Indonesia Chimica Acta, Vol. 5. No. 2, December 2012
Usman
ISSN 2085-014X
UPAYA PENJERAPAN LOGAM BERAT Pb(II) DALAM AIR DENGAN MENGGUNAKAN SEKAM PADI Usman∗ Jurusan Kimia FMIPA Universitas Hasanuddin Makassar Sulawesi Selatan 90245
Abstrak.Telah dilakukan penelitian tentang penentuan penjerapan ion logam berat Pb2+ dalam air dengan menggunakan sekam padi pada berbagai ukuran butir, berat, dan variasi waktu. Sekam padi direndam pada larutan Pb2+ dengan konsentrasi 10 ppm dan setelah rentang waktu tertentu, konsentrasi ion logam Pb2+ dalam larutan ditentukan dengan Spektrofotometer Serapan Atom. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sekam padi mampu menjerap ion Pb2+ dalam air sampai 99% pada rentang waktu 12-36 jam. Kata kunci:sekam padi, Pb2+, adsorpsi, SSA Abstract. The research about determination of adsorption capacity of heavy metal Pb2+ in water using rice hull on variation of particle size, weight, and time application. Rice hull is soaked in solution of 10 ppm Pb2+ and after certain period, the concentration of Pb2+ ion in solution is analyzed using Atomic Absorption Spectrophotometer. The result indicate that rice hull can adsorb until 99% Pb2+ ion in water, in range period 12-36 hours Key words: rice hull, Pb2+, adsorption, AAS
∗
Alamat korespondensi:
[email protected] 17
Indonesia Chimica Acta, Vol. 5. No. 2, December 2012
Usman
ISSN 2085-014X
PENDAHULUAN Sekitar 75 negara penghasil padi didunia yang juga menghasilkan sekam (hull) sebanyak 1/5 bagian dari berat gabah kering yang dipanen. Masalah yang timbul dari masing-masing Negara penghasil padi karena sekam sebagai sebagai hasil samping dari proses penggilingan padi boleh dikata tak berilai sama sekali. Hal ini diakibatkan oleh sifat sekam yang kaku menyerupai kayu, bersifat abrasif, kandungan gizi yang rendah, tahan terhadap proses pelapukan, mempunyai volume (bulk) yang besar, serta kandungan abu yang cukup tinggi (Lembang, 1974). Sifat-sifat sekam padi diatas menjadikan sekam dikategorikan sebagai limbah pertanian, dan mendorong Negara-negara prudusen padi untuk menjadikan masalah ini sebagai tantangan agar sekam dapat bernilai ekonomis yang lebih baik, sehingga dapat mendukung struktur ekonomi masing-masing Negara yang bersangkutan. Indonesia sebagai salah satu Negara agraris, juga tidak lepas dari persoalan limbah pertanian, khususnya limbah padi (sekam).Meskipun limbah ini pada umumnya masih tersebar di sentra-sentra pertanian (penggilingan), namun sangat menguntungkan bila limbah sekam ini dapat dimamfaatkan agar tidak mengganggu lingkungan yang pada gilirannya dapat memberikan nilai tambah bagi perekonomian para petani di pedesaan khususnya, dan masyarakat pada umumnya. Perlunya memamfaatkan sekam padi tersebut dapat ditunjang oleh kandungan/komposisi kimianya yang terdiri atas bahan organik seperti selulosa, lignin, lipid, kitin dan bahanbahan anorganik seperti abu yang mengandung silika (Lembang,1974). Kandunga silika pada sekam padi diduga dapat menyebabkan daya jerap terhadap ion logam dalam air.
Berdasarkan uraian di atas maka dalam penelitian ini dicoba untuk mengetahui daya jerap sekam padi terhadap logam berat dalam air. Adapun tujuan Penelitian ini adalah untuk mengetahui efisiensi penjerapan sekam padi terhadap Pb dalam air.Dan diharapkan dapat memberi informasi tentang pemamfaatan sekam padi sebagai alternatif bahan penjerap logam berat dalam air. BAHAN DAN METODE Penjerapan Pb oleh sekam padi dalam penelitian ini dilakukan dengan metode batch yaitu sampel direndam dalam larutan logam Pb dengan konsentrasi tertentu. Bahan kimia Bahan yang digunakan adalah Sekam padi yang diperoleh dari pabrik penggilingan padi kelurahan Soreang, kecamatan Maros Baru, kabupaten Maros, Sulawesi Selatan. Sekam padi dicuci dengan air dan dibilas dengan aquades kemudian dilakukan penghalusan dengan menggunakan blender sampai mencapai kehalusan 50100 mesh dan 100-200 mesh yang akan digunakan sebagai bahan penjerap logam berat Pb dalam air. Larutan Pb (1000 ppm), dibuat dengan menimbang 1,5985 gram Pb(NO3)2, selanjutnya dilarutkan dengan HNO3 pekat. Campuran dipanaskan kemudian didinginkan dan ditambahkan aquades sampai volume 1000 ml dalam labu ukur.Untuk membuat larutan 10 ppm dilakukan pengenceran dari larutan induk. Peralatan BlenderNational MX-110 GD digunakanuntukmenghancurkan/menghal uskan sekam padi.Ayakan ABT 50-100 18
Indonesia Chimica Acta, Vol. 5. No. 2, December 2012
Usman
ISSN 2085-014X
mesh dan 100-200 mesh. Neraca analisis Ainsworth dengan batas ukur 0,0001-160 gram. SSA Unicam 939/959 yang terdapat di Laboratorium Forensik Polri Makassar. Ala-alat gelas digunakan dalam pembuatan larutan dan proses pengenceran.
Penyiapan Cuplikan
di mana n adalah banyaknya pengukuran untuk menentukan efisiensi penjerapan sekam padi terhadap logam Pb digunakan persamaan 3.4
∑ ∑ 2 ∑ ∑ … … 3.2 ∑ 2 ∑
(1) Penyiapan Sampel Sampel dihaluskan dengan blender sampai halus, kemudian diayak dengan ayakan 50-100 mesh dan 100-200 mesh. Sebagian sampel tanpa penghalusan.
∑ ∑ ∑ … … … … 3.3 ∑ ∑
% 1 100% … 3.4
(2) Penjerapan logam Pb pada sekam Ke dalam volume tertentu larutan Pb 10 ppm dimasukan sampel sekam dengan berat yang bervariasi, yaitu : 10 gram, 20 gram, 30 gram untuk masingmasing ukuran sekam yaitu sekam kasar, sekam 50-100 mesh dan sekam 100-200 mesh. Diaduk beberpa saat kemudian didiamkan dengan waktu yang bervariasi.Konsentrasi logam Pb dalam larutan setelah perendaman dianalisis dengan SSA.
Dimana; x=konsentrasiPb yang terjerap(ppm) y = konsentrasi larutan baku(ppm) HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan hasil penelitian dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom memperlihatkan bahwa sekam padi dapat menjerap logam berat Pb hingga ± 99% pada larutan Pb 10 ppm dalam rentang waktu 12 jam hingga 36 jam.Dengan demikian sekam padi dapat dimamfaatkan sebagai bahan untuk menjerap logam-logam berat dalam air. Tingginya daya jerap sekam padi disebabkan oleh komponen- komponen kimia yang terkandung dalam sekam padi terutama silikat berkisar 96,2% yang memiliki sifat elektronegatif sehingga memungkinkan terjadinya reaksi penjerapan kation baik secara subtitusi isomorfik yaitu suatu subtitusi unsur oleh unsur lain yang memiliki muatan yang sama maupun unsur yang memiliki muatan yang berbeda, sehingga mengakibatkan kelebihan muatan negatif atau muatan positif. Untuk mengimbangi atau memenuhi kelebihan muatan negatif tersebut dilakukan dengan berinteraksi dengan ion-ion yang bermuatan positif.Di samping itu pula reaksi penjerapan
(3) Pengolahan Data Pembuatan kurva kalibrasi Hasil pengukuran absorbans larutan standar logam Pb dialurkan terhadap konsentrasinya. Sumbu X adalah konsentrasi (ppm), sedangkan sumbu Y adalah absorban (A), garis regresinya mengikuti persamaan 3.1 Y=a+bX …………………….(3.1) dimana; a=suatutetapan(koefisien intersept) b=kemiringan grafik (gradient) Nilai a dan b dapat dihitung dengan persamaan 3.2 dan 3.3
19
Indonesia Chimica Acta, Vol. 5. No. 2, December 2012
Usman
tersebut dapat terjadi secara dissosiasi gugus hidroksil yang terbuka, hal ini dapat terjadi karena keberadaan gugus – OH pada tepi mineral atau pada bidang yang terbuka dari mineral silikat yang dapat mengakibatkan kelebihan muatan negatif dari ion oksigen sehingga memungkinkan kation-kation dapat terjerap. Tampak bahwa ukuran partikel sekam padi tidak menunjukkan perbedaan penjerapan logam sehingga dapat dkatakan sekam padi menjerap baik pada berbagai ukuran partikel, hal ini disebabkan oleh kandungan komponen lain yang dapat mempengaruhi daya jerap sekam padi seperti karbohidrat yang didominasi oleh selulosa dan hemiselulosa yang merupakan polisakarida yang dapat menjerap logam berat dengan membentuk senyawa kompleks. Demikian juga halnya dengan adanya atom hidrogen yang terkandung dalam sekam padi yang diidentifikasi sebagai protein yang memiliki gugus – COOH dan gugus – NH2 yang dapat bereaksi dengan ion-ion logam yang bervalensi dua termasuk logam berat Pb. Selain gugus – COOH dan gugus – NH2 yang dapat bereaksi dengan logam berat, gugus – R dalam protein juga dapat melakukan reaksi dengan ion atau senyawa lain. Sedangkan asam-asam organic yang terkandung dalam sekam padi, juga dapat melakukan interaksi dengan ion-ion logam dengan membentuk senyawa organologam sehingga merupakan salah satu komponen yang dapat mempengaruhi tingginya daya jerap sekam padi. Dari hasil penelitian juga memperlihatkan bahwa perbedaan ukuran sekam padi kurang mempengaruhi daya jerap terhadap ion logam berat Pb2+, hal
ISSN 2085-014X
ini dapat dijelaskan dengan memperhatikan bahwa semakin kecil butiran ukuran partikel, maka jarak antar pertikel akan semakin rapat. Bilamana partikel saling mendekati, tolak-menolak antar partikel terjadi karena sebahagian permukaan partikel memiliki muatan yang sama. Selain disebabkan gaya tolakmenolak, juga dapat diakibatkan gaya tarik-menarik antar partikel yang disebut gaya van deer waals. Gaya ini akan mempengaruhi bila jarak antar partikel semakin rapat, sehingga dapat menghalagi air yang mengandung kationkation logam dan kation-kation H+ dalam partikel akan sulit dipertukarkan. Demikian pula halnya dengan perbedaan berat sekam dan waktu perendaman tidak menunjukkan suatu perbedaan yang nyata, hal ini disebabkan telah tercapainya tingkat kejenuhan sekam padi dalam menjerap logam berat Pb pada rentang waktu 12-36 jam. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa sekam padi dari berbagai ukuran butir dapat digunakan untuk menjerap ion logam Pb+ hinnga ± 99% dalam rentang waktu 1236 jam. DAFTAR PUSTAKA 1. Agra, I.B., 1977, Pirolisis Sekam Padi Secara Sinambung, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik UGM, yokyakarta(134-144)bert 2. Alberty Robert A., Daniels Farrington, 1992, Kimia Fisika, Edisi ke-5, Erlangga, Jakarta(254-256). 3. Bahriah, 1993, Studi Kandungan Silika dan Beberapa Logam Pengotor 20
Indonesia Chimica Acta, Vol. 5. No. 2, December 2012
Usman
Pasir Kuarsa asal Kabupaten Maros dan Pinrang, Jurusan Kimia, Fakultas MIPA Unhas, Ujungpandang. 4. Cotton, F., Albert, Wilkinson Geoffrey, 1989, Kimia Anorganik Dasar, Edisi terjemahan, UI Pres, Jakarta(311-318). 5. Fengel D. dan Wengener G., 1995, Kayu, Edisi Terjemahan, UGM, Yokyakarta(155). 6. Houston F. Davit. 1972, Rice Hull, Western Marketing and Nutrition Research Division, Agricultural Research Service, U. S. Department of Agricultural, Berkeley, California ( 301, 309-313 , 316-338). 7. Itung, M. et. Al. 1983, Penelitian Pembuatan Natrium Silika Dari Sekam Padi, Majala Komunikasi Balai Industri Ujungpandang, Ujungpandang(31-35). 8. Johnson, E.L., Stevenson, S.,1991,Dasar –Dasar Kromatografi Cair, Edisi Terjemahan, ITB Bandung(120-121). 9. Kim H. Tan., 1991, Dasar- Dasar Kimia Tanah, Edisi Terjemahan, UGM Press, Yokyakarta (4749,176-177). 10. Lembang, J. T., Seleng, T., 1974, Pemanfaatan Sekam Padi dalam Industri, Balai Industri, Ujungpandang, Ujungpandang(3942). 11. Palar Heryanto, Drs., 1994, Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat, PT. Rineka Cipta Jakarta(7482) 12. Peodjiadi Anna, 1994, Dasar-Dasar Biokimia, UI Press, Jakarta(51-52, 82, 93-94,109,313-314). 13. Ridha Ahmad, 1998, Kajian Pemamfaatan Potongan Marmer Untuk Penyerapan Logam Berat
ISSN 2085-014X
Dallam Air, Jurusan Kimia, Fakultas MIPA Unhas, Ujungpandang. 14. Selbin Joel, JR., Mclydeday, 1987, Kimia Anorganik Teori, Gadjah Mada University Press, Yokyakarta ( 132133). 15. Thenawijaya Maggy, 1991, DasarDasar Biokimia, Edisi Terjemahan, IPB, Bogor(326). 16. Underwood, A.L., Jr. Day, R.A., 1993, Aanalisis Kimia Kuantitatif Edisi Ke-5, Erlangga, Jakarta (529-567).
21
