditentukan oleh kestabilan kompleks antara ion logam dengan senyawa pembawa (carrier). Kestabilan kompleks tersebut ditentukan oleh beberapafaktor, diantaranya jenis atom donor (gugus aktif) senyawa pembawa yang sesuai dengan konfigurasi elektron logam. Efisiensi dan selektivitas dari transport pada berbagai teknik ekstraksi sangat ditentukan oleh carrier dalam membran cair (Bartsch andWay,1996: 1-6).
3
Selain faktor gugus aktif yang mempengaruhi efektifitas dan selektifitas ekstraksi logam, faktor lainnya adalah ukuran cincin (ring size) untuk makro siklik atau panjang dan cabang gugus hidrofobik (Walkowiak, 1996: 181-193; Fortunato,2004: 197-209 ). Sumber carrier dapat diperoleh dari bahan alam yang melimpah sebagai contoh eugenol yang diekstrak dari minyak cengkeh. Teknik membran cair fasa ruah dengan menggunakan zat pembawa merupakan
terobosan
baru
dalam
teknik
pemisahan.
Teknik
ini
mengkombinasikan ekstraksi pelarut dan proses stripping dalam suatu perpaduan yang sangat menarik dalam perlakuan pada larutan yang konsentrasi logamnya rendah. Keselektifan dan keefektifan teknik ini dapat diperoleh dengan menambahkan zat aditif yang cocok sebagai mediator dan pengaturan kondisi operasi yang tepat saat pemakaian transpor sehingga tidak terjadi reaksi balik. Tanin merupakan salah satu senyawa metabolit sekunder yang terdapat pada tanaman dan disintesis oleh tanaman. Tanin dapat membentuk senyawa kompleks dengan makromolekul lainnya. Tanin terbagi menjadi dua kelompok yaitu tanin yang terhidrolisis dan tanin terkondensasi. Tanin yang mudah terhidrolisis merupakan polimer gallic dan ellagic acid yang berikatan ester dengan sebuah molekul gula, sedangkan tanin terkondensasi merupakan polmer senyawa flavonoid dengan ikatan karbon-karbon Waghorn dan McNabb, 2003: 383-392). Tanin juga dapat membentuk khelat dengan logam secara stabil, sehingga dari sifat ini tanin digunakan untuk mengekstraksi logam.
4
Tanin yang bersumber dari tanaman mempunyai sifat polar yang larut dalam air. Sedangkan fasa umpan dan fasa penerima dalam proses ekstraksi merupakan fasa air sehingga tanin akan larut dalam kedua fasa dan tidak dapat digunakan sebagai senyawa pembawa (carrier). Oleh karena itu, dilakukan modifikasi dengan reaksi asetilasi untuk mengganti gugus –OH dengan gugus asetil sehingga didapatkan tanin termodifikasi yang sifat kepolarannya lebih kecil. Berdasarkan hal ini, maka dilakukan penelitian yang bertujuan mengetahui kapasitas tanin sebagai senyawa pembawa (carrier) untuk ekstraksi ion logam Zn(II) dengan metode membran cair ruah (Bulk Liquid Membrane). Dimana larutan Zn(II) sebagai fasa umpan, tanin termodifikasi yang dilarutkan dalam etil asetat p.a sebagai fasa membran dan larutan H₂SO₄ sebagai fasa penerima. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi hasil pemisahan dengan metode membran cair ruah antara lain waktu pengadukan, konsentrasi fasa penerima dan kecepatan pengadukan.
B.
Identifikasi Masalah Berdasarkan pada latar belakang, maka kita dapat mengidentifikasi beberapa masalah yang terkandung, yaitu : 1. Metode yang digunakan pada ekstraksi ion logam Zn(II). 2. Senyawa pembawa (carrier) yang digunakan pada ekstraksi logam Zn(II). 3. Kecepatan pengadukan pada ekstraksi ion logam Zn(II). 4. Variasi waktu pengadukan pada ekstraksi ion logam Zn(II).
5
5. Variasi konsentrasi fasa penerimapada ekstraksi ion logam Zn(II).
C.
Pembatasan Masalah Untuk mempersempit ruang lingkup penelitian ini, maka akan dilakukan pembatasan masalah sebagai berikut: 1. Metode yang digunakan pada ekstraksi ion logam Zn(II) adalah metode Membran Cair Ruah (Bulk Liquid Membrane). 2. Senyawa pembawa (carrier) yang digunakan pada ekstraksi ion logam Zn(II) adalah tanin termodifikasi. 3. Kecepatan pengadukan pada ekstraksi logam Zn(II) adalah kecepatan pengadukan pada mechanic stirrer 130 rpm dan pada magnetic stirrer yaitu 500 rpm. 4. Variasi waktu pengadukan pada ekstraksi ion logam Zn(II) adalah 2 jam, 4 jam dan 6 jam. 5. Variasi konsentrasi fasa penerima yaitu 0,1 M ; 0,5 M dan 1 M.
D.
Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah dapat diidentifikasi beberapa masalah sebagai berikut: 1. Apakah senyawa tanin termodifikasi dapat digunakan sebagai senyawa pembawa (carrier) dalam ekstraksi ion logam Zn(II) dengan metode Membran Cair Ruah? 2. Berapa waktu ekstraksi terbaik dalam ekstraksi ion logam Zn(II)?
6
3. Berapa konsentrasi optimum fasa penerima pada ekstraksi ion logam Zn(II)? 4. Berapa besar persen efisiensi transpor ion logam Zn(II) ke fasa penerima?
E.
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Mengetahui apakah senyawa tanin termodifikasi bisa digunakan sebagai senyawa pembawa (carrier) dalam ekstraksi logam Zn(II) dengan metode Membran Cair Ruah (Bulk Liquid Membrane). 2. Mengetahui waktu ekstraksi optimum dalam ekatraksi logam Zn(II). 3. Mengetahui konsentrasi optimum fasa penerima ekstraksi logam Zn(II). 4. Mengetahui efisiensi transpor ion logam Zn(II) ke fasa penerima.
F.
Manfaat Penelitian Dengan penelitian ini diharapkan mempunyai manfaat antara lain: 1. Menambah ketrampilan peneliti dalam menerapkan metode-metode analisis teori secara langsung. 2. Menambah khasanah ilmu pengetahuan khususnya dalam hal analisis seng (II) dan metode emulsi membran cair 3. Menambah nilai kegunaan senyawa tanin. 4. Memperoleh senyawa organik yang mempunyai kegunaan sebagai senyawa pembawa (carrier) dalam metode ekstraksi ion logam.
7
BAB II KAJIAN TEORI A.
Deskripsi Teori
1.
Ekstraksi Ekstraksi adalah metode pemisahan yang berdasarkan pada proses distribusi zat terlarut (solut) dalam dalam dua pelarut yang saling bercampur. Ekstrasi merupakan proses pemisahan, penarikan atau pengeluaran suatu komponen cairan atau komponen dari campurannya. Biasanya menggunakan pelarut sesuai dengan komponen yang diinginkan Proses ekstraksi memanfaatkan pembagian suatu zat terlarut antara dua pelarut yang tidak saling tercampur untuk mengambil zat terlarut tersebut dari satu pelarut ke pelarut lain. Metode ekstraksi memegang peranan yang penting baik dilaboratorium maupun dunia industri. Di laboratorium, ekstraksi sering kali dilakukan untuk menghilangkan atau memisahkan zat terlarut dalam larutan dengan pelarut air yang diekstraksi dengan pelarut lain seperti eter, kloroform, karbondisulfida atau benzene (Sudjadi, 1986: 167177). Apabila suatu solut terdistribusi diantara dua pelarut yang tidak saling bercampur, maka ada hubungan tertentu antara konsentrasi solut didalam dua fase pada kesetimbangan. Hubungan ini dikemukan oleh Nerst, yang menyatakan bahwa suatu solut akan terdistribusi antara dua pelarut yang tidak bercampur, sedemikian rupa hingga perbandingan konsentrasi dalam suatu kesetimbangan pada suhu dan tekanan tertentu adalah tetap. Berdasarkan metode dalam ekstraksi, ekstraksi dibagi menjadi tiga, antara lain:
8
a. Ekstraksi batch Ekstraksi batch merupakan metode yang paling sederhana bila dibandingkan metode yang lain karena hanya menggunakan corong pisah dalam ekstraksi. Metode ini digunakan bila perbandingan distribusi solut antara pelarut organik dan air cukup besar sehingga dapat memberi hasil optimal. b. Ekstraksi kontinou Ekstraksi ini digunakan bila perbandingan distribusi antara kedua pelarut relatif kecil, sehingga dapat digunakan alat soxlet untuk melakukan ekstraksi. c. Ektraksi counter current Ekstraksi counter curent digunakan bila perbandingan distribusi solut antara dua pelarut hampir sama, sehingga dapat digunakan alat Craig untuk melakukan ekstraksi (Karger et al, 1979; Skoog et al, 1996). Berdasarkan prosesnya ekstraksi dibagi menjadi 3, yaitu : a Ekstraksi solvasi Ekstraksi solvasi adalah ekstraksi yang prosesnya melalui pembentukan kompleks asosiasi ion dimana molekul-molekul pelarut terlibat dalam pembentukan
kompleks
tersebut
sehingga
ion
terdistribusikan ke fase organik. Contohnya ekstraksi Fe
logam
dapat
menggunakan
eter (Pudjaatmaka, A.H. dan Setiono. 1994: 229) b Ekstraksi kelat
Ekstraksi kelat adalah ekstraksi yang prosesnya melalui pembentukan kompleks kelat, yaitu pembentukan struktur cincin oleh ion logam
9
dengan ligan kelat. Ligan kelat adalah senyawa yang memiliki dua atau lebih gugus pendonor pasangan elektron. Psangan elektron ini akan menempati koordinasi logam membentuk senyawa lingkar atau cincin (Ueno et al, 1992: 313-321, 507-509). Pada pembentukan kelat, ligan kelat menetralkan muatan dari ion logam sehingga terbentuk senyawa kelat netral yang dapat diekstrak ke fase organik. Contoh adalah ekstraksi Cu
menggunakan ligan oksin.
c Ekstraksi pasangan ion Ekstraksi pasangan ion adalah ekstraksi karena ion logam bersosiasi dengan ion-ion yang bermuatan berlawanan sehingga menghasilkan suatu spesies tak bermuatan yang dapat diekstrak ke fase organik. Contohnya adalah ekstraksi Fe
menggunakan phenantrolin dan anion klorida
(Pudjaatmaka. A.H. dan Setiono, L., 1994: 235) Berdasarkan energi/suhu yang digunakan ekstraksi dibagi menjadi 2, yaitu : a. Ekstraksi cara dingin Ekstraksi dengan cara dingin artinya tidak ada proses pemanasan selama proses ektraksi berlangsung yang bertujuan untuk
menghindari
kerusakan senyawa yang dianalisis karena pemanasan. Jenis ekstraksi dingin yaitu : 1) Maserasi Istilah meceration berasal dari bahasa latin macerare yang artinya merendam. Maserasi adalah ekstraksi dengan prinsip pencapaian kesetimbanan konsentasi, menggunakan pelarut yang direndamkan pada
10
suhu kamar. Bila dibantu pengadukan secara konstan disebut maserasi kinetik. Remaserasi adalah penambahan pelarut kedalam simplisia yang diekstraksi, maserat (hasil maserasi) pertama disaring, sisa simplisia diekstraksi dengan menambahkan pelarut baru dengan cara yang sama. Kekurangan metode ini, buruh waktu yang lama dan memerlukan pelarut dalam jumlah yang banyak 2) Perkolasi Istilah perkolasi berasal dari bahasa latin, per yang artinya memulai dan colare yang artinya merembes. Perkolasi adalah ekstraksi menggunakan pelarut yang selalu baru sehingga semua pelarut tertarik dengan sempurna (exhaustive extraction), umumnya dilakukan pada suhu kamar. Tahapan perkolasi penetesan pelarut serta penampungan perkolatnya hingga didapat volume 1 sampai 5 kali jumlah bahan. b. Ekstraksi cara panas Ekstraksi dengan cara panas melibatkan panas dalam prosesnya. Dengan adanya panas secara otomatis akan mempercepat proses pencarian dibandingkan dengan cara dingin. 1) Refluks Refluks merupakan ekstraksi pelarut pada temperatur didihnya selama waktu tertentu dan jumlah pelarut terbatas yang relatif konstan dengan adanya pendingin balik dilakukan sebanyak tiga kali setiap 3-4 jam. 2) Digesti Digesti adaalah maserasi kinetik pada teperatur lebih tinggi dari temperatur kamar sekitar 40 °C – 50 °C.
11
3) Destilasi uap Pencarian minyak menguap dengan cara simplisia dan air ditempatkan dalam labu berbeda. Air dipanaskan dan akan menguap, uap air akan masuk ke dalam labu sampel sambil mengekstraksi minyak menguap yang terdapat dalam simplisia, uap air dan minyak menguap yang telah terekstraksi menuju kondensor dan akan terkondensasi, lalu akan melewati pipa pendingin, campuran air dan minyak yang menguap masuk kedalam corong pisah dan akan memisah antara air dan minyak atsiri. 4) Infusa Ekstraksi pelarut air pada temperatur penangas air 90 °C – 98 °C. 5) Soxhletasi atau Continous Extraction Soxhletasi adalah suatu meode pemisahan suatu komponen yang terdapat dalam sampel padat dengan cara penyaringan berulang-ulang dengan pelarut yang sama. Sehingga semua komponen yang diinginkan dalam sampel terisolasi sempurna. Soxhletasi merupakan penyarian simplisia secara berkesinambungan, cairan penyari dipanaskan sehingga menguap, uap cairan penyari terkondensasi menjadi molekul-molekul air oleh pendingin balik dan turun menyari simplisia dalam klonsong dan selanjutnya masuk kembali kedalam labu alas bulat setelah melewati pipa sifon . http://ilmu-kefarmasian.blogspot.co.id/2013/02/ekstraksi.html 2.
Metode Membran Cair Ekstraksi secara umum merupakan cara yang paling sederhana dan mudah untuk memisahkan suatu komponen dari larutannya, akan tetapi ekstraksi membutuhkan banyak pelarut organik serta agen pengompleks
12
sehingga untuk mengatasi hal tersebut dilakukan beberapa modifikasi dari metode-metode ekstraksi yang ada. Salah satu metode yang telah dimodifikasi adalah metode transpor melalui membran cair Metode transpor melalui membran cair dilakukan menggunakan gelas kimia dari tiga fase, yaitu fase sumber yang berisi ion logam, fase membran yang berisi ligan dan fasa penerima yang berisi asam kuat (Hiratani et al, 1990:319-320; Gaikwad, 2003:327-334). Membran sebagai komponen paling penting berisi ligan dimana ligan tersebut mempunyai struktur yang memungkinkan terjadinya kompleks (Lamb et al, 1980: 6820-6824). Membran cair adalah fase cair yang memisahkan dua fase cair lainnya yang tidak bercampur, dimana ligan pembawa dalam membran cair akan memfasilitasi transport kation dari fase air(fase sumber) ke fase air lainnya (fase penerima) melalui membran cair (Lamb etal, 1980: 6820-6824). Walkowiak (1996: 181-193), Hiratani (1996:167-180), dan Misra (1996: 361-368) dalam penelitian melaporkan keunggulan teknik membran cair dibandingkan ekstraksi pelarut tradisional untuk pemisahan ion dalam hal efisiensi penggunaan larutan organik dan agen pengompleks ion logam. Efisiensi dengan teknik membran cair emulsi yang didapat mencapai 99 %. Walkowiak (1996:181-193) melaporkan pemisahan selektif kation logam transisi dengan berbagai pembawa senyawa organofosfos dengan teknik membran cair emulsi multi tahap dengan berbagai pengaturan pH. Hayashita memisahkan logam–logam berat dengan mengomplekskan logam berat sebagai kompleks klorida dengan teknik membran cair emulsi. Kelemahan utama teknik ini walaupun hasilnya cukup memuaskan adalah
13
masih perlunya upaya pemecahan emulsi yang merepotkan unuk mendapatkan logam yang diinginkan, berbeda dengan membran cair berpendukung dimana logam murni didapatkan tanpa perlu pemisahan lagi Beberapa keunggulan membran cair dibandingkan metode ekstraksi yang sebelumnya (Aminuddin dan Buchori, 1997: 9-13) a. Bebas dispersi. b. Dapat digunakan untuk kondisi ekstraksi pada perbandingan volume fasa umpan terhadap fasa penerima tinggi, sehingga mampu memberikan faktor konsentrasi (pemekatan) yang tinggi. c. Hanya sedikit sekali jumlah pengekstrak (senyawa pembawa), yang dibutuhkan tidak lebih dari 1% dari jumlah pengekstrak yang digunakan dalam ekstraksi pelarut biasa. d. Tidak ada pemisahan lebih lanjut, karena fasa air dan fasa minyak sudah terpisah dengan sendirinya (satu tahap). e. Jumlah fasa organik yang terbawa oleh hasil ekstraksi dapat diabaikan. f. Peralatan yang digunakan cukup sederhana dan mudah dioperasikan. Logam akan membentuk kompleks dengan ligan pembawa dalam fasa membran. Kompleks yang terbentuk akan terdisosiasi di antar muka fase membran-fase penerima dan logam akan terlepas kembali ke fase penerima (Lamb et al, 1980:6820-6824). Mekanisme transport ion logam yang terjadi sebagai berikut: a. Ligan dan ion logam saling berada di antarmuka fase sumber-fase membran, kemudian ligan melepaskan proton untuk membentuk kompleks dengan ion logam di antarmuka fase sumber-fase membran.
14
b. Didalam fase membran, kompleks ligan-logam berdifusi melalui membran cair organik menuju ke antarmuka fase membran-fase penerima. c. Kompleks ligan-logam yang berada di antarmuka fase membran-fase penerima menangkap proton dari fase penerima menjadi ligan bebas dan ion logam ke fasa penerima berasosiasi dengan anion fase di penerima. d. Ligan bebas terdifusi ke antar mua fase sumber-fase membran untuk memulai transpor lagi (Abbaspour and Tavakol, 1999: 1005-1008). Mekanisme tersebut dapat ditunjukkan melalui Gambar 1. Mn++nHL(membran) MLn (membran)+nH+ Fasa Umpan Mn +
MLn(membran) +nH+ n+ nHL(membran)+ M Fasa Membran
nHL
ML n + nH
Fasa Penerima
+ nH
Mn +
Gambar 1. Mekanisme pemisahan ion logam Dengan penggunaan senyawa pembawa yang tepat, maka ion logam atau molekul suatu senyawa dapat diekstrak. Mekanisme pemisahan menggunakan membran cair didasarkan pada transpor ion logam melalui fasa membran yang didalamnya terkandung senyawa pembawa dan dapat membentuk kompleks dengan ion logam. Selanjutnya kompleks akan
15
terpisah dikarenakan adanya muatan H+ dari fasa penerima. Dan ion logam yang terikat pada senyawa pembawa akan tertranspor masuk ke dalam fasa penerima. Sedangkan kestabilan kompleks itu sendiri ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain jenis atom donor (gugus aktif) senyawa pembawa yang sesuai dengan konfigurasi elektron logam. Senyawa logam akan membentuk kopleks dengan ion logam melalui ikatan kimia antara gugus aktif dengan ion logam. Senyawa pembawa ini akan membentuk kompleks dengan ion logam melalui ikatan kimia antara gugus aktif dengan ion logam, pembentukan ini didasarkan pada teori HSAB (pengelompokan asam basa berdasarkan kekerasan dan kelunakan). Asam basa lunak (soft acids bases) adalah asam basa yang elektron-elektron valensinya muadah terpolarisasi atau terlepaskan, sedangkan asam basa keras (hard acids bases) adalah asam basa yang tidak mempunyai elektron valensi atau elektron valensinya sukar terpolarisasi. Berdasarkan prinsip HSBA (Hard and Soft Acid Base), asam keras cenderung lebih suka untuk berkoordinasi dengan basa keras dan demikian juga halnya dengan asam lunak cenderung lebih suka berkoordinasi dengan basa lunak. Asam keras dan basa keras cenderung mempunyai atom kecil, oksidasi tinggi, kepolaran rendah dan keelektronegatifan tinggi. Sedangkan asam lunak dan basa lunak cenderung
mempunyai
atom
besar,
tingkat
oksidasi
rendah
dan
keelektronegatifan rendah. Interaksi antara asam keras dan basa kera disebut interaksi ionik, sedangkan interaksi antara asam lemah dan basa lemah lebih bersifat kovalen (Bowser, JR. 1993:322-325). Tabel 1. Klarifikasi beberapa asam basa berdasarkan HSBA (Bowser, JR. 1993:322-325).
16
Kelas Asam Keras (Hard) H+,Li+, Na+,K+ Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+ Ti4+,Cr3+, Cr6+, Mn2+, Mn7+, Fe3+, Co3+ BF3,BCl3,Al3+,AlCl3,AlH3 CO2, Si4+ HX(molekul ikatan hydrogen) Daerah batas (Borderline)
Lunak (Soft)
Basa H2O, NH3,N2H4 F-, Cl-, OH-, ROH, R2O NO3,ClO4, CH3COO- O2-, CO32-, SO42PO43-
Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Sn2+, C6H5NH2, N3-, Pb2+ N2, NO2-,BrC6H5+, NO+, Sb3+, Bi3+, SO2 SO32Cu+, Ag+,Au+, CH3Hg+ H-, C2H4, C6H6, Hg22+,Hg2+, Cd2+, Pd2+, Pt2+, Pt4+ CO, SCNCN-,IBr2,Br+,I2,I+, O, Cl, Br,I, N, Atom-atomLogam S2-, S2O32-
Teori ini menyatakan bahwa secara umum ion-ion asam logam keras (seperti logam alkali, alkali tanah, dan Cr3+) lebih kuat kompleksnya dengan basa keras (seperti RO-), ion asam logam lunak (seperti Cd2+) akan membentuk kompleks yang lebih kuat dengan basa lunak (seperti yang berasal dari 2-tiopentanol), dan ion-ion asam logam borderline (seperti Zn2+) dengan basa borderline (Cahyono, 2007: 39-43) 3.
Metode Membran cair fasa ruah Membran cair ruah adalah salah satu sistem paling sederhana untuk melakukan proses ekstraksi dengan metode membran cair. Dalam prakteknya menggunakan gelas tipe-U yang berisi fasa umpan dan fasa penerima yang dipisahkan oleh cairan membran. Ruah dalam hal ini berarti banyak, membran yang digunakan dalam jumlah yang banyak. Teknik
17
membran cair fasa ruah dapat digunakan sebagai salah satu alternatif media transpor dalam penarikan dan pemisahan ion logam. Transpor selektif ionion logam melalui membran cair diaplikasikan untuk mengatasi masalah pencemaran yang disebabkan oleh logam-logam berat. Membran cair bersifat semipermiabel dapat berupa pelarut organik atau anorganik yang berperan sebagai lintas transpor komponen kimia atau ion logam yang akan dipisahkan (Molina et. al., 1997. Hlm 10323-10331).
Gambar 2. Model reaktor Transpor melalui teknik membran cair Ruah Dimana:
S
= fasa sumber, fasa air yang berisi ion logam
M
= fasa membran, pelarut dengan zat pembawa
P
= fasa penerima, fasa air larutan penerima
M
= batang pengaduk
Mekanisme transpor ion logam melaui membran cair fasa ruah terjadi pada antar muka fasa sumber-fasa membran terjadi interaksi ion logam dengan senyawa. Dengan adanya pengadukan akan mempercepat trampor ion logam dari fasa membran-fasa penerima, dengan kondisi fasa penerima yang bersifat asam mengakibatkan terjadinya pelepasan ion logam ke fasa penerima.
18
Dalam transpor membran cair ruah, peristiwa transpor dapat terjadi melalui membran dari fasa sumber ke fasa penerima yang terjadi secara difusi kompleks logam target di dalam membran ruah yang dibatasi antarmuka dua fasa larutan/membran. Dalam hal membran cair ruah, senyawa pembawa diasumsikan dapat berpindah secara bebas dalam membran. Pada umumnya selektivitas yang baik untuk ion utama dapat dicapai dengan senyawa pembawa makromolekul, meskipun kadang dapat berubah secara signifikan tergantung pada struktur kimianya (La Harimu et. al., 2010: Hlm 69-74). 4.
Logam berat Logam berat adalah bahan-bahan alami yang berasal dan termasuk bahan penyusun lapisan tanah bumi. Logam berat tidak dapat diurai atau dimusnahkan. Logam berat dapat masuk ke dalam tubuh mahluk hidup melalui makanan, air minum, dan udara. Logam berat berbahaya karena cenderung terakumulasi di dalam tubuh mahluk hidup. Laju akumulasi logam-logam berat ini di dalam tubuh pada banyak kasus lebih cepat dari kemampuan tubuh untuk membuangnya. Akibatnya keberadaannya di dalam tubuh semakin tinggi, dan dari waktu ke waktu memberikan dampak yang makin merusak. Berdasarkan sifat kimia dan fisikanya, maka tingkat atau daya racun logam berat terhadap hewan air dapat diurutkan (dari tinggi ke rendah) sebagai berikut merkuri (Hg), kadmium (Cd), seng (Zn), timah hitam (Pb), krom (Cr), nikel (Ni), dan kobalt (Co) (Sutamihardja dkk, 1982). Menurut Darmono (1995: 157) daftar urutan toksisitas logam paling tinggi ke paling
19
rendah terhadap manusia yang mengkomsumsi ikan adalah sebagai berikut >
>
>
>
>
>
>
Beberapa dari logam berat dapat beracun bagi tubuh mahkluk hidup dan beberapa yang lain bersifat karsinogen (penyebab cancer) atau beracun/ berefek negatif pada organ-organ tertentu, seperti pada sistem saraf pusat (Hg, Pb, As), organ ginjal atau liver (Hg, Pb, Cd, Cu), serta kulit, tulang, atau gigi (Ni, Cd, Cu, Zn), pada takaran jumlah yang sedikit, sebenarnya berguna bagi mahluk hidup (Co, Cu, Zn, Ni) (Srikandi Fardiaz, 1992: 48). 5.
Seng (II) Seng adalah logam yang putih kebiruan, mudah ditempatmelebur pada 410o C dan mendidih pada 906o C. Seng dapat larut dalam HCl, H₂SO₄ encer untuk membebaskan gas H₂. Logam seng dengan larutan HNO
encer dapar larut tapi tidak menghasilkan gas. Logam seng dalam H₂SO₄ pekat akan menghasilkan gas SO₂ (Abdul Karim Zulkarnain, 1991: 58). Logamnya yang murni, melarut lambat sekali dalam asam dan dalam alkali.
Adanya zat-zat pencemar atau kontak dengan platinum atau tembaga yang dihasilkan oleh penambahan beberapa tetes larutan garam dari logam-logam ini mempercepat reaksi (Svehla, 1990). Limbah industri yang menghasilkan seng antara lain, industri pelapisan besi dan baja, industri kayu, industri kulit, industri cat dan industri kosmetik (Heryando Palar, 1994: 97). Seng dalam bentuk sulfida digunakan untuk industri tabung televisi dan lampu pendar. Seng dalam bentuk klorida digunakan untuk pengawetan kayu (http://id.wikipedia.org./wiki/Seng). Sumber utama Seng adalah sphalerit (ZnS) biasanya terdapat bersama dengan galena (PbS). Oksida seng (ZnO)
20
dibentuk dengan pembakaran logamnya di udara atau dengan pirolisis karbonat atau nitratnya. Komplek seng juga sangat penting secara biologis. Senyawaan seng khususnya ZnCO dan ZnO digunakan dalam salep obat (Cotton dan Wilkinson, 1989: 397-402). Sebagian besar garam Seng larut dalam air dan larutan ini mengandung ion kompleks tak berwarna heksakuo seng(II) [Zn(H O) ] . Padatan garam umumnya terhidrat, misalnya heksahidrat untuk Seng (II) nitrat, heptahidrat untuk seng (II) sulfat dan ini mirip dengan magnesium(II) dan kobalt(II). Struktur Seng(II) sulfat heptahidrat yaitu [Zn(H O) 158).
]
.H O (Kristian H. Sugiarto. 2003:
Seng digunakan terutama sebagai pelapis besi untuk mencegah terjadinya korosi. Pelapisan logam dengan logam pelapis seng memiliki beberapa keuntungan yaitu murah, cukup tersedia di alam dan relatif tahan lama (Aan Komariyah, 2008: 33). Pelapisan demikian ini dikenal sebagai proses galvanisasi yang berdasarkan pada sifat elektrokimia proses yang bersangkutan. Keuntungan pelapisan ini yaitu meskipun lapisan seng telah terkoyak hingga besi tampak kelihatan dari luar, logam seng akan teroksidasi lebih dulu. Hal ini terjadi karena nilai potensial reduksi Seng lebih negatif daripada besi.
6.
Tanin Tanin merupakan salah satu senyawa polifenol dengan berat molekul lebih dari 1000 yang dapat diperoleh dari semua jenis tumbuhan. Tanin
21
memiliki sifat yang khas baik fisik maupun kimianya, struktur tanin dengan formula empiris C76H52O46 (http://encyclopedia.com/article/12626.html). Tanin biasanya dalam tumbuhan berfungsi sebagai sistem pertahanan dari predator, contohnya pada buah yang belum matang, buah akan terasa asam dan sepat, hal ini sama dengan sifat tanin yang asam dan sepat. Selain itu tanin juga dapat mengendapkan protein, alkaloid, dan glatin. Tanin juga dapat membentuk kelat dengan logam secara stabil, sehingga dari sifat ini tanin digunakan untuk mengekstraksi logam. Struktu Tanin terhidrolisis dapat dilhat pada gambar 3.
Gambar 3. Struktur tanin terhidrolisis Tanin diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu tanin terhidrolisis dan tanin terkondensasi. Masing-masing jenis memiliki struktur dan sifat yang berbeda. Untuk tanin yang tehidrolisis memiliki ikatan glikosida yang dapat dihidrolisis oleh asam. Tanin terkondensasi biasanya berbentuk polimer, jenis ini didominasi dengan flavonoid sebagai monomernya. Tanin jenis 22
terhidrolisis lebih mudah untuk dimurnikan daripada jenis terkondensasi (Bate-Smith and Swain, 1962, Hal 764). Tanin memiliki peranan biologis yang kompleks. hal ini dikarenakan sifat tanin yang sangat kompleks mulai dari pengkelat logam. Dari sifat sebagai pengkelat logam ini maka tanin dapat digunakan sebagai fase pembawa dalam penelitian ini (Baeza at al. 1986: 21-31). 7.
Spektrofotometri Inframerah Spektrofotometri IR adalah suatu metode analisis mengenai interaksi energi cahaya dan materi, dimana energi yang dipancarkan berasal dari radiasi infra merah dengan panjang gelombang yang lebih pendek dari radiasi
gelombang
mikro.
Spektrofotometri
IR
digunakan
untuk
mempelajari berbagai jenis sampel, baik identifikasi senyawa organik maupun anorganik. Radiasi IR terletak pada daerah panjang gelombang (): 0,78 – 1000 μm atau bilangan gelombang (ѵ): 12800 – 10 cm-1. Radiasi IR dibedakan menjadi: IR dekat (Near IR): 0.78-2,5 µm, ѵ: 12800-4000 cm-1, IR
pertengahan (middle IR): 2,5-50 µm, ѵ: 4000-200 cm-1dan IR jauh (far IR): 50-1000 µm, ѵ: 200-10 cm-1. Sedangkan untuk analisis instrumen radiasi IR memiliki : 2,5-15µm, ѵ: 4000-670 cm-1 (Khopkar, 2007: 231).
Syarat suatu gugus fungsi dalam suatu senyawa dapat terukur pada
spektra IR adalah adanya perbedaan momen dipol pada gugus tersebut. Vibrasi
ikatan akan
menimbulkan fluktuasi
momen dipol
yang
menghasilkan gelombang listrik. Untuk pengukuran menggunakan IR harus berada pada daerah bilangan gelombang 400-4500 cm-1. Daerah pada
23
bilangan gelombang ini disebut daerah IR sedang, dan merupakan daerah optimum untuk penyerapan IR bagi ikatan-ikatan dalam senyawa organik (Harjono, 1992: 1) Tabel 2. Korelasi daerah serapan Inframerah Ikatan yang menyebabkan Absorpsi ( μm ) ѵ( )
2,7 – 3,3
2750 – 3000 Regang O – H, N – H
3,0 – 3,4
3300 – 2900 (Regang CH) - C≡CH, C = CH, Ar – H
3,3 – 3,7
3000 – 2700 (Regang CH) – CH3, CH2, C – H, H – C = O
4,2 – 4,9
2400 – 2100 Regang C≡ C , C ≡ N
7,3 – 6,1
1900 – 1650 Regang C = O ( asam, aldehida,keton, amida, ester, anhilida
5,9 – 6,2
1675 – 1500 Regang C = C ( alifatik dan aromatic ) C = N
6,8 – 7,7
1475 – 1300 Lentur C – H
10,0 – 15,4
1000 – 650
Lentur C = C – H , Ar – H ( luar bidang).
Sumber: www.le.ac.uk/chemistry Spektrofotometer IR dapat menganalisis letak dan ukuran relatif absorpsi atau puncak pada daerah IR, dengan memperhatikan ada tidaknya gugus fungsional yang pokok yaitu C=O, O-H, N-H, C-O, C=C, CC, CN, dan NO2. Banyaknya gugus yang identik dalam sebuah molekul mengubah kuat relatif pita absorpsinya dalam suatu spektrum. Pita absorpsi C-H (ѵ = ± 3000 cm-1) tidak perlu dianalisis secara mendalam karena hampir semua senyawa memiliki absorbsi ini. Selain itu, hal-hal kecil di sekeliling gugus fungsional yang didapatkan juga tidak perlu dihiraukan dulu. Tidak ada molekul yang berbeda strukturnya memiliki pola absorpsi-
24
IR atau spektrum-IR yang sama (fingerprint spectrum) (Day dan Under wood, 2002: 387). 8.
Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) atau Spektroskopi serapan atom adalah suatu teknik atau metode analisis kimia yang pengukurannya berdasarkan penyerapan cahaya dengan panjang gelombang tertentu oleh atom logam dalam keadaan bebas (Skoog et. Al., 2000). Prinsip dasar Spektroskopi serapan atom adalah interaksi antara radiasi elektromagnetik dengan sampel. Spektroskopi serapan atom merupakan metode yang sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah (Khopkar, 1990, Hal 290305). Pada alat AAS terdapat dua bagian utama yaitu suatu sel atom yang menghasilkan atom-atom gas bebas dalam keadaaan dasarnya dan suatu sistem optik untuk pengukuran sinyal. Suatu skema umum dari alat AAS adalah sebagai berikut:
Gambar4. Skema Umum Komponen pada Alat AAS Cara kerja Spektroskopi Serapan Atom ini adalah berdasarkan atas penguapan larutan sampel, kemudian logam yang terkandung di dalamnya
25
diubah menjadi atom bebas. Atom tersebut mengapsorbsi radiasi dari sumber cahaya yang dipancarkan dari lampu katoda berongga (Hollow Cathode Lamp) yang mengandung unsur yang akan ditentukan. Banyaknya penyerapan radiasi kemudian diukur pada panjang gelombang tertentu menurut jenis logamnya (Darmono,1995, Hal 157). Metode Atomic Absorption Spectroscopy (AAS)
berprinsip pada
absorbsi cahaya oleh atom. Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Metode serapan atom tergantung pada perbandingan dan tidak bergantung pada temperatur. Setiap alat Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) terdiri dari tiga komponen yaitu unit atomisasi, sumber radiasi dan sistem pengukur fotometerik. Teknik Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) menjadi teknik yang paling banyak digunakan dalam analisis. Hal ini disebabkan karena sebelum pengukuran tidak selalu memerlukan pemisahan unsur yang ditentukan karena kemungkinan penentuan satu unsur dengan kehadiran unsur lain dapat dilakukan, asalkan katoda berongga yang diperlukan tersedia. Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) dapat digunakan untuk analisis logam sebanyak 61 logam. Apabila cahaya dengan panjang gelombang tertentu dilewatkan pada suatu sel yang mengandung atom-atom bebas yang bersangkutan maka sebagian cahaya tersebut akan diserap dan intensitas penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya atom bebas logam yang berada dalam sel. Hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi diturunkan dari:
26
1. Hukum Lambert : Bila suatu sumber sinar monokromatik melewati medium transparan, maka intensitas sinar yang diteruskan berkurang dengan bertambahnya ketebalan medium yang mengabsorpsi. 2. Hukum Beer : Intensitas sinar yang diteruskan berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi spesi yang menyerap sinar tersebut. Dari kedua hukum tersebut diperoleh suatu persamaan: It = Io.e-(εbc), atau A= - Log It/Io = εbc Keterangan :
Io
= intensitas sumber sinar
It
= intensitas sinar diteruskan
Ε
= absortivitas Molar (L/mol.cm)
b
= panjang medium (cm)
c
= konsentrasi atom-atom yang menyerap sinar (mol/L)
A
= absorbansi
Dari persamaan di atas, dapat disimpulkan bahwa absorbansi cahaya berbanding lurus dengan konsentrasi atom (Day & Underwood, 1989. 421428). Kurva kalibrasi dibuat dengan cara mengamati absorbansi masingmasing konsentrasi larutan standar. Kurva kalibrasi yang diperoleh tidak selalu linier. Hal ini disebabkan oleh penyimpangan dalam analisis, karena atom yang dihasilkan dalam nyala tidak sebanding dengan jumlah atom yang sesungguhnya. Oleh karena itu hukum Lambert-Beer mengalami penyimpangan, sebagai koreksi hukum tersebut digunakan persamaan
27
regresi linear (Sudjana, 1992:312). Kurva kalibrasi yang diperoleh, tidak melalui titik (0,0) sebagaimana ditunjuk Gambar 5.
Y = aX + b
Absorbansi
Konsentrasi Larutan Standar
Gambar 5. Kurva Kalibrasi Larutan Standar Sesuai gambar 5 dapat diambil hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi larutan standar dan diperoleh suatu persamaan yaitu : Y = aX + b Keterangan :
Y = Absorbansi
a = Slope
X = Konsentrasi
b = intersep
Penentuan kadar sampel dapat dilakukan dengan memplotkan data absorbansi terhadap konsentrasi atau dengan cara mensubstitusikan absorbansi ke dalam persamaan garis lurus. Penggunaan metode spektroskopi serapan atom dapat digunakan untuk kepentingan analisis, baik analisis kualitatif dan analisis kuantitatif. a. Analisis kualitatif Analisis kualitatif digunakan untuk menentukan ada atau tidaknya suatu unsur dalam suatu senyawa. Analisis kualitatif dengan metode ini dapat ditunjukkan apabila sampel yang telah diubah menjadi gas ditembakkan suatu sinar yang berasal dari hollow cathode lamp dan terdeteksi memberikan serapan. Dari serapan ini dapat disimpulkan bahwa sampel 28
tersebut mengandung unsur yang dimaksud. Sebagai contoh, dalam analisis logam Seng dalam sampel limbah penyamakan kulit dengan metode Spektroskopi Serapan Atom, sampel tersebut memberikan serapan, sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa sampel limbah penyamakan kulit mengandung logam Seng(II). b. Analisis kuantitatif Sedangkan untuk analisis kuantitatif digunakan untuk menentukan seberapa banyak suatu unsur terkandung dalam senyawa. Untuk analisis Kuantitatif menggunakan metode kurva kalibrasi. Analisis kuantitatif pada dasarnya juga menggunakan serapan sebagai indikatornya, tetapi serapan yang terjadi diukur menggunakan detektor yang selanjutnya dihitung menggunakan persamaan regresi linear untuk menentukan kadarnya. Dengan cara memplotkan data absorbansi terhadap konsentrasi atau dengan cara mensubstitusikan absorbansi ke dalam persamaan garis lurus.
B.
Penelitian Yang Relevan Penelitian mengenai penggunaan senyawa tanin sebagai senyawa pembawa (carrier) pada ekstraksi logam Zn(II) didasarkan pada penelitian sebelumnya. Pada penelitian yang dilakukan oleh M. Djunaidi et.al. (2007 hal 1) telah berhasil diekstrak logam Zn(II) dari larutan fasa umpan. Penelitian ini menggunakan senyawa polieugenol sebagai senyawa pembawa dan menghasilkan efisiensi transport yang cukup besar. Senyawa polieugenol yang dimanfaatkan sebagai senyawa pembawa (carrier) pada
29
ekstraksi ion logam Zn(II) merupakan senyawa turunan eugenol yang dipolimerkan. Senyawa polieugenol memiliki gugus aktif –OH yang dapat dipertukarkan dengan ion logam, sehingga dapat digunakan sebagai fasa membran dalam teknik ekstraksi dengan metode membran cair. Penelitian Olly, Zaharasmi dan Eka (2005: 23-34), hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa transpor ion logam Zn (II) dengan memakai ditizon sebagai zat pembawa dapat dilakukan melalui teknik membran cair fasa ruah. Kondisi optimum dari metoda transpor Zn(II) 3,06 x 10-4 M antar fasa adalah pH fasa sumber 8,5, konsentrasi ditizon dalam fasa membran 1,75 x 10-5 M, konsentrasi Na2EDTA dalam fasa penerima 0,06 M pada pH 6 dan lama pengadukan 3 jam. Pada kondisi ini didapatkan persentase transpor ion logam Zn (II) ke fasa penerima 93% dan persentase Zn(II) sisa di fasa sumber tidak terdeteksi. Penelitian Arvana Aditya (2013: 35-48), hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa transpor ion logam Cr(III) dengan memakai tanin termodifikasi sebagai zat pembawa dapat dilakukan
melalui teknik
membran cair ruah. Waktu pengadukan terbaik adalah 6 jam dengan persentase transpor ion logam Cr(III) sebesar 1,408%. Sedangkan konsentrsi optimum fasa penerima H2SO4 sebesar 0,5 M dengan persentase transpor ion logam Cr(III) 2,608%. Penelitian Ramon (2013: 38-53) hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa transpor ion logam Cu(II) dengan memakai tanin termodifikasi sebagai zat pembawa dapat dilakukan melalui teknik membran cair ruah. Waktu pengadukan terbaik adalah 6 jam dengan persentase transpor ion
30
logam Cu(II) sebesar 11,468%. Sedangkan konsentrsi optimum fasa penerima H2SO4 sebesar 1 M dengan persentase transpor ion logam Cr(III) 49,288%.
C.
Kerangka Berfikir Tanin merupakan senyawa fenolik dengan berat molekul cukup tinggi yang mengandung hidroksil dan kelompok lain seperti karboksil untuk membentuk komplek yang efektif dengan protein dan makro molekul yang lain dibawah kondisi lingkungan tertentu, dapat dikatakan tanin merupakan bentuk komplek dari protein, pati, selulosa dan mineral (Artati, 2007: 3338). Dengan gugus aktif yang dimilikinya, maka senyawa tanin diduga dapat digunakan sebagai senyawa pembawa yang dapat mengikat ion logam Zn(II). Sintesis senyawa pembawa dalam ekstraksi sudah banyak dilakukan, tetapi penggunaansenyawa tanin sebagai senyawa belum dilakukan penelitian. Senyawa tanin modifikasi gugus aktifnya dengan reaksi asetilasi. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode membran cair ruah (Bulk Liquid Membrane).
BAB III METODE PENELITIAN 31
A.
Subjek dan Objek Penelitian 1. Subjek Penelitian Subjek penelitian adalah penggunanan senyawa tannin termodifikasi untuk ekstraksi ion logam Zn(II) dengan metode membran cair ruah. 2. Objek Penelitian Objek penelitian adalah persentase transport ion logam Zn(II).
B.
Variabel Penelitian 1. Variabel bebas pada peneilitian adalah variasi waktu pengadukan dan variasi konsentrasi fasa penerima (H₂SO₄). 2. Variabel kendali pada penelitian adalah kecepatan pengadukan pada
mechanic stirrer yaitu 130 rpm dan pada magnetic stirrer yaitu 500 rpm dan waktu pendiaman yaitu 5 menit.
3. Variabel terikat pada penelitian ini adalah persentase transport ion C.
logam Zn(II).
Alat dan Bahan Penelitian 1. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian adalah: a) Spektrofotometer Serapan Atom merk Hitachi Zeeman-8000 b) Spektrofotometer Infrared merk Shimadzu FTIR Prestige 21 c) Magnetic Stirrer d) Mechanic Stirrer merk Eyela Z-1100 e) Neraca Analitik AND HF-3000 f) Labu ukur
32
g) Gelas ukur h) Gelas arloji i) Pipet tetes 2. Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah: a) Tanin b) Kristal Zn(NO₃).4H₂O p.a c) Etil Asetat p.a d) Aquades e) H₂SO₄ 98% p.a f) Piridin p.a g) HNO 1M
h) Asetat Anhidrat p.a i) Kertas Saring
D.
Prosedur Penelitian 1. Pembuatan Larutan H₂SO₄ 1 M sebanyak 1000 mL
Sebanyak 54,35 mL larutan H₂SO₄ 98% pekat diambil dan dimasukan ke dalam gelas kimia yang telah berisi akuades melalui dinding gelas
kemudian dituangkan ke dalam labu ukur 1000 mL. Kemudian diencerkan dengan akuades sedikit demi sedikit sampai volume tanda batas.
Perhitungan :
Persentase ₂SO₄ H
Volume larutan
₂
= 98% = =
= 33
₄ /
= 0,05435 L
Mol ₂SO₄ H
Konsentrasi ₂SO₄ H
V₁ . M₁ = V₂ . M₂
₂
=
₄
=
=
=
= 1 mol
= 18,4 M
,
V₁. 18,4 M = 1000 mL . 1 M V₁ = 54,35 mL
2. Pembuatan Larutan H₂SO₄ 0,1 M dan 0,5 M sebanyak 100 mL
Sebanyak 10 mL dan 50 mL larutan H₂SO₄ 1M diambil dan
dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL kemudian diencerkan dengan ₂SO₄ yang akuades sampai tanda batas. Volume larutan H diambil ₁ . M₁ = berdasarkan V₂ . M₂ perhitungan dengan rumus : V
3. Pembuatan Larutan Induk Zn (II) 1000 ppm sebanyak 500 mL Pembuatan larutan induk Seng(II) 1000 ppm. Larutan Seng dibuat dengan melarutkan 1,999 gram Zn(NO₃)₂.4H₂O lalu dimasukkan ke dalam gelas kimia dan kemudian ditambahkan 1 mL HNO 1 M gelas kimia. Larutan kemudian dipindahkan ke dalam labu takar 500 mL kemudian ditambahkan akuades sampai tandai volume 500 mL. (
Massa Zn(NO₃)₂.4H₂O = Massa Zn(NO₃)₂.4H₂O =
,
,
₃)₂.
₂
x 0,5
x 0,5
Massa Zn(NO₃)₂.4H₂O =1,999 gram Jadi untuk 500 mL larutan membutuhkan 1,999 gram kristal Zn(NO₃)₂.4H₂O
34
4. Pembuatan Larutan Umpan Zn (II) 100 ppm sebanyak 500 mL Sebanyak 50 mL larutan induk Zn(NO₃)₂.4H₂O 1000 ppm diambil dan dituangkan ke dalam labu ukur 500 mL. Kemudian diencerkan dengan akuades sampai tanda volume tepat tanda batas. Volume larutan induk Zn(NO₃)₂.4H₂O diambil berdasarkan perhitungan dengan rumus : V₁ . M₁ = V₂ . M₂
5. Modifikasi Tanin dengan Reaksi Asetilasi a. Menimbang sebanyak 2 gram tanin. b. Mengambil 5 mL piridin dengan gelas ukur 10mL. c. Mengambil 5 mL asetat anhidrat dengan gelas ukur 10mL. d. Memasukkan tanin kedalam gelas kimia kemudian menambahkan campuran 5 mL piridin dan 5 mL asetat anhidrat. e. Mengaduk hingga serbuk tanin larut sempurna. f. Menuangkan larutan tersebut kedalam 100 mL akuades. g. Padatan tanin termodifikasi akan terbentuk dan saring dengan kertas saring. h. Mencuci padatan tanin termodifikasi dengan asam asetat 0,1 M untuk menghilangkan piridin. i. Mencuci padatan tanin termodifikasi dengan akuades. j. Mengeringkan tanin termodifikasi pada suhu 50°C selama 1 malam k. Tanin
termodifikasi
selanjutnya
dikarakterisasi
dengan
Spektrofotometer Infra Red untuk mengetahui gugus-gugus aktifnya.
6. Pembuatan Fasa Membran
35
Sebanyak 0,5 gram serbuk tanin yang telah termodifikasi dimasukkan dalam gelas kimia. Kemudian ditambahkan 50 mL etil asetat p.a dan diaduk sampai serbuk tanin termodifiksai larut sempurna. 7. Ekstraksi Logam Zn(II) dengan metode membrane cair fasa ruah (Bulk Liquid Membrane) a. Pengaruh waktu ekstraksi terhadap transpor ion logam Zn(II) 1) Memasukkan beker gelas 50 mL ke dalam beker gelas 250 mL terlihat pada gambar 6. 2) Menuangkan sebanyak 50 mL fasa umpan ke dalam tabung beker gelas 50 mL. 3) Menuangkan sebanyak 100 ml fasa penerima (H₂SO₄) 0,1 M pada beker gelas 250 mL. 4) Menuangkan 50 mL fasa membran di atas permukaan kedua fasa. 5) Mengaduk dengan mechanic Stirrer pada kecepatan 130 rpm dan magnetis Stirrer pada kecepatan 500 rpm selama 2 jam. 6) Mengambil fasa umpan dan fasa penerima kemudian memasukkan ke dalam botol penyimpan, tutup dengan alumunium foil dan dianalisis menggunakan AAS. 7) Mengulangi prosedur 1 sampai 5 dengan waktu pengadukan selama 4 jam. 8) Mengambil fasa umpan dan fasa penerima kemudian memasukkan ke dalam botol penyimpan, tutup dengan alumunium foil dan dianalisis menggunakan AAS.
36
9) Mengulangi prosedur 1 sampai 5 dengan waktu pengadukan selama 6 jam. b. Pengaruh konsentrasi fasa penerima terhadap transpor ion logam Zn(II) 1) Memasukkan beker gelas 50 mL ke dalam beker gelas 250 mL terlihat pada gambar 6. 2) Menuangkan sebanyak 50 mL fasa umpan ke dalam beker gelas 50 mL. 3) Menuangkan sebanyak 100 ml fasa penerima (H₂SO₄) 0,1 M ke dalam beker gelas 250 mL. 4) Menuangkan 50 mL fasa membran di atas permukaan kedua fasa. 5) Mengaduk
dengan mechanic Stirrer pada kecepatan 130 rpm dan
magnetis Stirrer pada kecepatan 500 rpm selama waktu terbaik (6 jam). 6) Mengambil fasa umpan dan fasa penerima kemudian memasukkan ke dalam botol penyimpan, tutup dengan alumunium foil dan dianalisis menggunakan AAS. 7) Mengulangi prosedur 1 sampai 5 dengan menggunakan waktu optimum yang telah didapatkan pada prosedur sebelumnya dan konsentrasi fasa penerima digunakan 0,1 M. 8) Mengambil fasa umpan dan fasa penerima kemudian memasukkan ke dalam botol penyimpan, tutup dengan alumunium foil dan dianalisis menggunakan AAS.
37
9) Mengulangi prosedur 1 sampai 5 dengan menggunakan waktu terbaik yang telah didapatkan pada prosedur sebelumnya dan konsentrasi fasa penerima digunakan 0,5 M dan 1 M. 10) Mengambil fasa umpan dan fasa penerima kemudian memasukkan ke dalam botol penyimpan, tutup dengan alumunium foil dan dianalisis menggunakan AAS. 11) Dari prosedur diatas didapatkan konsentrasi optimum fasa penerima pada ektraksi logam Zn(II) dengan metode membran cair fasa ruah.
Gambar 6. Sistem Ekstraksi dengan Metode Membran Cair Ruah 8. Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan standar a. Diambil 0,0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 dan 0,5 mL larutan seng(II) 100 ppm. Dimasukkan dalam labu ukur 50 mL lalu diencerkan dengan akuades sampai tanda batas sehingga konsentrasi standar adalah 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan 1,0 ppm.
38
b. Diukur absorbansi dari larutan standar pada panjang gelombang 217 nm. c. Dibuat kurva larutan standar absorbansi (A) vs konsentrasi (C) berdasarkan data yang diperoleh.
E.
ANALISIS DATA PENELITIAN 1. Analisis kualitatif Analisis kadar seng(II) dilakukan dengan cara mengukur serapan larutan standar pada alat Spektrofotometer Serapan Atom sesuai kondisi pengukuran yang telah ditentukan perlakuan yang sama juga dilakukan untuk menganalisis larutan sampel. Data analisis kualitatif yang diperoleh dari AAS meliputi data absorbansi larutan standar dan absorbansi larutan sampel. 2. Analisis kuantitatif a. Penentuan Persamaan Garis Regresi Linier Persamaan regresi linier dirumuskan sebagai Y = aX + b Dengan, a=
∑
b=
∑ (∑
(∑ )(∑ )
∑
(
∑
...............................................................................(1)
)
) (∑ )(∑ )
Keterangan :
(
)
...........................................................................(2)
Y : Absorbansi X : Konsentrasi a
: Slope
b
: Intersep 39
n
: jumlah larutan
b. Penentuan Signifikansi Korelasi Konsentrasi (X) dan Absorbansi (Y) Untuk menentukan korelasi antara konsentrasi dan absorbansi larutan standard digunakan teknik korelasi momen tangkar (korelasi product moment) dengan rumus sebagai berikut: =
(∑
Dengan, ∑
=∑
∑
.................................................................................(3)
) (
-
∑ ²=∑ ²∑ ²=∑ ²-
)
(∑ )(∑ )
.......................................................................(4)
(∑ )²
..............................................................................(5)
(∑ )²
..............................................................................(6)
Kemudian untuk menguji signifikansi harga
, harga tersebut
dikonsultasikan dengan r table pada taraf signifikansi 5%. Apabila harga hasil perhitungan lebih besar dari r table, maka ada korelasi yang bermakna antara konsentrasi (X) dengan absorbansi (Y) (Sutrisno Hadi, 2005: 5) c. Uji Lineritas Persamaan Regresi Tujuan dari uji linearitas persamaan garis untuk mengetahui ada tidaknya hubungan yang bermakna antara konsentrasi (X) dengan absorbansi (Y). Penentuan Linearitas garis regresi dari kurva larutan standar kromium diuji dengan menghitung harga F menggunakan rumus sebagai berikut: =
(∑
∑
)
........................................................................(7)
= Σy −
.........................................................(8) 40
= 1.............................................................................(9)
= N – 2 .........................................................................(10) d
= N-1...............................................................................(11) =
= =
.................................................................(12) .....................................................................(13) ......................................................................(14)
Keterangan : N
= banyaknya data keseluruhan
JK
= jumlah kuadrat
RJK regresi
= rerata jumlah kuadart regresi
RJK residu
= rerata jumlah kuadrat residu
db
= derajat kebebasan
F regresi
= harga bilangan F untuk garis regresi
Harga F regresi kemudian dibandingkan dengan harga F pada tabel dengan taraf signifikansi5%. Jika F regresi lebih besar dibandingkan dengan F regresi pada tabel maka persamaan garis tersebut linear. Dengan demikian dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi seng dalam sampel. d. Penentuan Persentase Transpor Ion Logam Zn(II) Setelah diketahui konsentrasi komponen dalam masing-masing fasa, maka selanjutnya dilakukan perhitungan untuk melihat persen transpor dari proses ekstraksi menggunakan rumus : %
=
( )
× 100% ...............(15)
( )
41
Keterangan : % Transpor
= persentase ion logam yang berpindah ke fasa penerima
m Zn(II) terekstraksi = massa ion logam Zn(II) yang terekstraksi kedalam fasa penerima m Zn(II) mula-mula = massa ion logam Zn(II) mula-mula yang berada dalam fasa umpan sebelum ekstraksi
42
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A.
Hasil Penelitian Berdasarkan pengukuran dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) dan Spektrofotometer Inframerah(IR) diperoleh data dan grafik sebagai berikut.
1.
Modifikasi Tanin dengan Reaksi Asetilasi Analisis terhadap gugus fungsi senyawa tanin dan senyawa tanin hasil modifikasi menggunakan Spektrofotometri Inframerah (IR) tercantum seperti pada Gambar 7 dan Gambar 8.Kedua spektra senyawa tersebut dapat dianalisis mengenai perbedaan gugus fungsi yang terkandung dalam kedua senyawa tersebut dan disajikan dalam Tabel 3.
Gambar 7. Spektra IR senyawa tanin
43
Gambar 8. Spektra IR senyawa tanin termodifikasi Tabel 3. Hasil Analisis Spektra IRsenyawa tanin dan tanin termodifikasi Bilangan Gelombang ( ) Perkiraan Gugus No. Tanin Fungsi Tanin Termodifikasi 1 Gugus -OH 3379,29 3433,29 2 Gugus C=C 1535,34 dan 1612,49 1496,76 dan 1612,49 3 Gugus C=O 1712,79 1782,23 4 Gugus C-O 1203,58 1195,87 5 Gugus C-H Alkana Tidak Ada 2939,52
2.
Penentuan Kurva Larutan Standar Seng(II) untuk pengaruh Waktu. Dari data absorbansi Larutan Standar seng(II) yang diperoleh dari hasil analisis menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) dapat dilihat pada Tabel 4.
44
Tabel 4. Data Absorbansi Larutan Standar Zn(II) pada Pengaruh Waktu Ekstraksi Terhadap Transpor Ion Logam Zn(II) No. 1 2 3 4 5 6
Konsentrasi (X) 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Absorbansi (Y) 0,0001 0,0138 0,0408 0,0532 0,0858 0,0968
Data tersebut dapat digunakan untuk membuat kurva kalibrasi larutan standar seng(II) yaitu kurva hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi larutan standar seng(II) seperti gambar 9. 0,12
Absorbansi Absorbansi
0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
Konsentrasi (ppm)
Gambar 9. Kurva Kalibrasi larutan standar Zn(II) untuk penentuan pengaruh waktu ekstraksi Terhadap transpor ion Logam Zn(II) Berdasarkan hasil perhitungan, kurva kalibrasi antara absorbansi dengan konsentrasi larutan standar seng(II) dapat dinyatakan dengan persamaan garis regresi Y=0,1017x- 0,0024 yaitu dengan harga r (korelasi) sebesar 0,99234408. Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 2.
45
3.
Pengaruh Waktu Ekstraksi terhadap Transpor Ion Logam Zn(II) Tahap ini bertujuan mengetahui waktu ekstraksi optimum dalam ekstraksi logam seng(II).Langkah terakhir adalah dilakukan pembuatan fasa membran dengan variari konsentrasi larutan H₂SO₄ sebagai fasa penerima. Data yang diperoleh dapat ditunjukan pada Tabel 5. Fasa membran dibuat terdiri dari 0,5 gram Tanin termodifikasi dan 50 mL Etil Asetat p.a. Fasa Umpan didalamnya terlarut seng(II) yang ingin di ekstrak. Kemudian menuangkan fasa membran diatas fasa umpan dan fasa penerima mengaduk dengan kecepatan dalam waktu yang berbeda.. Tebel 5. Data Pengaruh Waktu Tanspor Ion Logam Zn(II).
NO.
Waktu Ekstraksi
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2 jam
4 Jam
6 Jam
Pengukuran Ion logam Zn(II) (ppm) 2,2311 2,1298 11,4041 0,5388 11,9548 7,0265 12,0659 12,0000 0,3963
46
Rata-rata Pengukuran (ppm)
% Ion Logam Zn(II) tertranspor
5,255
10,51
6,5067
13,0340
8,1541
16,3082
Hubungan antara Waktu Ekstraksi dengan Transpor Ion Logam Zn(II) disajikan pada gambar 10. 18
Transpor Ion Logam (%)
16 14 12 10 8 6 4 2 0
0
1
2
3
4
5
6
7
Waktu (jam)
Gambar 10. Kurva Hubungan antara Waktu Ekstraksi dengan Transpor Ion Logam Zn(II) 4.
Penentuan
Kurva
Larutan
Standar
Seng(II)
untuk
pengaruh
Konsentrasi Dari data absorbansi Larutan Standar seng(II) yang diperoleh dari hasil analisis menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6. Data Absorbansi Larutan Standar Zn(II) pada Pengaruh Konsentrasi Fasa Penerima Terhadap Transpor Ion Logam Zn(II) No. Konsentrasi (X) Absorbansi (Y) 1 0,0 0,0000 2 0,2 0,0393 3 0,4 0,0583 4 0,6 0,0874 5 0,8 0,1317 6 1,0 0,1577
47
Data tersebut dapat digunakan untuk membuat kurva kalibrasi larutan standar seng(II) yaitu kurva hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi larutan standar seng(II) seperti gambar 11. 0,18 0,16 0,14 0,12
Absorbansi
0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
Konsentrasi (ppm)
Gambar 11. Kurva Kalibrasi larutan Standar Zn(II) untuk Penentuan Pengaruh Konsentrasi Terhadap Transpor Ion Logam Zn(II) Berdasarkan hasil perhitungan, kurva kalibrasi antara absorbansi dengan konsentrasi larutan standar seng(II) dapat dinyatakan dengan persamaan garis regresi Y = 0,1564 x + 0,0009 yaitu dengan harga r (korelasi) sebesar 0,995688332. Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 3. 5.
Pengaruh Konsentrasi Fasa Penerima Terhadap Transpor Ion Logam Zn(II) Langkah terakhir adalah dilakukan pembuatan fasa membran cair ruah dengan variari konsentrasi larutan H₂SO₄ sebagai fasa internal.data yang diperoeh dapat ditunjukan pada Tabel. Fasa membran dibuat terdiri dari 0,5 gram Tanin termodifkasi dan 50 mL Etl Asetat p.a. Fasa Umpan didalamnya terlarut seng(II) yang ingin di ekstrak. Kemudian menuangkan fasa
48
membran diatas fasa umpan dan fasa penerima dengan variasi konsentrasi sebagai fasa penerima, mengaduk dengan kecepatan dalam konsentrasi yang berbeda. Tabel 7. DataPengaruh Konsentrasi Larutan H₂SO₄ terhadap proses Ekstraksi Pengukuran Ion Logam Zn(II) (ppm) 12,0658 12,0000 0,3953 1,5230 0,9482 0,4719 0,6880 0,6950 0,1145
Konsentrasi Fasa Penerima
NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0,1 M
0,5 M
1M
Rata-rata Pengukuran (ppm)
% Ion Logam Zn(II) Tertranspor
8,1541
16,3082
0,9810
1,9620
0,4992
0,9984
Hubungan antara Konsentrasi Ekstraksi dengan Transpor Ion Logam Zn(II) disajikan pada gambar 12.
Transpor Ion Logam (%)(%)
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
Konsentrasi (M)
Gambar 12. Kurva Hubungan Antara Konsentrasi Fasa Penerima Terhadap Transpor Ion Logam Zn(II).
49
B.
Pembahasan Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengguna apakah senyawa tanin termodifikasi formaldehida bisa digunakan sebagai senyawa pembawa (carrier) dalam ekstraksi ion logam seng(II) dengan metode Membran Cair Ruah (Bulk Liquid Membrane). Parameter-parameter yang berpengaruh terhadap hasil pemisahan meliputi konsentrasi fasa penerima ion Logam seng(II), waktu pengaduk. Fasa membran adalah fasa yang terdiri dari Tanin yang telah termodifikasi yang dilarutkan dalam etil asetat p.a. Fasa umpan yang akan dipisahkan yaitu larutan seng(II) 100 ppm. Fasa penerima yang digunakan adalah larutan H₂SO₄. Larutan penerima harus lebih asam dibandingkan larutan umpan, karena larutan asam dapat mendonorkan
ion H sehingga mampu memecah komplek yang terbentuk di antarmuka fasa membran-fasa penerima.
Proses pengadukan menggunakan pengaduk Mechanic Stirrer merk
Eyela Z-1100 pada kecepatan 130 rpm dan menggunakan Magnetis Stirrer pada kecepatan 500 rpm selama 2 jam, 4 jam dan 6 jam. Pemilihan kecepatan 130 rpm pada mechanic stirrer merk Eyela Z-1100 dan kecepatan 500 rpm pada magnetis stirrer berdasarkan percobaan awal dimana volume fasa umpan tetap berada di 50 ml dan volume fasa umpan tetap 100 ml. Pemilihan kecepatan lebih dari 130 rpm pada mechanic stirrer merk Eyela Z-1100 dan pemilihan kecepatan lebih dari 500 rpm pada magnetis stirrer menyebabkan volume pada fasa umpan bertambah menjadi lebih dari 50 ml. Ketika proses ekstraksi berlangsung ion logam seng(II)yang berada dalam fasa umpan akan diserap ke dalam fasa membran. Kemudian akan
50
terbentukkomplek kation atau anion yang akan bergabung dengan anion atau kation lain, sehingga terbentuk senyawa kompleks tak bermuatan.Ion logam seng(II) yang melalui fasa membran menuju fasa penerima. Dalam fasa membran terdiri dari
zat pembawa (ekstraktan) tanin yang telah
termodifikasi yang dilarutkan dalam etil asetat p.a. yang nantinya mengikat ion logam Zn(II). Kemudian menjadi bentuk netral
yang dapat masuk
kedalam fasa membran yang merupakan fasa organik. Zn
) [Zn(Tanin
+ m(Tanin
) ]
Kompleks Zn(II) dengan Tanin
ini merupakan
kompleks tidak bermuatan dimana melalui kesetimbangan reaksi yang
diatur sedemikian rupa melibatkan proses transpor Zn(II) dari fasa
umpan ke fasa membran kemudian berlanjut ke fasa penerima. Tanin
pada fasa membran berinteraksi dengan ion logam Zn(II)
membentuk komplek terlarut dalam fasa membran terdistriping kembali sehingga ion logam Zn(II) tersimpan ke fasa penerima karena keberadaan larutan karena
H₂SO₄.Kompleks
adanya
[Zn(Tanin
reaksi
[Zn(Tanin
pertukaran
) ]
ion
H₂SO₄.
terdistripping Kompleks
ini akan melepaskan ion logam Zn dan
menarik ion H dari fasa penerima. [Zn(Tanin
dengan
) ]
) ]
Zn )
Senyawa ion (Tanin
+ m(Tanin
)
kembali ke permukaan fasa luar
dalam membran sambil membentuk pasangan ion H yang berasal dari fasa penerima.
H + (Tanin
) [H (Tanin 51
) ]
Setelah pasangan ion kembali ke permukaan antara fasa luar dan dalam membran juga terjadi pelepasan ionH ke fasa umpan. [H (Tanin
) ]
H + (Tanin
)
Setelah proses pengadukan terjadi pertukaran ion H yang dilepaskan
oleh ligan (Carrier) dengan ion logam yang terdapat pada fasa umpan,
kemudian ion logam tersebut membentuk kompleks logam-ligan dan akan dibawa ke fasa penerima untuk melepas ion logam dipertukarkan dengan ion H
pada fasa penerima. Proses ini terjadi secara berulang-ulang sampai
tidak ada ion logam yang dapat dipertukarkan. 1.
Modifikasi Tanin dengan Reaksi asetilasi Tanin merupakan salah satu senyawa yang termasuk ke dalam golongan polifenol. Tanin memiliki peranan biologis yang sangat kompleks karena sifat tanin yang kompleks mulai dari mengendapkan protein hingga pengkelat logam. Senyawa tanin sebagai sebagai pembawa (Carrier) merupakan bagian yang sangat penting dalam pemisahan menggunakan metode membran cair ruah. Senyawa tanin memiliki peranan sebagai ligan yang akan mengikat dan melepaskan ion logam ke fasa penerima. Salah satu sifat kimia tanin adalah bersifat polar. Sifat polar tersebut akan menyulitkan proses ekstraksi baik fasa umpan maupun fasa penerima yang juga bersifat polar. Untuk mengatasi hal tersebut maka dilakukan modifikasi terhadap struktur kimia dari tanin dengan reaksi asetilasi. Reaksi asetilasi merupakan proses masuknya radikal asetil ke dalam molekul senyawa organik yang mengandung gugus –OH atau reaksi pengganti atom hdrogen dan gugus hidroksil denan gugus asetil (CH CO-) menghasilkan ester spesifik. Dalam
52
hal ini tahin kehilangan beberapa gugus –OH dan diganti dengan gugus asetil (CH CO-). Dihasilkan Tanin yang telah dimodifikasi yang mempunyai sifat kepolaran lebih kecil. Modifikasi tanin dilakukan dengan mereaksikan serbuk tanin dengan asetat anhidrat dan piridi sebagai katalis. Asetat anhidrat berfungsi sebagai sumber gugus asetil yang akan menggantikan gugus –OH. Piridin memiliki peranan sebagai katalis yang akan membantu terjadinya reaksi asetilasi. Setelah senyawa-senyawa tersebut dicampurkan akan terjadi reaksi asetilasi yang merupakan reaksi eksoterm. Selanjutnya campuran dituang ke dalam akuades yang selanjutnya membentuk padatan. Proses membentuk padatan disebut rekristalisasi yaitu pemurnian suatu zat dari campuran atau pengotornya dengan cara mengkristalkan zat tersebut setelah dilarutkan dalam pelarut yang cocok. Untuk memurnikan padatan tanin yang dimodifikasi tersebut harus disaring dan dicuci denan asm asetat encer dan akuades.asam asetat encer befungsi untuk menghilangkan pengotor piridin. Reaksi asetilasi yang terjadi sebagai berikut:
Gambar 13. Reaksi Asetilasi Tanin
53
Padatan kristal yang terbentuk kemudian dianalisis gugus fungsinya dengan menggunakan Spektrofotometri IR. Metode ini bertujuan untuk menentukan gugus fungsi senyawa organik. Hasil analilis spektra IR dari senyawa tanin hasil modifikasi menunjukkan adanya serapan pada daerah 3433,29cm
yang menunjukkan masih adanya gugus –OH dengan spektra
yang melebar. Hal sama ditunjukkan pada spektra senyawa tanin menunjukkan serapa pada 3379,29cm . Terjadi pergeseran intensitas serapan pada kedua spektra yang dimungkinkan karena jumlah gugus –OH pada senyawa tanin berkurang digantikan gugus asetil. Pada hasil analisis spektra senyawa tanin pada serapan 1535,34cm
dan 1612,49 cm
spektra senyawa tanin hasil modifikasi pada 1496,76 cm 1612,49cm
dan dan
menunjukkan terdapatnya gugus C=C aromatik pada
senyawa tanin dan senyawa tanin hasil modifikasi. Untuk gugus C=O pada spektra senyawa tanin ditunjukkan oleh serapan 1712,79cm
dan pada
spektra senyawa tanin hasil modifikasi ditunjukkan oleh serapan 1782.23 cm . Untuk gugus C-O pada spektra tanin ditunjukkan oleh serapan 1203,58 cm
dan pada spektra tanin hasil modifikasi ditunjukkan oleh
serapan 1195,87cm . Perbedaan yang terjadi ditunjukkan oleh gugus C-H alkana. Spektra senyawa tanin menunjukkan hasil analisis yang tidak terdapat serapan gugus C-H alkana. Pada spektra tanin hasil modifikasi menunjukkan adanya serapan gugus C-H alkana yang ditunjukkan pada serapan 2939,52 cm . Gugus C-H alkan ini berasal dari gugus setil yang terikat pada senyawa tanin hasil modifikasi.
54
2.
Pengaruh Waktu Ekstraksi terhadap Transpor Ion Logam Zn(II) Waktu Ekstraksi
mempengaruhi
mekanisme
Counter Current
Tramsport sehinggga terjadi ekstraksi dengan metode membran cair ruah di bidang anta muka fasa ekstrernal dan fasa membran. Waktu Ekstraksi juga menyebabkan reekstraksi di bidang antar muka fasa membran dan fasa penerima yang berlangsung secara bersinambungan. Dalam penelitian ini 50 mL fasa umpan yaitu larutan seng(II) 100 ppmdituangkan kedalam beker gelas 50 mL dan 100 mL fasa penerima yaitu larutan H₂SO₄ 0,1 M dituangkan kedalam beker gelas 250 mL. Menaruh
beker gelas 50 mL kedalam beker gelas 250 mL, kemudian 50 mL fasa membran diatas permukaan kedua fasa, kemudian diaduk dengan
mechanic stirrer pada kecepatan 130 rpm dan magnetis stirrer pada kecepatan 500 rpm selama 2 jam. Pada proses ekstraksi dilakukan variasi waktu yaitu 2 jam, 4 jam dan 6 jam. Hal ini dilakukan untuk mengetahui waktu terbaik pengadukan selama ekstraksi ion logam seng(II). Hasil dari penelitian pengaruh waktu ekstraksi disajikan pada tabel. Untuk hubungan antara waktu dan pesentase ion logam yang tertranspor disajikan dalam bentuk kurva pada Gambar Dari kurva gambar 10 memperlihatkan bahwa semakin lama waktu ekstraksi, maka persentase ekstraksi juga semakin besar. Maka semakin besar waktu ekstraksi terjadinya kontak antara logam dan ligan semakin besar.Hal ini menunjukkan ekstraksi ion logam yang berada dalam fase eksternal dengan fasa membran tanin yang termodifikasi berlangsung secara berkesinambungan, begitu juga reekstraksi yang terjadi pada bidangfasa
55
membran dengan fasa penerima berlangsung secara berkesinambungan. Proses tersebut berlangsung sampai tidak ada ion logam yang dipertukarkan. Pada gambar 10menunjukkan bahwa waktu pengadukan selama 6 jam adalah waktu pengadukan terbaik ekstraksi ion logam seng(II). Dalam waktu optimum tersebut transpor ion logam yang terekstrak sebesar 16,3074 %. Hal ini menunjukkan bahwa transfer ion logam seng(II) dari fase umpan ke fase penerima yang melalui membran sebesar 16,3074 %. 3.
Pengaruh Konsentrasi Fasa Penerima terhadap Transpor Ion Logam Zn(II) Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi fase penerima (larutan H₂SO₄) terhadap transpor ion logam seng(II) dilakukan dengan variasi konsentrasi fase penerima (larutan H₂SO₄) 0,1 M; 0,5 M dan 1 M. Proses transpor ion logam seng(II) dari fase umpan menuju fase penerima melalui fase membran dengan konsentrasi fase umpan 100 ppm dilakukan pada waktu terbaik sesuai hasil terbaik waktu ekstraksi. Nilai persentase transpor ion logam seng(II) dihitung dari jumlah ion logam seng(II) tertranspor dari fase umpan menuju fase penerima melalui fase membran..Dari hasil perhitungan dapat diketahui bahwa variasi konsentrasi fase umpan berpengaruh terhadap persentase ion logam seng(II) tertranspor seperti yang disajikan pada gambar 12. Gambar 12 menunjukkan dengan meningkatnya konsentrasi fasa penerima (larutan H₂SO₄) dari 0,1 M; 0,5M dan 1 M maka transpor ion
logam seng(II) menurun. Hal ini menandakan bahwa kecepatan dekomposisi kompleks di fasa penerima dipengaruhi konsentrasi 56
larutan H₂SO₄.Kelebihan konsentrasi fasa penerima menyebabkan ion logam seng(II) yang tertranspor ke fasa penerima semakin sedikit. Hal ini
disebabkan banyaknya ion seng(II) yang terperangkap dalam fasa membran membentuk kompleks bersifat stabil, sehingga proses dekompleksisasi akibat adanya ion H pada fasa penerima semakin lambat.
Hasil perhitungan pada tabel menunjukkan bahwa konsentrasi
fase penerima sebesar 0,1 Madalah konsentrasi optimum karena ion
logam seng(II) yang terekstrak sebesar 16,3082 %. Hal in juga menunjukan bahwa transfer massa ion logam seng(II) dari fase umpan ke fase penerima sebesar 16,3082 %.
57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A.
Kesimpulan 1. Senyawa Tenin termodifikasi dapat digunakan sebagai senyawa pembawa (carrier) dalam ekstraksi ion logam seng(II) dengan metode Membran Cair Ruah (Bulk Liquid Membrane). 2. Waktu terbaik pengadukan pada ekstraksi ion logam seng(II) dengan metode Membran Cair Ruah (Bulk Liquid Membrane) adalah 6 jam. 3. Konsentrasi optimum fasa penerima pada eksraksi on logam seng(II) dengan metode Membran Cair Ruah (Bulk Liquid Membrane) adalah 0,1 M. 4. Persentase transpor ion seng(II) pada kondisi optimum adalah 16,3082 %.
B.
Saran Saran dari penelitian ini adalah sebagai berikut 1. Perlu dilakukan penelitian dengan variasi waktu pengadukan yang lebih lama. 2. Perlu dilakukan penelitian dengan variasi membran yang lain 3. Perlu dilakukan penelitian aplikasi kondisi optimum pada limbahlimbah electroplating yang mengandung ion Zn(II).
58
DAFTAR PUSTAKA
Abbaspour, A. and Tavakol, F., 1999, Highly Selective Transport of Palladium Through a Liquid Membrane, Anal.Sci., 15 ;1005-1008. Abdul Karim Zulkarnain. 1991. Kimia Analisis Kualitatif. Yogyakarta: Departemen Perindustrian. Hlm 58. A.G Hamza, A,B Farag and F.M Al Nowaiser, 1990. Detection, Quantitative Collection and Semiquantitative Determination of Bismuth(III) and Zinc(II) in Aqueous Media using Polyurethane Foam Treated With Dithizone. Analytical Sciences, December, Vol 6, Hlm 889 -892. Ali Reza Fakhari, Afshin Rajabi K and Motjoba Shamsipur, 2006. Selective Uphill Zn+2 Transport via a Bulk Liquid Membrane Using an Azacrown Ether Carrier. Sep and Purification Tech, 50, Hlm 77 – 81. Aminudin, S. Dan Buchori. 1997. “Pemisahan Lantanum dan Cerium dengan Teknik Membran Cair Berpendukung. Seminar Nasional Kimia. 9-13. Arvana Rifki Adirya. 2013. Studi Penggunaan Tanin termodifikasi sebagai senyawa Pembawa pada Eskraksi Ion Logam Cr(III) dengan metode Membran Cair Ruah (Bulk Liquid Membran). Yogyakarta. FMIPA UNY. Baeza J, Freer J, Rojas N, Palma G, Dura! n N.Characterization of polyphenols extracted from Pinus radiata bark. Bol Soc Chil Qu!ım 1986;31:115–21. Bartsch, R. A., and Way, J. D., 1996, Chemical Separation With Liquid Membrane: An Overview, Journal American Chemical Society. Washington. Hlm 1-6. Bate-Smith and Swain, 1962, Flavonoid compounds. In : Comparative biochemistry. Florkin M. Mason H.S. Eds. Vol III. 75-809. Academic Press, New-York. Hlm 764. Bowser, J.R. 1993. Inorganic Chemistry. Brooks/Cole Publishing Company : California Halaman : 322-325. Cahyono, H., 2007, Polieugenol Bergugus Aktif N Sebagai Carrier Selektif dan Efektif Bagi Recovery Logam Berat Dengan Teknik Membran Cair. Skripsi Jurusan Kimia FMIPA UNDIP. Hlm 39-43. Cotton, FA dan Wilkinson, G. 1989. Kimia Anorganik Dasar Terjemahan Sahati Suharto. Jakarta : UI Press. Hlm 397-402. Darmono. 1995. Logam Dalam Sistem Biologi Mahkluk Hidup. Jakarta: UI Press. Hlm 59-157.
59
Djunaidi, M. C., dkk. 2007. Sintesis Polieugenol Sebagai Ekstraktan Selektif Logam Krom (III). Jurnal Alchemy Jurusan Kimia FMIPA UNS, Vol 6 No 1. Hlm 40-49. Enny Kriswiyanti Artati dan Fadilah. 2007. Pengaruh kecepatan Putar Pengadukan dan Suhu Operasi pada Ekstraksi Tanin dari Jambu Mete dengan Pelarut Aseton. Ekuilibrium (vol. 6 No. 1). Hlm 33-38 Fortunato, R., et al, 2004. Supported Liquid Membrane Using Ionic Liquids: Study of Stability and Transport Mechanism, J. Membrane Science, 242, Hl m 197-209. Gaikwad, A.G., 2003, Synergic Transport of Yttrium Metal Ions through Supported Liquid Membrane, J. Biochem. Eng., 17, 327-334. Heryando Palar. 1994. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta: Rineka Cipta. Hlm 97. Hiratani, K., Sugihara, H., Kasuga, K., Fujiwara, K., Hayashita, T. and Bartsch, R.A., 1994, An Acyclic Polyether Dicarboxylic Acid Ionophore with High Selectivity for pH-driven Uphill Transport of Lead (II) Ion, J. Chem.Soc. 319-320. http://encyclopedia.com/article/12626.html diakses 14 juli 2013. http://id.wikipedia.org./wiki/Zink diakses 14 juli 2013. http://ilmu-kefarmasian.blogspot.co.id/2013/02/ekstraksi.html 2013
diakses 14 juli
http://le.ac.uk/chemistry.html diakses 14 juli 2013.. K.H.
Sugiyarto. 2001. Kimia Anorganik II Dasar-Dasar Kimia AnorganikLogam. Yogyakarta: Jurusan Kimia FMIPA UNY. Hlm 158.
Karger, B.L., Snyder, I.R. and Horvath, S., 1979, An Introduction to Separation Science, John Wiley and Sons, New York. Khopkar, S.M. 2007. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press. Hlm 231305. Kopunec, R., Benetiz, J. Z. 1991. Extraction of rare earth elements with organophosphorus extractrans as carrier in supported liquid membranes, Journal of Radio Analytical & Nuclear Chemistry. Volume 150. Hlm 269-280. La Harimu. et. al. (2010). Separation of Fe(III), Cr(III), Cu(II), Ni(II), Co(II), and Pb(II) Metal Ions Using Poly(Eugenyl Oxyacetic Acid) As An Ion Ca. . Indo. J. Chem. 10 [1]. Hlm 69-74.
60
Lamb, J.D., Christensen, J.J., Oscarson, J.L., Nielsen, B.L., Asay, B.W. and Izatt, R.M., 1980, The Relationship between Complex Stability Constants and Rates of Cation Transport through Liquid Membranes by Macrocyclic Carriers, J. Am.Chem.Soc., 102, 6820-6824. M. Cholid Djunaidi dan Abdul Haris. 2003. Pemisahan Logam Berat Menggunakan Membran Cair Berpendukung dengan Variabel Konsentrasi Ion Logam dan pH Fasa Umpan. JSKA. Vol.VI.No.2 M. Cholid Djunaidi. et.al. 2007. Sintesis Polieugenol Sebagai Ekstraktan Selektif Logam Krom(III). J. Alchemy Vol 6, No 1. Hlm 40-49. Misra, B. M. dan Gill, J. S. 1996. Supported Liquid Membranes In Metal Separation. Journal American Chemical Society. Hlm 361-368. Monh, T. N. 1992. Carrier mediated transport of rare earth elements through liquid membrane, transport of Sc, Y, Ce, Eu, Gd, Tm, Yb, trough supported liquid membrane containing TOPO in n-Dodecane, Journal of Radio Analytical and Nuclear Chemistry. Vol 159. Hlm 219-231. Moreno, C. J. 1993. Membr. Sci.. Hlm 121-126. Mulder, M. 1991. Basic Principle of Membrane Technology. Kluwer Academic Publisher. Do Rsrecht. Hlm 244-249. Nezhadali, M, Hakimi and M. Heydari, 2008. Competitive Bulk Liquid Membrane Transport and Extraction of Cu(II), Ni(II), Zn(II) and Mn(II) Cations Using 5-Methyle-4[thiophen-2-yl-methylen-amino]-3-thio-oxo1,2,4-triazol-5-one and Phtalic Dicarboxaldehyde, E-Journal of Chemistry. Vol 5. No.1. Hlm 52-57. Nakamura, S. .1992. Effect of complexing agent on transport of lanthonoid element across versatic acid liquid membrane, Journal Separation Science and Technology, 27, Hlm 863-873. Peterson, R.T, .1996. Design of Macrocyclic Carriers for Liquid Membrane, In Chemical Separations with Liquid Membranes, American Chemical Society,Washington DC Pudjaatmaka, A.H dan Setiono, L., 1994, Buku Ajar Vogel Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik , Edisi ke-4, Erlangga, Jakarta. Terjemahan :Vogel’s Textbook of Quantitative Inorganic Analysis Elementary Instrumental Analysis, Basset, J., Denny, R.C., Jeffery, G.H. Mendham, J., 1991, Edition ke-4, Longman Group U.K Limited, London. 229-235-279. Refinel, Zaharism dan Resa Amelia. 2008. Optimalisasi Transpor Zn(II) dengan Zat Pembawa Oksin melalui Teknik Membran Cair Ruah, Jurnal Menara. Hlm 23-34.
61
Ramon Candra. 2013. Studi Penggunaan Tanin termodifikasi sebagai senyawa Pembawa pada Eskraksi Ion Logam Cr(III) dengan metode Membran Cair Ruah (Bulk Liquid Membran). Yogyakarta. FMIPA UNY Rydberg, J. Principles and Practices New York, 1992. Hlm 393-412.
of
Solvent Extraction; Marcel D:
Srikandi Fardiaz. 1992. Polusi Air dan Udara. Yogyakarta: Kanisius. Hlm 48. Surna T. Djajadiningrat dan Harry Amir. 1993. Penilaian Secara Cepat SumberSumber Pencemaran Air, Tanah dan Udara. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press. Hlm 106. Sudjana. 1992. Teknik Analisis Regresi Dan Korelasi. Bandung: Tarsito. Hlm 312. Sudjadi. 1986. Metode Pemisahan. Yogyakarta : UGM Press. Hlm167-177. Suriawiria, U. 1996. Mikrobiologi Air dan Dasar-dasar Pengolahan Buangan Secara Biologis. Bandung: Alumni. Hlm 3. Surna T. Djajadiningrat dan Harry Amir. 1993. Penilaian Secara Cepat SumberSumber Pencemaran Air, Tanah dan Udara. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press. Sutamiharja RTM, Adnan K, Sanusi. 1982. Perairan Teluk Jakarta di Tinjau Dari Tingkat Pencemarannya. IPB, Bogor. Sutrisno Hadi. 2000. Analisis Regresi. Yogyakarta: Andi Yogyakarta. Hlm 5. Svehla,G. 1990. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimakro. Edisi II. Kalman Media Pustaka. Jakarta. Ueno K., Imamura, T., Cheng, K.L., 1992, Handbook of Organic Analytical Reagents, Second Edition, CRC Press, Tokyo, 313-321, 507-509. Underwood, A.L. & R. A. Day, Jr. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Kelima. Penerjemah: A.H Pudjaatmaka. Jakarta: Erlangga.. Hlm 421-428. Walkowiak, W. and J. Gega, 1996, Transition Metal Cation Separation by Organophosphorus Compounds in Liquid Membrane Processes, C.S. Symposium Series 642. Chemical Separations with Liquid Membrane-, American Chemical Society, Hlm 181-193.
62
LAMPIRAN
63
Lampiran 1 SKEMA PROSEDUR KERJA 1. Pembuatan Larutan
1M
Sebanyak 54,3 mL H SO 98% Dimasukkan dlm gelas kimia berisi sedikit Akuades
Dimasukkan dalam labu ukur dan diencerkan sampai volume 1000 mL 2. Pembuatan Larutan
0,1 M
Sebanyak 10 mL H SO 1 M Diencerkan dalam labu ukur sampai Volume 100mL
3. Pembuatan Larutan
0,5 M
Sebanyak 50 mL H SO 1 M Diencerkan dalam labu ukur sampai Volume 100mL
4. Pembuatan Larutan Induk Seng(II) 1000 ppm Timbang sebanyak 1,999 gram kristal Zn(NO₃)₂.4H₂O
Larutkan dalam 1 mL HNO₃ 1M Diencerkan dengan akuades dalam labu ukur 500 mL sampai tanda batas
64
5. Pembuatan Larutan Umpan Seng(II) 100 ppm
Sebanyak 50 mL Larutan Induk Seng(II) 1000ppm
Diencerkan dengan akuades dalam labu ukur 500 mL sampai tanda batas
6. Pembuatan Fasa Membran Sebanyak 0,5 Tanin Termodifikasi
Dilarutkan dengan Etil Asetat p.a Sebanyak 50 mL
7. Modifikasi Tanin dengan Reaksi Asetilasi Timbang sebanyak 2 gran serbuk Tanin
Dilarutkan dengan 5 mL piridin dan 5 mL asetat anhidrat
Dituangkan ke dalam gelas kimia yang berisi akuades
Disaring dan dicuci dengan Asam Asetat 0,1 M dan Akuades
Dikeringkan dengan oven pada suhu 50 C
Dianalisis gugus fungsinya dengan Spektrofotometer Inframerah 65
8. Ekstraksi Logam Seng(II) dengan Metode Membran Cair cair Ruah (Bulk Liquid Membrane) a. Pengaruh Waktu Ekstrasi Terhadap Transpor Ion Logam Zn(II) Sebanyak 50 mL fasa membran
Sebanyak 50 mL fasa umpan
Sebanyak 100 mL fasa penerima
Dimasukkan dalam peralatan gelas yang telah dimodifikasi
Dilakukan Ekstraksi dengan variasi waktu 2 jam, 4 jam dan 6 jam
Mengambil fasa umpan
Mengambil fasa penerima
Dianalisis dengan AAS
66
b. Pengaruh Konsentrasi Fasa Penerima Terhadap Transpor Ion Logam Zn(II)
Sebanyak 50 mL fasa membran
Sebanyak 50 mL fasa umpan
Sebanyak 100 mL fasa penerima
Dimasukkan dalam peralatan gelas yang telah dimodifikasi
Dilakukan Ekstraksi dengan variasi Konsentrasi fasa penerima 0,1; 0,5 dan 1 M menggunakan waktu terbaik yang didapat pada prosedur sebelumnya
Mengambil fasa umpan
Mengambil fasa penerima
Dianalisis dengan AAS
67
Lampiran 2 UJI LINEARITAS KURVA KALIBRASI PENGARUH WAKTU EKSTRAKSI TERHADAP TRANPOR ION LOGAM Zn(II) Tabel 8. Perhitungan Garis Regresi Kurva Kalibrasi Pengaruh Waktu Ekstraksi Terhadap Transpor Ion Logam Zn(II) Konsentrasi Absorbansi No. (X) (Y) XY 1
0,0
0,0001
0,00
0,00000001
0
2
0,2
0,0138
0,04
0,00019044
0,00276
3
0,4
0,0408
0,16
0,00166564
0,01632
4
0,6
0,0532
0,36
0,00283024
0,03192
5
0,8
0,0858
0,64
0,00736264
0,06864
6
1,0
0,0968
1
0,00937024
0,09680
∑
3,0
0,2905
2,2
0,02141721
0,21644
a. Menentukan Persamaan Garis Regresi
Slope a =
∑
Slope a =
( ,
Intersep b =
Intersep b =
(∑ )(∑ )
∑
(
) ( )( , ( , ) ( )
∑ (∑
,
)
∑
)
= 0,1017
) (∑ )(∑ (
)
( , ) ( )( , ( , ) ( )
)
)
= - 0,0024
Persamaan garis regresinya yaitu Y = 0,1017X - 0,0024
68
b. Uji Korelasi Persamaan Garis Regresi
∑xy = ∑XY –
(∑ )(∑ )
∑xy = 0,21644 -
∑x = ∑X -
∑x = 2,2 -
=
(∑
∑
(∑ )
)(∑ ,
( , )( ,
= 0,07119
= 0,7
∑y = 0,02141721 -
=
)
(∑ )
( )
∑y = ∑Y -
( )( .
( ,
)
= 0,007352168
) )
= 0,992344008
Berdasarkan perhitungan dapat diketahui harga r adalah 0,992344008 yaitu lebih besar dari harga pada Tabel 14. Untuk jumlah data 6 harga r pada taraf signifikasi 5% adalah 0,811 dan pada taraf signifikasi 1% adalah 0,917. Hal ini menunjukan adanya korelasi yang signifikan antara konsentrasi dan absorbansi atau variabel X dan Y.
69
c. Uji Linearitas Garis Regresi Uji ini digunakan untuk menentukan apakah garis regresi yang diperoleh linies atau tidak. Apabila linier maka persamaan garis tersebut dapat digunakan untuk menghitung konsentrasi seng(II) setelah ekstraksi. Besarnya F regresi dapat dihitung dengan cara sebagai berikut: (∑
JK regresi =
)
∑
( ,
JK regresi =
db regresi = 1
,
)
= 0,007240023
JK residu = Σy − JK regresi
JK residu = 0,007352 – 0,007240023 = 0,000111977 db residu = N – 2 db residu = 6-2 =4 R RJK regresi =
= ,
= 0,007240023
RJK residu = RJK residu = F regresi = F regresi =
,
,
,
= 2,7994 x 10 = 258,6253606
Berdasarkan perhitungan diperoleh harga F adalah 258,6253606 yaitu besar jika dibandingkan dengan harga F Tabe 11 dengan db pembilang = 1 dan bd penyebut = 4. baik pada taraf signifikansi 1% maupun 5% yaitu 21,20 dan 7,71 . Hal ini menunjukkan bahwa persamaan Y = 0,1017X 0,0024 merupakan persamaan regresi linier dan dapat digunakan untuk menentuan konsentrasi Seng(II)
70
Lampiran 3 UJI LINEARITAS KURVA KALIBRASI PENGARUH KONSENTRASI EKSTRAKSI TERHADAP TRANPOR ION LOGAM Zn(II) Tabel 9. Perhitungan Garis Regresi Kurva Kalibrasi Pengaruh Konsentrasi EkstraksiTerhadap Transpor Ion Logam Zn(II) No. Konsentrasi (X)
Absorbansi (Y)
XY 0,0000000
0
1
0,0
0,0000
0,0
2
0,2
0,0393
0,04
0,00154449 0,00786
3
0,4
0,0583
0,16
0,00339889 0,02332
4
0,6
0,0874
0,36
0,00763876 0,05244
5
0,8
0,1317
0,64
0,01734489 0,10536
6
1,0
0,1577
1
0,02486929
∑
3,0
0,4744
2,2
0,05479632 0,34668
a. Menentukan Persamaan Garis Regresi
Slope a =
∑
Slope a =
( ,
Intersep b =
Intersep b =
(∑ )(∑ )
∑
(
) ( )( , ( , ) ( )
∑ (∑
,
)
∑
)
) (∑ )(∑ (
)
( , ) ( )( , ( , ) ( )
= 0,1564
)
)
= 0,0009
Persamaan garis regresinya yaitu Y = 0,1564x + 0,0009
71
0,1577
b. Uji Korelasi Persamaan Garis Regresi
∑xy = ∑XY –
(∑ )(∑ )
∑xy = 0,34668 -
∑x = ∑X -
∑x = 2,2 -
=
(∑
∑
(∑ )
)(∑ ,
( , )( ,
= 0,10948
= 0,7
∑y = 0,05479632 -
=
)
(∑ )
( )
∑y = ∑Y -
( )( ,
( ,
)
= 0,017271287
) )
= 0,995688332
Berdasarkan perhitungan dapat diketahui harga r adalah 0,99568832 yaitu lebih besar dari harga pada Tabel 10. Untuk jumlah data 6 harga r pada taraf signifikasi 5% adalah 0,811 dan pada taraf signifikasi 1% adalah 0,917. hal ini menunjukan adanya korelasi yang signifikan antara konsentrasi dan absorbansi atau variabel X dan Y.
72
c. Uji Linearitas Garis Regresi Uji ini digunakan untuk menentukan apakah garis regresi yang diperoleh linies atau tidak. Apabila linier maka persamaan garis tersebut dapat digunakan untuk menghitung konsentrasi seng(II) setelah ekstraksi. Besarnya F regresi dapat dihitung dengan cara sebagai berikut: (∑
JK regresi =
)
∑
( ,
JK regresi =
db regresi = 1
.
)
= 0,017122672
JK residu = Σy − JK regresi
JK residu = 0,017271287 –0,017122672= 0,000148615 db residu = N – 2 db residu = 6-2 =4 R RJK regresi =
== ,
= 0,017122672
RJK residu = RJK residu =
,
= 3,7153 x10
F regresi = F regresi =
,
,
= 460,8598594
Berdasaran perhitungan diperoleh harga F adaah 460,8598594 yaitu besar jika dibandingkan dengan harga F Tabel 11 dengan db pembilang = 1 dan bd penyebut = 4. Baik pada taraf signifikansi 1% maupun 5% yaitu 21,20 dan 7,71 . Hal ini menunjukkan bahwa persamaan Y = 0,1564x + 0,0009 merupakan persamaan regresi linier dan dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi Seng(II).
73
Lampiran 4 PERHITUNGAN PERSENTASE TRANSPOR PADA PENGARUH WAKTU EKSTRAkSI TERHADAP TRANSPOR ION LOGAM Zn(II) Tabel 10. Data Pengaruh Waktu terhadap konsentrasi Ion Logam Zn(II) dalam fasa Penerima Pengukuran Ion Logam Zn(II) (ppm) 2,2311 2,1298 11,4041 0,5388 11,9548 7,0265 12,0659 12,0000 0,3963
Waktu
NO.
Ekstraksi 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2 jam
4 Jam
6 Jam
Rata-rata Pengukuran (ppm) 5,255
6,5067
8,1541
Perhitungan 1. Waktu ekstraksi 2 jam Rata-rata pengukuran = Rata-rata pengukuran = C
V V C
,
,
,
= 5,255
= 5,255 ppm = 100 ml = 50 ml = 100 ppm
a. Mencari massa Zn(II) terekstrasi Massa Zn(II) terekstrasi = massa Zn(II) dalam fasa penerima Massa Zn(II) fasa penerima = V
Massa Zn(II) fsa penerima = 100 mL x
,
Jadi massa Zn(II) terekstraksi = 0,5255 mg b. Mencari massa Zn(II) mula-mula
74
xC
= 0,5255 mg
Massa Zn(II) mula-mula = Massa Zn(II) dalam fasa umpan Massa Zn(II) dalam fasa umpan = V
xC
Massa Zn(II) dalam fas aumpan = 50 mL x
= 5 mg
Jadi massa Zn(II) mula-mula = 5 mg c. Mencari persentase transpor ion logam Zn(II) ( )
% Transpor ion logam Zn(II) = % Transpor ion logam Zn(II) =
,
x 100%
( )
x 100% = 10,51 %
2. Waktu ekstraksi 4 jam Rata-rata pengukuran = Rata-rata pengukuran = C
V V C
,
,
,
= 6,5067
= 6,5067 ppm = 100 ml = 50ml = 100 ppm
a. Mencari massa Zn(II) terekstrasi Massa Zn(II) terekstrasi = massa Zn(II) dalam fasa penerima Massa Zn(II) fasa penerima = V
Massa Zn(II) fsa penerima = 100 mL x
xC
,
= 0,65067 mg
Jadi massa Zn(II) terekstraksi = 0,65067 mg b. Mencari massa Zn(II) mula-mula Massa Zn(II) mula-mula = Massa Zn(II) dalam fasa umpan Massa Zn(II) dalam fasa umpan = V
Massa Zn(II) dalam fas aumpan = 50 mL x
xC
= 5 mg
Jadi massa Zn(II) mula-mula = 5 mg c. Mencari persentase transpor ion logam Zn(II) ( )
% Transpor ion logam Zn(II) = % Transpor ion logam Zn(II) =
75
,
( )
x 100% x 100% = 13,034 %
3. Waktu ekstraksi 6 jam Rata-rata pengukuran = Rata-rata pengukuran = C
V V C
,
,
= 8,1541 mg
= 8,1537 ppm = 100 mL = 50 mL = 100 ppm
a. Mencari massa Zn(II) terekstrasi Massa Zn(II) terekstrasi = massa Zn(II) dalam fasa penerima Massa Zn(II) fasa penerima = V
Massa Zn(II) fsa penerima = 100 mL x
xC
,
= 0,81541 mg
Jadi massa Zn(II) terekstraksi = 0,81541 mg b. Mencari massa Zn(II) mula-mula Massa Zn(II) mula-mula = Massa Zn(II) dalam fasa umpan Massa Zn(II) dalam fasa umpan = V
Massa Zn(II) dalam fas aumpan = 50 mL x
xC
= 5 mg
Jadi massa Zn(II) mula-mula = 5 mg c. Mencari persentase transpor ion logam Zn(II) ( )
% Transpor ion logam Zn(II) = % Transpor ion logam Zn(II) =
76
,
( )
x 100% x 100% = 16,3082 %
Tabel 11. Data Akhir Pengaruh Waktu terhadap konsentrasi Ion Logam Zn(II) dalam fasa Penerima dan % Ion Logam yang tertranspor. NO.
Waktu Ekstraksi
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2 jam
4 Jam
6 Jam
Pengukuran Ion Logam Zn(II) (ppm) 2,2311 2,1298 11,4041 0,5388 11,9548 7,0265 12,0659 12,0000 0,3963
77
Rata-rata Pengukuran (ppm)
% Ion Logam Zn(II) tertranspor
5,255
10,51
6,5067
13,0340
8,1541
16,3082
Lampiran 5 PERHITUNGAN PERSENTASE TRANSPOR PADA PENGARUH KONSENTRASI FASA PENERIMA TERHADAP TRANSPOR ION LOGAM Zn(II) Tabel 12. Data Pengaruh Konsentrasi Fasa Penerima terhadap Konsentrasi Ion Logam Zn(II) dalam fasa Penerima NO. Konsentrasi Pengukuran Rata-rata Fasa Ion Logam Pengukuran Penerima Zn(II) (ppm) (ppm) 1 12,0658 2 0,1 M 8,1541 12,0000 3 0,3953 4 1,5230 5 0,5 M 0,9810 0,9482 6 0,4719 7 0,6880 8 1M 0,4992 0,6950 9 0,1145
Perhitungan 1. Konsentrasi Fasa Penerima 0,1 M Rata-rata pengukuran = Rata-rata pengukuran = C
V V C
,
,
= 8,1541 mg
= 8,1537 ppm = 100 mL = 50 mL = 100 ppm
a. Mencari massa Zn(II) terekstrasi Massa Zn(II) terekstrasi = massa Zn(II) dalam fasa penerima Massa Zn(II) fasa penerima = V
Massa Zn(II) fsa penerima = 100 mL x
,
Jadi massa Zn(II) terekstraksi = 0,81541 mg b. Mencari massa Zn(II) mula-mula
78
xC
= 0,81541 mg
Massa Zn(II) mula-mula = Massa Zn(II) dalam fasa umpan Massa Zn(II) dalam fasa umpan = V
xC
Massa Zn(II) dalam fas aumpan = 50 mL x
= 5 mg
Jadi massa Zn(II) mula-mula = 5 mg c. Mencari persentase transpor ion logam Zn(II) ( )
% Transpor ion logam Zn(II) = % Transpor ion logam Zn(II) =
x 100%
( )
,
x 100% = 16,3082 %
2. Konsentrasi Fasa Penerima 0,5 M Rata-rata pengukuran = Rata-rata pengukuran = C
V V C
,
,
,
= 0,9810 mg
= 0,9810 ppm = 100 ml = 50 ml = 100 ppm
a. Mencari massa Zn(II) terekstrasi Massa Zn(II) terekstrasi = massa Zn(II) dalam fasa penerima Massa Zn(II) fasa penerima = V
Massa Zn(II) fsa penerima = 100 mL x
xC
,
= 0,09810 mg
Jadi massa Zn(II) terekstraksi = 0,09810 mg b. Mencari massa Zn(II) mula-mula Massa Zn(II) mula-mula = Massa Zn(II) dalam fasa umpan Massa Zn(II) dalam fasa umpan = V
Massa Zn(II) dalam fas aumpan = 50 mL x
xC
= 5 mg
Jadi massa Zn(II) mula-mula = 5 mg c. Mencari persentase transpor ion logam Zn(II) % Transpor ion logam Zn(II) = % Transpor ion logam Zn(II) =
79
,
( )
( )
x 100% x 100% = 1,962 %
3. Konsentrasi Fasa Penerima 1 M Rata-rata pengukuran = Rata-rata pengukuran = C
V V C
,
,
,
= 0,4992 mg
= 0.4992 ppm = 100 mL = 50 mL = 100 ppm
a. Mencari massa Zn(II) terekstrasi Massa Zn(II) terekstrasi = massa Zn(II) dalam fasa penerima Massa Zn(II) fasa penerima = V
Massa Zn(II) fsa penerima = 100 mL x
xC
,
= 0,04992 mg
Jadi massa Zn(II) terekstraksi = 0,04992 mg b. Mencari massa Zn(II) mula-mula Massa Zn(II) mula-mula = Massa Zn(II) dalam fasa umpan Massa Zn(II) dalam fasa umpan = V
Massa Zn(II) dalam fas aumpan = 50 mL x
xC
= 5 mg
Jadi massa Zn(II) mula-mula = 5 mg c. Mencari persentase transpor ion logam Zn(II) % Transpor ion logam Zn(II) = % Transpor ion logam Zn(II) =
80
,
( )
( )
x 100% x 100% = 0,9984 %
Tatbel 13. Data Akhir Pengaruh Konsentrasi Fasa Penerima terhadap Konsentrasi Ion Logam Zn(II) dalam fasa Penerima dan Ion Logam Zn(II) Tertranspor
NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Konsentrasi Fasa Penerima 0,1 M
0,5 M
1M
Pengukuran Ion Logam Zn(II) (ppm) 12,0658 12,0000 0,3953 1,5230 0,9482 0,4719 0,6880 0,6950 0,1145
81
Rata-rata Pengukuran (ppm)
% Ion Logam Zn (II) Tertranspor
8,1537
16,3082
0,9810
1,9620
0,4992
0,9984
Lampiran 6 Tabel 14. Nilai-nilai r Produk Moment pada Taraf Signifikansi 5% dan 1% Taraf Signifikansi 5% 1% 0,997 0,999 3 0,950 0,990 4 0,878 0,959 5 0,810 0,917 6 0,754 0,874 7 0,707 0,834 8 0,666 0,798 9 0,632 0,765 10 0,602 0,735 11 0,576 0,708 12 0,553 0,684 13 0,513 0,661 14 0,514 0,641 15 0,497 0,623 16 0,482 0,606 17 0,468 0,590 18 0,456 0,575 19 0,444 0,561 20 0,433 0,549 21 0,423 0,537 22 0,413 0,526 23 0,404 0,515 24 0,396 0,505 25 0,388 0,496 26 0,381 0,487 27 0,374 0,478 28 0,367 0,470 29 0,361 0,463 30 0,355 0,456 31 0,349 0,449 32 0,344 0,442 33 0,339 0,436 34 0,334 0,430 35 0,329 0,424 36 0,325 0,418 37 (Sumber: Sutrino Hadi, 2000) N
N 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 125 150 175 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
82
Taraf Signifikansi 1% 5% 0,320 0,413 0,316 0,408 0,312 0,403 0,308 0,398 0,304 0,393 0,301 0,388 0,297 0,384 0,294 0,380 0,291 0,376 0,288 0,372 0,284 0,368 0.281 0,364 0,279 0,361 0,266 0,345 0,254 0,330 0,244 0,317 0,235 0,306 0,227 0,296 0,220 0,286 0,213 0,278 0,207 0,270 0,202 0,263 0,195 0,256 0,176 0,230 0,159 0,210 0,148 0,194 0,138 0,181 0,113 0,148 0,098 0.128 0,088 0,115 0,080 0,105 0,074 0,097 0,070 0,091 0,065 0,086 0,062 0,081
Lampiran 7 Tabel 15. Nilai F dengan Taraf Signifikansi 5% dan 1% d.b untuk RK Pembagi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
1 5% 161 18,51 10,13 7,71 6,61 5,99 5,59 5,32 5,12 4,96 4,84 4,75 4,67 4,60 4,54 4,49 4,45 4,41 4,38 4,35 4,32 4,30 4,28 4,26 4,24
1% 4052 98,49 34,12 21,20 16,26 12,25 12,25 11,26 10,56 10,04 9,65 9,33 9,70 8,86 8,68 8,53 8,40 8,29 8,19 8,10 8,02 7,95 7,88 7,82 7,77
d.b untuk Rerata Kuadrat Pembilang 2 3 4 5 5% 1% 5% 1% 5% 1% 5% 1% 200 4999 216 5403 225 5625 230 5764 19,00 99,00 19,16 99,17 19,25 99,25 19,30 99,30 9,55 30,20 9,28 29,46 9,12 28,71 9,01 28,24 6,94 18,00 6,59 16,69 6,39 15,98 6,26 15,52 5,79 13,27 5,41 16,06 5,19 11,39 5,05 10,97 5,14 10,92 4,76 9,78 4,53 9,15 4,39 8,75 4,74 9,55 4,35 8,45 4,12 7,85 3,97 7,19 4,46 8,65 4,07 7,59 3,84 7,01 3,69 6,63 4,26 8,02 3,86 6,99 3,63 6,42 3,48 6,06 4,10 7,56 3,71 6,55 3,48 5,99 3,33 5,64 3,98 7,20 3,59 6,22 3,36 5,67 3,20 5,32 3,88 6,93 3,49 5,95 3,26 5,41 3,11 5,06 3,80 6,70 3,41 5,74 3,18 5,20 3,02 4,86 3,74 6,51 3,34 5,56 3,11 5,03 2,96 4,96 3,68 6,36 3,29 5,42 3,06 4,89 2,90 4,56 3,63 6,23 3,24 5,29 3,01 4,77 2,85 4,44 3,59 6,11 3,20 5,19 2,96 4,67 2,81 3,34 3,55 6,01 3,16 5,09 2,93 4,58 2,77 4,25 3,52 5,93 3,13 5,01 2,90 4,50 2,74 4,17 3,49 5,85 3,10 4,94 2,87 4,43 2,71 4,10 3,47 5,78 3,07 4,87 2,84 4,37 2,68 4,04 3,44 5,72 3,05 4,82 2,82 4,31 2,66 3,99 3,42 5,66 3,03 4,77 2,80 4,26 2,64 3,94 3,40 5,61 3,01 4,72 2,78 4,22 2,62 3,90 3,39 5,57 2,99 4,68 2,76 4,18 2,60 3,86
83
Lampiran 8 Gambar Alat Penelitian
Gambar 14. Pengadukan Emulsi membran cair Fasa Ruah
84
Lampiran 9 Hasil Uji Laboratorium A. Tanin
85
B. Tanin Termodifikasi
86
C. Kurva Kalibrasi Variasi Waktu
87
D. Hasil Pengukuran Konsentrasi Ion Logam Zn(II) Variasi Waktu
88
E. Kurva Kalibrasi Variasi Konsentrasi Fasa Penerima
89
F. Hasil Pengukuran Konsentrasi Ion Logam Zn(II) Variasi Konsentrasi Fasa Penerima
90
