Top Banner
ADSORPSI ION Cr 3+ OLEH SERBUK GERGAJI KAYU ALBIZIA (Albizzia falcata): Studi Pengembangan Bahan Alternatif Penjerap Limbah Logam Berat I NYOMAN SUKARTA SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
99

Adsorpsi Ion

Aug 04, 2015

Download

Documents

Rezaei Khaedar
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Adsorpsi Ion

ADSORPSI ION Cr3+ OLEH SERBUK GERGAJI KAYU ALBIZIA (Albizzia falcata): Studi Pengembangan Bahan Alternatif

Penjerap Limbah Logam Berat

I NYOMAN SUKARTA

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2008

Page 2: Adsorpsi Ion

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Adsorpsi Ion Cr3+ Oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia (Albizzia Falcata): Studi Pengembangan Bahan Alternatif Penjerap Limbah Logam Berat adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Agustus 2008

I Nyoman Sukarta G451060011

Page 3: Adsorpsi Ion

ABSTRACT

I NYOMAN SUKARTA. Adsorption Cr3+ Ion By Sawdust of Albizia Wood (Albizzia Falcata): Study of Alternative Substance Development of adsorber Waste of Heavy Metal. Under direction of HAJI MUCHAMMAD SRI SAENI and ETI ROHAETI.

The aims of this research were to know (1) optimum time that is needed for Cr3+ ions adsorbed by sawdust of albizia wood, (2) characteristic of Cr3+ ions adsorbed by sawdust of albizia wood, and (3) the adsorption capacity of unactivated sawdust of albizia wood (Albizzia falcata) and activated by ethanol–toluene (1:1) toward Cr3+ ions. Consentration of Cr3+ was measured by using Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS). The results of this research showed that, optimum time of adsorption Cr3+ by sawdust albizia wood was 60 hours, characteristic of Cr3+ ions by unactivated of sawdust of albizia wood followed the model of adsorption Langmuir isotherm, but did not follow adsorption Freundlich isotherm. Conversely, activated sawdust of albizia wood follow Langmuir and Freundlich isotherm. Adsorption capacity of activated sawdust was better than that of unactivated sawdust. The maximum adsorption of unactivated and activated sawdust of albizia wood was 1.56 mg/g and 2.21 mg/g, respectively. Keywords: ion Cr3+, adsorption, sawdust, albizzia falcata, activated, characteristic

Page 4: Adsorpsi Ion

RINGKASAN

I NYOMAN SUKARTA. Adsorpsi Ion Cr3+ oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia (Albizzia Falcata): Studi Pengembangan Bahan Alternatif Penjerap LimbahLogam Berat. Dibimbing oleh HAJI MUCHAMMAD SRI SAENI dan ETI ROHAETI.

Logam krom (Cr) adalah salah satu jenis polutan logam berat yang bersifat

toksik, dalam tubuh logam krom biasanya berada dalam keadaan sebagai ion Cr3+. Krom dapat menyebabkan kanker paru-paru, kerusakan hati (liver) dan ginjal. Jika kontak dengan kulit menyebabkan iritasi dan jika tertelan dapat menyebabkan sakit perut dan muntah.

Usaha-usaha yang dilakukan untuk mengurangi kadar pencemar pada perairan biasanya dilakukan melalui kombinasi proses biologi, fisika dan kimia. Pada proses fisika, dilakukan dengan mengalirkan air yang tercemar ke dalam bak penampung yang telah diisi campuran pasir, kerikil serta ijuk. Hal ini lebih ditujukan untuk mengurangi atau menghilangkan kotoran-kotoran kasar dan penyisihan lumpur. Pada proses kimia, dilakukan dengan menambahkan bahan-bahan kimia untuk mengendapkan zat pencemar misalnya persenyawaan karbonat. Beberapa bahan lain yang telah digunakan sebagai penjerap adalah karbon aktif, lempung, dan batu cadas. Namun, bahan-bahan tersebut relatif sulit diperoleh dan karbon aktif mempunyai harga yang cukup mahal. Oleh karena itu, penelusuran terhadap material baru yang lebih murah, mudah didapat serta mempunyai daya adsorpsi besar sangat perlu diupayakan.

Serbuk gergaji kayu mengandung komponen-komponen kimia seperti selulosa, hemiselulosa, lignin dan zat ekstraktif. Terdapatnya selulosa dan hemiselulosa menjadikan serbuk gergaji kayu berpotensi untuk digunakan sebagai bahan penjerap. Serbuk gergaji kayu sebagai hasil samping dari industri gergaji kayu sampai saat ini hanya sebagian kecil saja dimanfaatkan oleh masyarakat, seperti digunakan dalam pembuatan batu-bata, industri keramik, campuran dalam pembuatan pupuk organik, sedangkan selebihnya terbuang secara percuma. Pemanfaatan serbuk gergaji kayu sebagai bahan material penjerap merupakan salah satu teknologi yang murah karena bahan bakunya mudah didapat mengingat negara Indonesia merupakan negara yang memiliki hutan yang sangat luas.

Dalam penelitian ini, penulis mencoba mempelajari daya adsorpsi serbuk gergaji kayu terhadap ion logam krom (Cr3+) melalui studi laboratorium. Serbuk gergaji kayu yang digunakan adalah serbuk gergaji kayu albizia ukuran 40 mesh yang sebelumnya diberikan perlakuan berbeda yaitu tanpa diaktivasi dan diaktivasi menggunakan pelarut campuran etanol-toluena (1:1). Daya adsorpsi maksimum terhadap ion logam Cr3+ dari serbuk gergaji kayu albizia tersebut dibandingkan secara deskriptif. Aktivasi dilakukan dengan cara ekstraksi Soxlet menggunakan pelarut campuran etanol-toluena (1:1) untuk menghilangkan zat

Page 5: Adsorpsi Ion

ekstraktif seperti lemak dan lilin yang dapat menghalangi kontak antara adsorbat (ion logam) dengan permukaan penjerap (adsorben).

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja, dari bulan Nopember 2007 sampai dengan bulan Mei 2008. Subyek dalam penelitian ini adalah serbuk gergaji kayu albizia yang diambil dari industri gergajian kayu di Desa Mas, Kecamatan Ubud, Kabupaten Gianyar Propinsi Bali. Sedangkan obyeknya adalah (1) waktu optimal yang diperlukan untuk adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi dan diaktivasi menggunakan campuran etanol-toluena (1:1), (2) karakteristik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia, dan (3) daya adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia.

Hasil penelitian menunjukkan, bahwa: (1) waktu optimum yang diperlukan untuk adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang telah diaktivasi menggunakan campuran etanol-toluena adalah 60 jam, (2) karakteristik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu yang telah diaktivasi mengikuti pola isoterm adsorpsi Langmuir maupun isoterm adsorpsi Freundlich. Namun demikian, karakteristik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang belum diaktivasi hanya mengikuti pola isoterm adsorpsi Langmuir tetapi tidak mengikuti pola isoterm adsorpsi Freundlich, dan (3) kapasitas adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang diaktivasi dengan campuran pelarut etanol-toluena meningkat dari 1,56 mg/g menjadi 2,21 mg/g. Kata-kata kunci: ion Cr3+, adsorpsi, serbuk gergaji kayu albizia, aktivasi, karakteristik

Page 6: Adsorpsi Ion

Hak Cipta milik IPB, tahun 2008 Hak cipta dilindungi undang-undang

1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa

mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,

penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah

b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya

tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

Page 7: Adsorpsi Ion

ADSORPSI ION Cr3+ OLEH SERBUK GERGAJI KAYU ALBIZIA (Albizzia falcata): Studi Pengembangan

Bahan Alternatif Penjerap Limbah Logam Berat

I NYOMAN SUKARTA G451060011

Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Magester Sains pada Departemen Kimia

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2008

Page 8: Adsorpsi Ion

Judul Tesis : Adsorpsi Ion Cr3+ oleh Serbuk Gergaji kayu Albizia (Albizzia falcata): Studi Pengembangan Bahan Alternatif Penjerap Limbah Logam Berat Nama : I Nyoman Sukarta NIM : G451060011

Disetujui Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. H.M. Sri Saeni, MS Dr. Ir. Eti Rohaeti, MS.

Ketua Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Kimia Dekan Sekolah Pascasarjana Prof. Dr. Ir. Latifah. K. Darusman, MS. Prof.Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro,MS. Tanggal Lulus: ......................... Tanggal Ujian 22 Juli 2008

Page 9: Adsorpsi Ion

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Betty Marita Soebroto, S.Si., M.Si

Page 10: Adsorpsi Ion

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan Kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya, sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Nopember 2007 ini ialah adsorpsi dengan judul “Adsorpsi Ion Cr3+ oleh Serbuk Gergaji kayu Albizia (Albizzia falcata): Studi Pengembangan Bahan Alternatif Penjerap Limbah Logam Berat”.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. H.M. Sri Saeni, M.S dan Ibu Dr. Eti Rohaeti, M.S selaku pembimbing. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu dalam penulisan karya ilmiah ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Akhir kata penulis berharap hasil penelitian dan tulisan ini dapat bermanfaat dan berguna sebagai bahan informasi dalam kemajuan ilmu pengetahuan alam.

Bogor, Agustus 2008

I Nyoman Sukarta

Page 11: Adsorpsi Ion

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Gianyar Bali pada tanggal 6 pebruari 1976 sebagai putra kedua dari ayah I Wayan Karep (Alm) dan ibu Ni Wayan Kerti (Alm). Pendidikan sarjana ditempuh di jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IKIP Negeri Singaraja, lulus pada tahun 1999. Melelui Beasiswa Pendidikan Pascasarjana dari Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, penulis berkesempatan melanjutkan studi ke program magister pada program studi Ilmu Kimia Sekolah Pascasarjana IPB tahun 2006. Penulis bekerja sebagai staf pengajar di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja Bali sejak tahun 2005.

Page 12: Adsorpsi Ion

DAFTAR ISI

Halaman DAFTAR TABEL................................................................................................. xii DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................xiii DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ xiv I. PENDAHULUAN ............................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2 Perumusan Masalah ................................................................................. 3 1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 4 1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................... 4

II TINJAUAN PUSTAKA...................................................................................... 5

2.1 Komponen Kimia Kayu ........................................................................... 5 2.2 Adsorpsi ................................................................................................... 7

2.2.1 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi................................. 7 2.2.2 Persamaan Isoterm Adsorpsi Langmuir ........................................ 10 2.2.3 Persamaan Isoterm Adsorpsi Freundlich ...................................... 11

2.3 Logam Kromium dan Keberadaannya ................................................... 11 2.4 Spektrofotometer dan Keberadaannya ................................................... 13

III. METODE PENELITIAN................................................................................ 15

3.1 Rencana Penelitian ................................................................................. 15 3.2 Subyek dan Obyek Penelitian ................................................................ 16 3.3 Prosedur Penelitian ................................................................................ 16

3.3.1 Tahap Persiapan ............................................................................ 16 3.3.1.1 Penyediaan Alat dan Bahan .............................................. 16 3.3.1.2 Pencucian Serbuk Gergaji Kayu Albizia........................... 16 3.3.1.3 Aktivasi Serbuk Gergaji Kayu Albizia ............................. 17

3.3.2 Tahap Pelaksanaan Penelitian ....................................................... 17 3.3.2.1 Penentuan Waktu Kontak Maksimum Adsorpsi

Ion Cr3+ oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia. .................... 17 3.3.2.2. Penentuan Adsorpsi maksimum Ion Cr3+ oleh Serbuk

Gergaji Kayu Albizia ........................................................ 17

3.4 Analisis Data .......................................................................................... 18

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................... 19

4.1. Waktu Optimal yang Diperlukan untuk Adsorpsi Ion Cr3+

Oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia ...................................................... 19 4.2. Karakteristik Adsorpsi Ion Cr3+

Oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia ...................................................... 22 4.2.1. Uji Linearitas Langmuir dan Freundlich Adsorpsi Ion Cr3+

Oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia Sebelum Diaktivasi.............. 22 4.2.2. Uji Linearitas Langmuir dan Freundlich Adsorpsi Ion Cr3+

Oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia Setelah Diaktivasi ................ 24

x

Page 13: Adsorpsi Ion

V. KESIMPULAN DAN SARAN........................................................................ 29 5.1. Kesimpulan ........................................................................................... 29 5.2. Saran ..................................................................................................... 29

xi

Page 14: Adsorpsi Ion

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1 Asam dan basa beberapa senyawa dan ion menurut prinsip HSAB dari Pearson.......................................................... 9 2 Data konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia yang diaktivasi pada berbagai waktu kontak ........................ 19 3 Data konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi pada berbagai waktu kontak ............... 20 4 Data adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albesia yang tidak diaktivasi pada berbagai konsentrasi ...................................... 22 5 Data adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albesia yang telah diaktivasi pada berbagai konsentrasi ...................................... 25

xii

Page 15: Adsorpsi Ion

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman 1 Kurva isoterm adsorpsi Langmuir..................................................................... 10

2 Kurva isoterm adsorpsi Freundlich ................................................................... 11

3 Diagram masuknya kromium dalam tubuh....................................................... 12

4 Pembentukan atom-atom dalam keadaan dasar yang dilakukan dalam proses atomisasi menggunakan nyala. .......................... 13

5 Kurva kalibrasi .................................................................................................. 14

6 Rancangan penelitian ........................................................................................ 15

7 Kurva hubungan antara konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia yang diaktivasi dengan berbagai waktu kontak .................................................................................... 19

8 Kurva hubungan antara konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi dengan berbagai waktu kontak.......................................................................... 20 9 Kurva linearitas Langmuir : hubungan antara konsentrasi Cr3+

setimbang terhadap c/(x/m) pada adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak teraktivasi ........................................... 23 10 Kurva linearitas Freundlich: hubungan antara log [Cr(III)] setimbang terhadap log (x/m) pada adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak teraktivasi .......................................... 24 11 Kurva linearitas Langmuir : hubungan antara konsentrasi Cr3+

setimbang terhadap c/(x/m) pada adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak teraktivasi .......................................... 26 12 Kurva linearitas Freundlich: hubungan antara log [Cr(III)] setimbang terhadap log (x/m) pada adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak teraktivasi ........................................... 27

xiii

Page 16: Adsorpsi Ion

DAFTAR LAMPIRAN

1 Perhitungan dan Pembuatan Larutan Cr3+ ....................................................... 35

2 Kurva Kalibrasi Larutan Standar Cr3+ .............................................................. 38

3 Kurva Kondisi Spektrofotometer Serapan Atom (AAS SHIMADZU AA-6300).......................................................................... 39

4 Data Hasil Pengukuran SSA Terhadap Konsentrasi Awal Larutan Ion Cr3+ Sebelum Adsorpsi Berlangsung ............................................ 40

5 Data Hasil Pengukuran SSA Terhadap Adsorpsi Ion Cr3+ Oleh Serbuk Gergaji Kayu Pada Konsentrasi Awal 60 ppm Pada Selang Waktu Kontak Yang Berbeda ...................................................... 41 6 Perhitungan Konsentrasi Ion Cr3+ yang Teradsorpsi oleh Serbuk Gergaji kayu Albizia dengan konsentrasi awal 60 ppm pada Berbagai Waktu Kontak ........................................................................... 43 7 Data Hasil Pengukuran SSA Terhadap Adsorpsi Ion Cr3+ Oleh Serbuk Gergaji Kayu dengan Berbagai Konsentrasi Pada Waktu Kontak 60 Jam .............................................................................. 45 8 Data Hasil Pengukuran pH Larutan Sebelum dan Sesudah Diadsorpsi oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia Menggunakan pH Meter ................................................................................. 47 9 Foto serbuk gergaji kayu albizia ................................................................... 48 10 Foto Adsorpsi Ion Cr3+ Oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia .......................... 48 11 Foto Seprangkat Alat AAS ........................................................................... 49 12 Foto Seprangkat Alat pH Meter ..................................................................... 49

xiv

Page 17: Adsorpsi Ion

1

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Limbah cair sebagai hasil samping dari aktivitas industri sering

menimbulkan permasalahan bagi lingkungan (Krim et al. 2006). Limbah cair

tersebut mengandung bahan-bahan berbahaya dan beracun yang keberadaannya

dalam perairan dapat menghalangi sinar matahari menembus lingkungan akuatik,

sehingga mengganggu proses-proses biologi yang terjadi di dalamnya, di samping

itu juga mengganggu estetika badan perairan akibat munculnya bau busuk.

Pencemaran air oleh logam-logam berat dapat berasal dari proses-proses industri

seperti industri metalurgi, industri penyamakan kulit, industri pembuatan

fungisida, industri cat dan zat warna tekstil (Redhana 1994). Zat pencemar berupa

logam-logam berat merupakan masalah yang lebih serius dibandingkan dengan

polutan organik karena ion-ion logam berat merupakan racun bagi organisme serta

sangat sulit diuraikan secara biologi maupun kimia.

Logam krom (Cr) adalah salah satu jenis polutan logam berat yang bersifat

toksik, dalam tubuh logam krom biasanya berada dalam keadaan sebagai ion Cr3+.

Krom dapat menyebabkan kanker paru-paru, kerusakan hati (liver) dan ginjal

(Kaim and Schwederski 1994). Jika kontak dengan kulit menyebabkan iritasi dan

jika tertelan dapat menyebabkan sakit perut dan muntah (Khasani 2001).

Usaha-usaha yang dilakukan untuk mengurangi kadar pencemar pada

perairan biasanya dilakukan melalui kombinasi proses biologi, fisika dan kimia.

Pada proses fisika, dilakukan dengan mengalirkan air yang tercemar ke dalam bak

penampung yang telah diisi campuran pasir, kerikil serta ijuk. Hal ini lebih

ditujukan untuk mengurangi atau menghilangkan kotoran-kotoran kasar dan

penyisihan lumpur. Pada proses kimia, dilakukan dengan menambahkan bahan-

bahan kimia untuk mengendapkan zat pencemar misalnya persenyawaan karbonat

(Sutrisno 2002). Di samping itu, pengurangan zat pencemar secara kimia juga

sering dilakukan dengan menggunakan bahan-bahan yang dapat menjerap zat-zat

pencemar seperti karbon aktif, biomassa sel, dan lempung. Lempung dapat

digunakan sebagai adsorben untuk menjerap senyawa fosfat dari air limbah

(Masduqi 2004). Sementara itu, Amri et al. (2004) melaporkan bahwa zeolit alam

Page 18: Adsorpsi Ion

2

terimpregnasi 2-merkaptobenzotiazol dapat digunakan untuk menjerap ion Cd (II)

dan Cr (III). Beberapa bahan lain yang telah digunakan sebagai penjerap adalah

karbon aktif, lempung, dan batu cadas. Namun, bahan-bahan tersebut relatif sulit

diperoleh dan karbon aktif mempunyai harga yang cukup mahal. Oleh karena itu,

penelusuran terhadap material baru yang lebih murah, mudah didapat serta

mempunyai daya adsorpsi besar sangat perlu diupayakan. Bahan-bahan alam

organik yang mempunyai gugus hidroksil (-OH) dapat dipakai untuk

mengadsorpsi ion-ion logam berat (Yantri 1998). Kulit kacang tanah yang

mengandung selulosa dapat digunakan sebagai adsorben untuk mengadsorpsi zat

warna Remazol Golden Yellow 6 yang merupakan zat warna reaktif kelas azo dan

termasuk golongan vinilsulfon (Mulyatna et al. 2003). Gupta dan Bahu (2006)

juga melaporkan daun mimba dapat digunakan sebagai penjerap krom dengan

kapasitas serapan maksimum 10 mg/g.

Serbuk gergaji kayu mengandung komponen-komponen kimia seperti

selulosa, hemiselulosa, lignin dan zat ekstraktif. Terdapatnya selulosa dan

hemiselulosa menjadikan serbuk gergaji kayu berpotensi untuk digunakan sebagai

bahan penjerap. Serbuk gergaji kayu sebagai hasil samping dari industri gergaji

kayu sampai saat ini hanya sebagian kecil saja dimanfaatkan oleh masyarakat,

seperti digunakan dalam pembuatan batu-bata, industri keramik, campuran dalam

pembuatan pupuk organik, sedangkan selebihnya terbuang secara percuma.

Pemanfaatan serbuk gergaji kayu sebagai bahan material penjerap merupakan

salah satu teknologi yang murah karena bahan bakunya mudah didapat mengingat

negara Indonesia merupakan negara yang memiliki hutan yang sangat luas.

Rehmen et al. (2006) melaporkan bahwa, serbuk gergaji kayu dapat

digunakan sebagai adsorben untuk menjerap ion nikel. Sementara itu, McKay at

al (1999) melaporkan serbuk gergaji kayu mempunyai kemampuan untuk

menjerap zat warna safranin sebesar 1119 ppm. Namun dalam penelitian tersebut

tidak disebutkan jenis kayu yang dipakai sebagai penjerap zat warna safranin.

Setiawan at al (2004) juga melaporkan kemampuan mengadsorpsi zat warna

kationik oleh serbuk gergaji kayu albizia dapat ditingkatkan dengan memodifikasi

gugus aktif permukaan menggunakan gugus sulfonat. Dari hasil penelitian

tersebut, serbuk gergaji albizia yang tersulfonasi kapasitas jerapannya mengalami

Page 19: Adsorpsi Ion

3

peningkatan dua kali lebih besar dibandingkan dengan kapasitas jerapan serbuk

gergaji kayu albizia alami.

Dalam penelitian ini, penulis mencoba mempelajari daya adsorpsi serbuk

gergaji kayu terhadap ion logam krom (Cr3+) melalui studi laboratorium. Serbuk

gergaji kayu yang digunakan adalah serbuk gergaji kayu albizia ukuran 40 mesh

yang sebelumnya diberikan perlakuan berbeda yaitu tanpa diaktivasi dan

diaktivasi menggunakan pelarut campuran etanol-toluena (1:1). Daya adsorpsi

maksimum terhadap ion logam Cr3+ dari serbuk gergaji kayu albizia tersebut

dibandingkan secara deskriptif. Aktivasi dilakukan dengan cara ekstraksi Soxlet

menggunakan pelarut campuran etanol-toluena (1:1) untuk menghilangkan zat

ekstraktif seperti lemak dan lilin yang dapat menghalangi kontak antara adsorbat

(ion logam) dengan permukaan penjerap (adsorben).

Adsorpsi molekul atau ion pada permukaan padatan umumnya hanya

terbatas pada satu lapisan (monolayer). Dengan demikian adsorpsi tersebut

biasanya mengikuti persamaan isoterm adsorpsi Langmuir atau Freundlich.

Dengan menggunakan persamaan isoterm adsorpsi Langmuir atau Freundlich,

dapat ditentukan karakteristik jerapan dan daya adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh

serbuk gergaji kayu albizia. Hasil penelitian ini diharapkan menjadikan sebagai

salah satu informasi untuk memperkaya sumber-sumber bahan penjerap dalam

usaha menanggulangi limbah-limbah cair yang mengandung logam-logam berat.

1.2. Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian dalam latar belakang tersebut, permasalahan yang akan

dicarikan pemecahan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Berapakah waktu optimal yang diperlukan untuk adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk

gergaji kayu albizia jika tidak diaktivasi dan diaktivasi menggunakan

campuran etanol-toluena (1:1)?

2. Bagaimana karakteristrik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia?

3. Berapakah daya adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia

jika tidak diaktivasi dan diaktivasi menggunakan campuran etanol-toluena

(1:1)?

Page 20: Adsorpsi Ion

4

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan umum penelitian ini adalah untuk menelusuri sumber-sumber

material yang murah, mudah didapat serta berpotensi untuk digunakan sebagai

bahan penjerap limbah cair yang mengandung logam berat. Secara khusus tujuan

penelitian ini adalah:

1. Untuk mengetahui waktu optimal yang diperlukan pada adsorpsi ion Cr3+ oleh

serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi dan yang diaktivasi

menggunakan campuran etanol-toluena (1:1)

2. Untuk mengetahui karakteristrik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu

albizia

3. Untuk mengetahui daya adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu

albizia yang tidak diaktivasi dan yang diaktivasi menggunakan etanol-toluena

(1:1)

1.4. Manfaat Penelitian

Penelitian ini nantinya memberikan informasi tentang daya adsorpsi Cr3+

oleh serbuk gergaji kayu albizia. Selanjutnya, penelitian ini pula diharapkan dapat

memperkaya sumber-sumber bahan penjerap yang dapat dipakai untuk menangani

limbah cair yang mengandung logam-logam berat yang sering menjadi

permasalahan bagi lingkungan.

Page 21: Adsorpsi Ion

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Komponen Kimia Kayu

Kayu sebagian besar tersusun atas tiga unsur yaitu unsur C, H dan O.

Unsur-unsur tersebut berasal dari udara berupa CO2 dan dari tanah berupa H2O.

Namun, dalam kayu juga terdapat unsur-unsur lain seperti N, P, K, Ca, Mg, Si, Al

dan Na. Unsur-unsur tersebut tergabung dalam sejumlah senyawa organik, secara

umum dapat dibedakan menjadi dua bagian (Fengel dan Wegener 1995) yaitu:

1. Komponen lapisan luar yang terdiri atas fraksi-fraksi yang dihasilkan oleh

kayu selama pertumbuhannya. Komponen ini sering disebut dengan zat

ekstraktif. Zat ekstraktif ini adalah senyawaan lemak, lilin, resin dan lain-lain.

2. Komponen lapisan dalam terbagi menjadi dua fraksi yaitu fraksi karbohidrat

yang terdiri atas selulosa dan hemiselulosa, fraksi non karbohidrat yang terdiri

dari lignin.

Selulosa dan Hemiselulosa

Selulosa merupakan senyawa organik yang terdapat pada dinding sel

bersama lignin berperan dalam mengokohkan struktur tumbuhan. Selulosa pada

kayu umumnya berkisar 40-50%, sedangkan pada kapas hampir mencapai 98%.

Selulosa terdiri atas rantai panjang unit-unit glukosa yang terikat dengan ikatan 1-

4β-glukosida.

O

H

HH

H

OH

H OH

CH2O

O

O

OH

H

H

CH2O

H

H

O

O

H

HH

H

OH

H OH

CH2O

O .

-

OH

H

n Selulosa

Hemiselulosa adalah polimer polisakarida heterogen tersusun dari unit D-

glukosa, D-manosa, L-arabiosa dan D-xilosa. Hemiselulosa pada kayu berkisar

antara 20-30%. Dilihat dari strukturnya, selulosa dan hemiselulosa mempunyai

Page 22: Adsorpsi Ion

6

potensi yang cukup besar untuk dijadikan sebagai penjerap karena gugus OH yang

terikat dapat berinteraksi dengan komponen adsorbat. Adanya gugus OH, pada

selulosa dan hemiselulosa menyebabkan terjadinya sifat polar pada adsorben

tersebut. Dengan demikian selulosa dan hemiselulosa lebih kuat menjerap zat

yang bersifat polar dari pada zat yang kurang polar. Mekanisme jerapan yang

terjadi antara gugus -OH yang terikat pada permukaan dengan ion logam yang

bermuatan positif (kation) merupakan mekanisme pertukaran ion sebagai berikut

(Yantri 1998).

Y OH + M+ YO M + H+

YO

Y OH + M2+ M + 2 H+

YO

M+ dan M2+ adalah ion logam, -OH adalah gugus hidroksil dan Y adalah matriks

tempat gugus -OH terikat. Interaksi antara gugus -OH dengan ion logam juga

memungkinkan melalui mekanisme pembentukan kompleks koordinasi karena

atom oksigen (O) pada gugus -OH mempunyai pasangan elektron bebas,

sedangkan ion logam mempunyai orbital d kosong. Pasangan elektron bebas

tersebut akan menempati orbital kosong yang dimiliki oleh ion logam, sehingga

terbentuk suatu senyawa atau ion kompleks.

Menurut Terada et al. (1983) ikatan kimia yang terjadi antara gugus aktif

pada zat organik dengan molekul dapat dijelaskan sebagai perilaku interaksi

asam-basa Lewis yang menghasilkan kompleks pada permukaan padatan. Pada

sistem adsorpsi larutan ion logam, interaksi tersebut dalam bentuk umum ditulis:

[GH] + Mz+ ↔ [GM(z-1)]+ + H+

2[GH] + Mz+ ↔ [G2M(z-2)]+ + 2H+

dengan GH adalah gugus fungsional yang terdapat pada zat organik, dan M adalah

ion bervalensi z.

Page 23: Adsorpsi Ion

7

2.2. Adsorpsi

Salah satu metode yang digunakan untuk menghilangkan zat pencemar

dari air limbah adalah adsorpsi (Rios et al. 1999 dan Saiful et al. 2005). Adsorpsi

merupakan terjerapnya suatu zat (molekul atau ion) pada permukaan adsorben.

Mekanisme penjerapan tersebut dapat dibedakan menjadi dua yaitu, jerapan

secara fisika (fisisorpsi) dan jerapan secara kimia (kemisorpsi). Pada proses

fisisorpsi gaya yang mengikat adsorbat oleh adsorben adalah gaya-gaya van der

Waals. Molekul terikat sangat lemah dan energi yang dilepaskan pada adsorpsi

fisika relatif rendah sekitar 20 kJ/mol (Castellan 1982). Sedangkan pada proses

adsorpsi kimia, interaksi adsorbat dengan adsorben melalui pembentukan ikatan

kimia. Kemisorpsi terjadi diawali dengan adsorpsi fisik, yaitu partikel-partikel

adsorbat mendekat ke permukaan adsorben melalui gaya van der Waals atau

melalui ikatan hidrogen. Kemudian diikuti oleh adsorpsi kimia yang terjadi

setelah adsorpsi fisika. Dalam adsorpsi kimia partikel melekat pada permukaan

dengan membentuk ikatan kimia (biasanya ikatan kovalen), dan cenderung

mencari tempat yang memaksimumkan bilangan koordinasi dengan substrat

(Atkins 1999).

2.2.1. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi

Kekuatan interaksi adsorbat dengan adsorben dipengaruhi oleh sifat dari

adsorbat maupun adsorbennya. Gejala yang umum dipakai untuk meramalkan

komponen mana yang diadsorpsi lebih kuat adalah kepolaran adsorben dengan

adsorbatnya. Apabila adsorbennya bersifat polar, maka komponen yang bersifat

polar akan terikat lebih kuat dibandingkan dengan komponen yang kurang polar.

Kekuatan interaksi juga dipengaruhi oleh sifat keras-lemahnya dari

adsorbat maupun adsorben. Sifat keras untuk kation dihubungkan dengan istilah

polarizing power cation, yaitu kemampuan suatu kation untuk mempolarisasi

anion dalam suatu ikatan. Kation yang mempunyai polarizing power cation besar

cenderung bersifat keras. Sifat polarizing power cation yang besar dimiliki oleh

ion-ion logam dengan ukuran (jari-jari) kecil dan muatan yang besar. sebaliknya

sifat polarizing power cation yang rendah dimiliki oleh ion-ion logam dengan

ukuran besar namun muatannya kecil, sehingga diklasifikasikan ion lemah.

Page 24: Adsorpsi Ion

8

Sedangkan pengertian keras untuk anion dihubungkan dengan istilah

polarisabilitas anion yaitu, kemampuan suatu anion untuk mengalami polarisasi

akibat medan listrik dari kation. Anion bersifat keras adalah anion berukuran

kecil, muatan besar dan elektronegativitas tinggi, sebaliknya anion lemah dimiliki

oleh anion dengan ukuran besar, muatan kecil dan elektronegatifitas yang rendah.

Ion logam keras berikatan kuat dengan anion keras dan ion logam lemah berikatan

kuat dengan anion lemah (Atkins at al. 1990).

Pearson (1963) mengklasifikasikan asam-basa Lewis menurut sifat keras

dan lemahnya. Menurut Pearson, situs aktif pada permukaan padatan dapat

dianggap sebagai ligan yang dapat mengikat logam secara selektif. Logam dan

ligan dikelompokkan menurut sifat keras dan lemahnya berdasarkan pada

polarisabilitas unsur. Pearson (1963) mengemukakan suatu prinsip yang disebut

Hard and Soft Acid Base (HSAB). Ligan-ligan dengan atom yang sangat

elektronegatif dan berukuran kecil merupakan basa keras, sedangkan ligan-ligan

dengan atom yang elektron terluarnya mudah terpolarisasi akibat pengaruh ion

dari luar merupakan basa lemah. Sedangkan ion-ion logam yang berukuran kecil

namun bermuatan positip besar, elektron terluarnya tidak mudah dipengaruhi oleh

ion dari luar, ini dikelompokkan ke dalam asam keras, sedangkan ion-ion logam

yang berukuran besar dan bermuatan kecil atau nol, elektron terluarnya mudah

dipengaruhi oleh ion lain, dikelompokkan ke dalam asam lemah. Pengelompokan

asam-basa menurut prinsip HSAB Pearson dapat dilihat pada Tabel 1.

Menurut prinsip HSAB, asam keras akan berinteraksi dengan basa keras

untuk membentuk kompleks, begitu juga asam lemah dengan basa lemah.

Interaksi asam keras dengan basa keras merupakan interaksi ionik, sedangkan

interaksi asam lemah dengan basa lemah, interaksinya lebih bersifat kovalen.

Ion krom (Cr3+) merupakan kation yang bersifat asam keras, sehingga akan

berinteraksi secara kuat dengan anion-anion yang bersifat basa keras seperti

dengan OH-. Selulosa mempunyai banyak gugus -OH, dengan demikian selulosa

akan mengikat ion krom secara kuat. Ikatan antara ion Cr3+ dengan -OH pada

selulosa melalui pembentukan ikatan koordinasi, di mana pasangan elektron bebas

dari O pada -OH akan menempati orbital kosong yang dimiliki oleh Cr3+,

sehingga terbentuk kompleks terkoordinasi.

Page 25: Adsorpsi Ion

9

Tabel 1 Asam dan basa beberapa senyawa dan ion menurut prinsip HSAB dari Pearson. Asam Basa

Keras Madya Lemah Keras Madya Lemah

H+, Li+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Al3+, Cr3+, Co3+, Fe3+ , CH3Sn3+, Si4+, Ti4+, RCO+, CO2, NC+, HX (molekul dengan ikatan hidrogen)

Fe2+, Co2+, Ni2+, Pb2+, Zn2+, Cu2+, Sn2+, B(CH3)3, SO2, NO+, R3C+, C6H5

+

Cu+,Ag+, Au+, Ti+, Cd2+, Hg+, CH3Hg+, Co(CN)5

2

-, I+, Br+, HO+, (atom logam) CH2

H2O,OH-, F-, CH3CO2

-, PO4

3-, Cl-, ClO4

-, ROH, RO-

, SO4-,

NO3-,

NH3, RNH2, N2H4

C6H5NH2, NO2

-, SO3

2-, Br-, C5H5N, N3-, N2

R2S, RSH, RS-, I-, SCN-

, R3P,

R3As, (RO)3P, CN-, RCN, CO, C2H4, S2O3

2-, C6H6, H-, R-

Porositas adsorben juga mempengaruhi daya adsorpsi dari suatu adsorben.

Adsorben dengan porositas yang besar mempunyai kemampuan menjerap yang

lebih tinggi dibandingkan dengan adsorben yang memilki porositas kecil. Untuk

meningkatkan porositas dapat dilakukan dengan mengaktivasi secara fisika seperti

mengalirkan uap air panas ke dalam pori-pori adsorben, atau mengaktivasi secara

kimia. Salah satu cara mengaktivasi adsorben secara kimia adalah aktivasi

selulosa melalui penggantian gugus aktif -OH pada selulosa dengan gugus HSO3-

melalui proses sulfonasi. Selulosa yang teraktivasi dengan cara sulfonasi

memberikan daya adsorpsi yang meningkat dua kali lipat dibandingkan daya

adsorpsi selulosa yang tidak diaktivasi (Setiawan et al. 2004)

Jumlah zat yang diadsorpsi pada permukaan adsorben merupakan proses

berkesetimbangan, sebab laju peristiwa adsorpsi disertai dengan terjadinya

desorpsi. Pada awal reaksi, peristiwa adsorpsi lebih dominan dibandingkan

dengan peristiwa desorpsi, sehingga adsorpsi berlangsung cepat. Pada waktu

tertentu peristiwa adsorpsi cendung berlangsung lambat, dan sebaliknya laju

desorpsi cendrung meningkat. Waktu ketika laju adsorpsi adalah sama dengan laju

desorpsi sering disebut sebagai keadaan berkesetimbangan. Pada keadaan

berkesetimbangan tidak teramati perubahan secara makroskopis. Waktu

Page 26: Adsorpsi Ion

10

tercapainya keadaan setimbang pada proses adsorpsi adalah berbeda-beda, Hal ini

dipengaruhi oleh jenis interaksi yang terjadi antara adsorben dengan adsorbat.

Secara umum waktu tercapainya kesetimbangan adsorpsi melalui mekanisme

fisika (fisisorpsi) lebih cepat dibandingkan dengan melalui mekanisme kimia atau

kemisorpsi (Castellans 1982)

2.2.2. Persamaan Isoterm Adsorpsi Langmuir

Isoterm adsorpsi Langmuir didasarkan atas beberapa asumsi, yaitu (a)

adsorpsi hanya terjadi pada lapisan tunggal (monolayer), (b) panas adsorpsi tidak

tergantung pada penutupan permukaan, dan (c) semua situs dan permukaannya

bersifat homogen (Oscik J 1994). Persamaan isoterm adsorpsi Langmuir dapat

diturunkan secara teoritis dengan menganggap terjadinya kesetimbangan antara

molekul-molekul zat yang diadsorpsi pada permukaan adsorben dengan molekul-

molekul zat yang tidak teradsorpsi. Persamaan isoterm adsorpsi Langmuir dapat

dituliskan sebagai berikut.

Cmxkmxmx

C

makmak )/(1

)/(1

/+= ............................................................... (1)

C merupakan konsentrasi adsorbat dalam larutan, x/m adalah konsentrasi adsorbat

yang terjerap per gram adsorben, k adalah konstanta yang berhubungan dengan

afinitas adsorpsi dan (x/m)mak adalah kapasitas adsorpsi maksimum dari adsorben.

Kurva isoterm adsorpsi Langmuir dapat disajikan seperti pada Gambar 1.

C

x/m

Gambar 1 Kurva isoterm adsorpsi Langmuir

Page 27: Adsorpsi Ion

11

2.2.3. Persamaan Isoterm Adsorpsi Freundlich

Persamaan isoterm adsorpsi Freundlich didasarkan atas terbentuknya

lapisan monolayer dari molekul-molekul adsorbat pada permukaan adsorben.

Namun pada adsorpsi Freundlich situs-situs aktif pada permukaan adsorben

bersifat heterogen. Persamaan isoterm adsorpsi Freundlich dapat dituliskan

sebagai berikut.

Log (x/m) = log k + 1/n log c............................................................................ ..(2),

sedangkan kurva isoterm adsorpsinya disajikan pada Gambar 2.

Gambar 2 Kurva isoterm adsorpsi Freundlich Log C

Log x/m

2.3. Logam Krom dan Keberadaannya

Logam krom merupakan logam golongan transisi, diketemukan di alam

sebagai bijih terutama kromit (Fe(CrO2)2). Krom merupakan elemen berbahaya di

permukaan bumi dan dijumpai dalam kondisi oksida antara Cr(II) sampai Cr(VI).

Krom bervalensi tiga umumnya merupakan bentuk yang umum dijumpai di alam,

dan dalam material biologis krom selalu berbentuk valensi tiga, karena krom

valensi enam merupakan salah satu material organik pengoksidasi yang tinggi

(Suhendrayatna 2001). Krom valensi tiga memiliki sifat racun yang rendah

dibandingkan dengan valensi enam. Pada bahan makanan dan tumbuhan mobilitas

krom relatif rendah dan diperkirakan konsumsi harian komponen ini pada manusia

dibawah 100 μg, kebanyakan berasal dari makanan, sedangkan dari air dan udara

dalam tingkat yang rendah.

Dalam perairan, krom berada pada bilangan oksidasi +2, +3, dan +6, dan

hanya +6 merupakan tingkat oksidasi yang paling dominan. Ion kromos (Cr2+)

merupakan krom tingkat oksidasi +2, bersifat tidak stabil, dan jumlahnya relatif

Page 28: Adsorpsi Ion

12

sedikit. Cr2+ dengan cepat teroksidasi ke tingkat oksidasi +3 yang lebih stabil

dalam lingkungan aerobik. Di samping itu, sebagai Cr(OH)2, Cr2+ akan

mengendap dalam air pada pH mendekati 6. Dengan demikian krom tingkat

oksidasi +3 dan +6 lebih banyak berperan dalam lingkungan perairan (Bert,1982).

Senyawa Cr(III) dan Cr(VI) sering dipakai untuk bahan pelapis logam lain agar

lebih tahan korosi dan kelihatan lebih baik. Selain itu senyawa Cr(III) dan Cr(VI)

juga dipakai sebagai bahan pembuatan cat, pewarna tekstil dan lain-lain. Dalam

zat warna tekstil jenis Grey Lanaset G mengandung krom (III) sebesar 2,5 %

sebagai senyawa kompleks organologam (Blanques et al. 2004). Krom (VI) lebih

mudah diserap oleh tubuh dibandingkan dengan Cr(III). Namun, setelah di dalam

tubuh Cr(VI) segera mengalami reduksi menjadi Cr(III) (ATSDR, 2000).

Keterdapatan Cr(III) dalam tubuh dapat menyebabkan kanker paru-paru. Proses

penjerapan krom oleh tubuh dan dampaknya bagi kesehatan disajikan pada

Gambar 3 (Kaim and Schwederski 1994).

ruang membran ruang membran inti sel extra seluler sel intra seluler inti kompleks kompleks kompleks kompleks Cr(III) DNA Cr(III) Cr(III) Cr(III) atau protein Reduksi reduksi reduksi perbaikan replikasi CrO4

= CrO4= CrO4

= DNA kesalahan Mutasi DNA

kanker

Gambar 3 Diagram masuknya krom dalam tubuh

Senyawa krom dalam bentuk Cr2(SO4)3 banyak digunakan dalam aplikasi

komersial termasuk penyamakan kulit, pengawetan kayu, dan produksi pigmen.

Hampir 90% industri penyamakan kulit menggunakan krom trivalen dalam proses

penyamakan karena efektif, murah, dan tersedia di pasaran. Menurut Tutem et al.

(2001), selama proses produksi, krom dalam jumlah besar dibuang ke atmosfir,

tanah, dan air. Oleh karena itu, limbah penyamakan kulit diolah untuk

Page 29: Adsorpsi Ion

13

memperoleh krom, sehingga krom dapat digunakan kembali pada proses

penyamakan kulit.

2.4. Spektrofotometer Serapan Atom

Spektrofotometer serapan atom (SSA) ditujukan untuk analisis kuantitatif

terhadap unsur-unsur logam. Alat ini memiliki sensitivitas yang sangat tinggi,

sehingga sering dijadikan sebagai pilihan utama dalam menganalisis unsur logam

yang konsentrasinya sangat kecil (ppm bahkan ppb). Prinsip dasar pengukuran

dengan SSA adalah penyerapan energi (sumber cahaya) oleh atom-atom dalam

keadaan dasar menjadi atom-atom dalam keadaan tereksitasi. Pembentukan atom-

atom dalam keadaan dasar atau proses atomisasi pada umumnya dilakukan dalam

nyala. Cuplikan sampel yang mengandung logam M sebagai ion M+ dalam bentuk

larutan garam M+ dan A- akan melalui serangkaian proses dalam nyala, sebelum

akhirnya menjadi atom logam dalam keadaan dasar M0 seperti terlihat pada

Gambar 4.

Atom-atom dalam keadaan dasar (Mo) akan menyerap energi sumber

energi berupa lampu katode berongga, yang mana jumlah energi yang diserap

adalah sebanding dengan populasi atau konsentrasi atom-atom dalam sampel

(Welz 1985).

M+ + A- (larutan)

M+ + A- (aerosol)

MA (padat)

MA (cair)

MA (gas)

Mo + Ao (gas)

Mo (gas)

Gambar 4 Proses atomisasi

Penentuan konsentrasi unsur logam dalam sampel dapat dilakukan dengan

bantuan kurva kalibrasi yang merupakan aluran antara absorbansi terhadap

Page 30: Adsorpsi Ion

14

konsentrasi larutan standar. Hal ini sesuai dengan Hukum Lambert-Beer yang

menyatakan bahwa jumlah energi yang diserap (absorbansi) adalah sebanding

dengan konsentrasi ( C ) (Khopkar 2003).

C

Abs

Gambar 5 Kurva kalibrasi

Page 31: Adsorpsi Ion

15

III. METODE PENELITIAN 3.1. Rancangan Penelitian

Penelitian ini termasuk penelitian deskriptif mengenai daya adsorpsi dari

serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi dan yang diaktivasi

menggunakan pelarut campuran etanol-toluena (1:1). Serbuk gergaji kayu albizia

diambil dari industri penggergajian kayu yang berlokasi di Desa Mas, Kecamatan

Ubud, Kabupaten Gianyar. Secara garis besarnya tahapan penelitian ini dapat

disajikan dalam rancangan penelitian pada Gambar 6.

diekstraksi dengan etanol-toluena (1:1) selama 3 jam (± 20 sirkulasi)

dikeringkan dalam oven pada 50oC 2 jam (bobot tetap)

Serbuk gergaji kayu albizia ukuran 40 mesh

dikeringkan dalam oven pada 50oC 2 jam (bobot tetap)

dicuci dengan aquades

disaring

filtrat residu

Konsentrasi Cr(III) diukur menggunakan SSA

Penentuan waktu kontak. adsorben (serbuk gergaji) dalam 50 mL larutan Cr3+ dengan konsentrasi (60 ppm) dalam selang waktu 12, 24, 36, 48, 60, dan 72 jam

Penentuan daya jerap maksimum adsorben (serbuk gergaji) dalam 50 mL larutan Cr3+ dengan konsentrasi bervariasi (20-120 ppm) selama waktu kontak maksimum

Blangko. Adsorben (serbuk gergaji kayu) dalam 50 mL Aquades

Konsentrasi Cr(III) sebelum penjerapan

Hitung Cr(III) terjerap

Gambar 6 Rancangan Penelitian

Page 32: Adsorpsi Ion

16

3.2. Subyek dan Obyek Penelitian

Subyek dalam penelitian ini adalah serbuk gergaji kayu albizia yang

diambil dari industri gergajian kayu di Desa Mas, Kecamatan Ubud, Kabupaten

Gianyar Propinsi Bali. Sedangkan obyeknya adalah (1) waktu optimal yang

diperlukan untuk adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak

diaktivasi dan diaktivasi menggunakan campuran etanol-toluena (1:1), (2)

karakteristik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia, dan (3) daya

adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia.

3.3. Prosedur Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Jurusan Kimia, Fakultas MIPA

Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja, dari bulan Nopember 2007 sampai

dengan bulan Mei 2008. Tahapan-tahapan penelitian ini adalah meliputi dua

tahapan, yaitu tahap persiapan dan tahap pelaksanaan penelitian.

3.3.1. Tahap Persiapan

3.3.1.1. Penyediaan Alat dan Bahan

Peralatan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah SSA model

AA-6300 merek Shimadzu, oven, seperangkat alat Soxlet, dan neraca, serta

beberapa peralatan tambahannya seperti batang pengaduk, gelas piala, labu ukur,

pengocok (shaker), dan ayakan ukuran 40 mesh, sedangkan bahan-bahan kimia

yang digunakan antara lain : CrCl3.6H2O, toluena, etanol, kertas saring, aquades

dan serbuk gergaji kayu albizia.

3.3.1.2. Pencucian Serbuk Gergaji Kayu Albizia

Serbuk gergaji kayu albizia ditimbang 50 gram ukuran 40 mesh,

dimasukkan dalam gelas piala ukuran satu liter, kemudian tambahkan aquades

sebanyak 500 mL. Campuran tersebut diaduk menggunakan pengocok (shaker)

selama 3 jam, aquades yang dipakai untuk mencuci diganti setiap satu jam

Page 33: Adsorpsi Ion

17

pengadukan. Campuran didekantasi, dan selanjutnya serbuk gergaji dikeringkan

dalam oven pada suhu 50oC selama kurang lebih 2 jam (sampai bobot tetap).

3.3.1.2. Aktivasi Serbuk Gergaji Kayu Albizia

Serbuk gergaji kayu albizia yang sudah dicuci dan dikeringkan,

ditimbang sebanyak 25 gram. Serbuk gergaji tersebut selanjutnya diekstraksi

dengan cara Soxlet menggunakan pelarut campuran etanol-toluena (1:1). Ekstraksi

dihentikan apabila warna pelarut pada sirkulasi tertentu tidak berubah lagi

(diperlukan waktu 3 jam atau 20 kali sirkulasi). Serbuk gergaji yang telah

diekstraksi dikeringkan kembali dalam oven pada suhu 50o C selama 2 jam

(sampai bobot tetap).

3.3.2. Tahap Pelaksanaan Penelitian

3.3.2.1. Penentuan Waktu Kontak Maksimum Ke dalam 6 buah labu Erlenmeyer ukuran 100 mL dimasukkan masing-

masing 1 gram serbuk gergaji kayu albizia kering yang telah dicuci, selanjutnya

ke dalam gelas piala tersebut dimasukkan 50 mL larutan krom klorida heksahidrat

(CrCl3.6H2O), dengan konsentrasi 60 ppm dan dikocok dengan menggunakan

pengocok masing-masing selama 12, 24, 36, 48, 60, dan 72 jam. Kemudian

disaring dan filtratnya ditampung untuk diukur kadar kromnya (Cr3+) dengan

SSA. Dengan cara yang sama dilakukan juga untuk serbuk gergaji kayu albizia

yang telah diaktivasi menggunakan pelarut campuran etanol-toluena (1:1).

3.3.2.2. Penentuan Adsorpsi maksimum Ke dalam 6 buah labu Erlenmeyer ukuran 100 mL, dimasukkan masing-

masing sebanyak 1 gram serbuk gergaji kayu albizia kering yang telah dicuci.

Selanjutnya, ke dalam gelas piala tersebut dimasukkan secara berturut-turut 50

mL larutan krom klorida heksahidrat (CrCl3.6H2O) dengan konsentrasi 20, 40, 60,

80, 100 dan 120 ppm. Campuran tersebut dikocok selama waktu kontak

maksimum, kemudian disaring dan filtratnya ditampung untuk diukur kadar

kromnya (Cr3+) dengan SSA. Kadar krom (III) pada larutan krom sebelum

adsorpsi juga diukur. Selain itu dilakukan pengukuran pH pada sampel sebelum

Page 34: Adsorpsi Ion

18

dan sesudah adsorpsi berlangsung. Prosedur yang sama juga dilakukan terhadap

serbuk gergaji kayu albizia yang telah diaktivasi menggunakan pelarut campuran

etanol-toluena (1:1).

3.4. Analisis Data

Penentuan waktu kontak maksimum yang diperoleh dalam penelitian ini

ditentukan dengan grafik hubungan antara lama waktu kontak dengan konsentrasi

ion Cr3+ yang dijerap oleh adsorben.

Data kuantitatif tentang daya jerap ion Cr3+ per gram serbuk gergaji kayu

albizia (x/m) yang tidak diaktivasi dan diaktivasi yang diperoleh dalam penelitian

ini akan ditentukan dengan persamaan :

( )adsorben gram/gram

1050 C - C

= mx

6sto ........................................................(3)

x/m adalah banyaknya ion Cr3+ (gram) yang dijerap per gram adsorben, Co adalah

konsentrasi ion Cr3+ mula-mula, Cst adalah konsentrasi ion Cr3+ setimbang (tidak

dijerap). Untuk mengetahui karakteristik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji

kayu albizia melalui uji isoterm adsorpsi Langmuir digunakan persamaan

C)m/x(

1k)m/x(

1m/x

C

makmak+= dan isoterm adsorpsi Freundlich digunakan

persamaan log(x/m) = log k + 1/n log C, sedangkan daya adsorpsi maksimum dari

adsorben ditentukan dengan membuat kurva berdasarkan karakteristik adsorpsi

yang diperoleh.

Page 35: Adsorpsi Ion

19

IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Waktu Optimal yang Diperlukan untuk Adsorpsi Ion Cr3+ Oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia

Data konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia yang

diaktivasi menggunakan campuran etanol-toluena (1:1) pada berbagai waktu

kontak disajikan pada Tabel 2, sedangkan data secara lengkap disajikan pada

Lampiran 5.

Tabel 2 Data konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia yang diaktivasi pada berbagai waktu kontak

Waktu kontak (Jam)

Konsentrasi Cr3+ Sebelum Adsorpsi Berlangsung (ppm)

Konsentrasi [Cr3+] Setimbang (ppm)

Konsentrasi [Cr3+] Yang teradsorpsi

(ppm) 12 59,0592 23,7595 35,2997

24 59,0592 23,4053 35,6539

36 59,0592 22,6205 36,4387

48 59,0592 20,2308 38,8284

60 59,0592 19,6100 39,4492

72 59,0592 19,7238 39,3354

Dari Tabel 2 di atas dapat dibuat kurva hubungan antara konsentrasi ion Cr3+ yang

teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia yang diaktivasi menggunakan

campuran etanol-toluena (1:1) terhadap waktu kontak seperti disajikan pada

Gambar 7.

3535,5

3636,5

3737,5

3838,5

3939,5

40

0 10 20 30 40 50 60 70 80

waktu kontak (Jam)

Kon

sent

rasi

Cr3+

Yan

g

Tera

dsor

psi (

ppm

)

Gambar 7 Kurva hubungan antara konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk

gergaji kayu albizia yang diaktivasi terhadap berbagai waktu kontak.

Page 36: Adsorpsi Ion

20

Untuk data konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia

yang tidak diaktivasi menggunakan campuran etanol-toluena (1:1) pada berbagai

waktu kontak disajikan pada Tabel 3, sedangkan data secara lengkap disajikan

pada Lampiran 5.

Tabel 3 Data konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia

yang tidak diaktivasi pada berbagai waktu kontak Waktu kontak (Jam)

Konsentrasi Cr3+ sebelum Adsorpsi

Berlangsung (ppm)

Konsentrasi [Cr3+] Setimbang (ppm)

Konsentrasi [Cr3+] Yang teradsorpsi

(ppm) 12 59,0592 28,0552 31,004

24 59,0592 25,1872 33,872

36 59,0592 24,3378 34,7214

48 59,0592 22,8814 36,1778

60 59,0592 21,8466 37,2126

72 59,0592 22,2366 36,8226

Dari Tabel 3 di atas dapat dibuat kurva hubungan antara konsentrasi ion Cr3+ yang

teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi menggunakan

campuran etanol-toluena (1:1) terhadap waktu kontak seperti disajikan pada

Gambar 8.

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

0 20 40 60 8

Waktu Kontak (Jam)

Kons

entra

si C

r3+ Y

ang

Tera

dsor

psi

(ppm

)

0

Gambar 8 Kurva hubungan antara konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk

gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi terhadap berbagai waktu kontak.

Page 37: Adsorpsi Ion

21

Dari Gambar 7 dan 8 terlihat bahwa adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji

kayu albizia berlangsung cepat pada awal reaksi yaitu pada waktu kontak 12 jam

sebesar 35,2997 ppm (59,77%) dan berlangsung lebih lambat untuk waktu kontak

berikutnya, yaitu hanya bertambah 0,6% yaitu menjadi 35,6539 ppm (60,37%)

untuk waktu kontak 12 jam kemudian. Penambahan waktu kontak setiap 12

berikutnya penjerapan menjadi berturut-turut sebesar; 36,4387 ppm (61,70%);

38,8284 ppm (65,74%); 39,4492 ppm (66,79%) dan 39,3354 ppm (66,60%) pada

waktu kontak 24, 36, 48, 60 dan 72 jam, untuk serbuk gergaji kayu albizia yang

diaktivasi. Untuk serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi, adsorpsi ion

Cr3+ berturut-turut pada waktu kontak 12, 24, 36, 48, 60 dan 72 jam adalah 31,004

ppm (52,50%); 33,872 ppm (57,35%); 34, 7214 ppm (58,79%); 36,1778 ppm

(61,27%); 37,2126 ppm (63,01%) dan 36,8226 ppm (62,35%).

Hal ini terjadi karena adsorpsi antara ion Cr3+ dan serbuk gergaji kayu

albizia merupakan peristiwa kesetimbangan. Pada awal reaksi saat serbuk gergaji

kayu albizia masih kosong adsorpsi yang terjadi akan cepat dan banyak karena

masih kosongnya permukaan serbuk gergaji kayu albizia yang bisa digunakan

untuk menjerap ion Cr3+ dan masih banyaknya ion Cr3+ dalam larutan. Setelah itu

akan terjadi penataan ulang. Menurut teori asam-basa keras-lemah dari person, ion

Cr3+ termasuk asam keras sehingga akan cenderung berinteraksi dengan gugus

aktif yang bersifat basa keras seperti gugus hidroksil (-OH) membentuk interaksi

ion-polar. Pada awal reaksi akan terjadi adsorpsi secara fisik dan kemudian diikuti

oleh adsorpsi secara kimia. Karena ion Cr3+ bersifat asam keras maka ion Cr3+

akan berinteraksi dengan ion hidroksil (-OH) terlebih dahulu. Setelah itu baru

berinteraksi dengan gugus fungsi yang lain, sehingga pada keadaan ini reaksi

berjalan lambat.

Dari Gambar 7 dan 8 juga terlihat bahwa waktu optimal yang diperlukan

oleh serbuk gergaji kayu albizia untuk menjerap ion Cr3+ adalah 60 jam. Secara

umum terlihat bahwa ion Cr3+ teradsorpsi lebih banyak pada serbuk gergaji kayu

albizia yang teraktivasi yaitu sebesar 39, 4492 ppm atau 66,79% dibandingkan

dengan oleh serbuk gergaji kayu yang tidak teraktivasi dengan campuran etanol-

toluena (1:1) yaitu sebesar 37,2126 ppm atau 63,01%. Hal ini terjadi karena pada

serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi menggunakan campuran etanol-

Page 38: Adsorpsi Ion

22

toluena (1:1) masih banyak terdapat senyawa-senyawa seperti lapisan lilin dan

lemak. Sedangkan pada serbuk gergaji kayu yang telah diaktivasi senyawa-

senyawa tersebut sudah berkurang, sehingga kontak antara adsorben dengan ion

Cr3+ dapat berlangsung lebih efektif. Hilangnya minyak dan lilin menyebabkan

interaksi gugus fungsi hidroksil dan karbonil dengan ion Cr3+ menjadi semakin

efektif.

4.2. Karakteristik Adsorpsi Ion Cr3+ Oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia Untuk mengetahui karaktristik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu

albizia dilakukan dengan mengamati jerapannya terhadap ion Cr3+ pada

konsentrasi yang bervariasi dan pada suhu isoterm sekitar 30oC. Dari hasil

penjerapan tersebut selanjutnya dianalisis menggunakan persamaan isoterm

adsorpsi Langmuir dan isoterm adsorpsi Freundlich untuk mengetahui

karakteristik jerapan dan juga daya adsorpsi maksimum.

4.2.1. Uji Linearitas Langmuir dan Freundlich Adsorpsi Ion Cr3+ oleh

Serbuk Gergaji Kayu Albizia sebelum Diaktivasi

Data adsorpsi Ion Cr3+ oleh serbuk kayu albizia yang belum diaktivasi

disajikan pada Tabel 4 dan data lengkap disajikan pada Lampiran 6.

Tabel 4 Data adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi pada berbagai konsentrasi

[Cr3+] mula-mula (ppm)

[Cr3+] teradsorpsi (ppm)

Cr3+ teradsorpsi (g) (x)

[Cr3+] setimbang(ppm) (c)

x/m

Log x/m

Log [Cr3+] stimbang

c/(x/m)

23,8503 21,5296 1,0765 2,3207 1,0765 0,0320 0,3656 2,1558

37,9153 23,6759 1,1838 14,2394 1,1838 0,0733 1,1535 12,0286

59,0592 26,208 1,3104 32,8512 1,3104 0,1174 1,5166 25,0696

75,2206 32,3209 1,6160 42,8997 1,6160 0,2085 1,6325 26,5461

108,7636 32,7686 1,6384 75,995 1,6384 0,2144 1,8808 46,3828

117,508 28,7706 1,4385 88,7374 1,4385 0,1579 1,9481 61,6862

Page 39: Adsorpsi Ion

23

Dari Tabel 4 dapat dilakukan uji pola isoterm adsorpsi Langmuir dan Freundlich

seperti terlihat pada Gambar 9 dan 10.

y = 0,6398x + 1,5685R2 = 0,9831

0

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 1

c (konsentrasi Cr3+ Setimbang)

c(x/

m)

00

Gambar 9 Kurva linearitas Langmuir: hubungan antara konsentrasi Cr3+

setimbang terhadap c/(x/m) pada adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak teraktivasi.

Berdasarkan kurva linearitas Langmuir seperti pada Gambar 9, adsorpsi

ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia memenuhi isoterm adsorpsi Langmuir,

oleh karena itu maka, adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia terjadi

pada lapisan monolayer. Hal ini ditujukkan oleh harga R2 pada isoterm adsorpsi

Langmuir sebesar 0,9831. Namun, pola jerapan yang terjadi pada serbuk gergaji

yang belum diaktivasi nampaknya belum memenuhi isoterm adsorpsi Freundlich

dengan nilai R2 sebesar 0,7557, seperti terlihat pada Gambar 10. Hal ini

disebabkan karena interaksi antara ion Cr3+ dengan serbuk gergaji kayu albizia

yang belum diaktivasi tersebut masih didominasi oleh salah satu interaksi yaitu

fisik atau interaksi kimia saja. Hal yang sama diperoleh dari penelitian Setiawan

(2004) bahwa pola adsorpsi zat warna kationik (methylene blue) oleh serbuk

gergaji kayu yang belum diaktivasi (termodifikasi) mengikuti pola isoterm

adsorpsi Langmuir (R2= 0,904) namun pola adsorpsi tersebut tidak memenuhi

pola isoterm adsorpsi Freundlich (R2= 0,817).

Page 40: Adsorpsi Ion

24

y = 0,1086x - 0,0198R2 = 0,7557

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Log [Cr3+ ] setimbang

Log

(x/m

)

Gambar 10 Kurva linearitas Freundlich: hubungan antara log [Cr(III)] setimbang

terhadap log (x/m) pada adsorpsi ion cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak teraktivasi.

Kurva isoterm adsorpsi Langmuir, selanjutnya dapat dipakai untuk

menentukan harga kapasitas adsorpsi maksimum (x/m)mak yaitu berdasarkan nilai

dari slope (kemiringan garis) pada persamaan Y = 0,6398X + 1,5685, yaitu

1/(x/m)mak. Dengan mensubstitusi 1/(x/m)mak = 0,6398 maka diperoleh nilai

(x/m)mak = 1,56 mg/g. Harga adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji

kayu albizia yang belum diaktivasi diperoleh sebesar 1,56 mg/g.

4.2.2. Uji Linearitas Langmuir dan Freundlich Adsorpsi Ion Cr3+ oleh

Serbuk Gergaji Kayu Albizia Setelah Diaktivasi

Aktivasi serbuk gergaji kayu albizia bertujuan untuk meningkatkan

kapasitas adsorpsi ion Cr3+. Aktivasi serbuk gergaji kayu dapat dilakukan dengan

beberapa cara, yaitu dengan menggantikan sisi-sisi aktif yang terdapat pada

selulosa ataupun hemiselulosa dengan gugus yang lebih aktif (kuat) seperti

melalui reaksi sulfonasi dan dengan menghilangkan bahan yang mengahalangi

kontak adsoben dengan adsorbat. Pada penelitian ini, aktivasi dengan

Page 41: Adsorpsi Ion

25

menghilangkan materi seperti lemak, lilin atau pengotor lain yang mengahalangi

kontak gugus aktif dengan ion Cr3+ dengan cara mengekstraksi menggunakan

campuran pelarut etanol-toluena pada perbandingan volume 1:1. Data adsorpsi

Ion Cr3+ oleh serbuk kayu albizia sesudah diaktivasi menggunakan campuran

pelarut etanol-toluena tersebut disajikan pada Tabel 5 dan data lengkap disajikan

pada Lampiran 7.

Tabel 5 Data adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang telah

diaktivasi menggunakan pelarut campuran etanol-toluena(1:1)

[Cr3+] mula-mula (ppm)

[Cr3+] teradsorpsi (ppm)

Cr3+ teradsorpsi (g) (x)

[Cr3+] setimbang (ppm) (c)

x/m

Log x/m Log [Cr3+] setimbang

c/(x/m)

23,8503 22,1437 1,1072 1,7066 1,1072 0,0442 0,2321 1,5414

37,9153 29,0919 1,4546 8,8234 1,4546 0,1627 0,9456 6,0659

59,0592 39,0882 1,9544 19,9710 1,9544 0,2910 1,3004 10,2184

75,2206 39,4837 1,9742 35,7369 1,9742 0,2954 1,5531 18,1021

108,7636 43,478 2,1739 65,2856 2,1739 0,3372 1,8148 30,0316

117,508 42,4958 2,1248 75,0122 2,1248 0,3273 1,8751 35,3033

Dari Tabel 5 di atas terlihat bahwa semakin besar konsentrasi ion Cr3+

pada larutan, semakin besar pula ion Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji

kayu albizia. Untuk menentukan pola isoterm adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk

gergaji kayu albizia yang telah teradsorpsi apakah memenuhi pola isoterm

adsorpsi Langmuir atau tidak, maka dilakukan uji linieritas dengan membuat

kurva hubungan antara konsentrasi Cr3+ dengan c/(x/m) seperti terlihat pada

Gambar 11, sedangkan untuk menentukan pola isoterm adsorpsi ion Cr3+ oleh

serbuk gergaji kayu albizia yang telah diaktivasi apakah memenuhi pola isoterm

adsorpsi Freundlich atau tidak, dilakukan uji linieritas Freundlich dengan

membuat kurva hubungan antara log konsentrasi Cr3+ setimbang terhadap log

(x/m) seperti terlihat pada Gambar 12.

Page 42: Adsorpsi Ion

26

y = 0,4527x + 1,3633R2 = 0,9976

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60

Konsentrasi Cr3+ setimbang

c/(x

/m)

80

Gambar 11 Kurva linearitas Langmuir: hubungan antara konsentrasi Cr3+

setimbang terhadap c/(x/m) pada adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang teraktivasi.

Berdasarkan Gambar 11 dan 12 nampak bahwa adsorpsi ion Cr3+ oleh

serbuk gergaji kayu albizia setelah diaktivasi mengikuti pola isoterm adsorpsi

Langmuir maupun Freundlich dengan nilai R2 secara berturut-turut sebesar 0,9976

dan 0,9418. Hal ini menunjukkan bahwa adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji

kayu albizia yang telah diaktivasi menggunakan pelarut etanol-toluena tetap

merupakan adsorpsi monolayer. Harga R2 dari isoterm adsorpsi Freundlich

sebesar 0,9418 menunjukkan adsorpsi ion Cr3+ berlangsung baik secara fisik yaitu

melalui pori-pori maupun secara kimia melalui interaksi gugus karbonil (CO) dan

hidroksidanya (OH). Gugus-gugus ini dapat mengikat ion Cr3+ melalui ikatan ion-

ion atau ion-polar (Mamaril, et al., 1997). Hal ini sesuai dengan Suhendrayatna

(2001) yang menyatakan bahwa polisakarida memegang peranan yang sangat

penting dalam proses biosorpsi ion logam berat, karena terjadinya ikatan kovalen

termasuk juga dengan gugus karbonil.

Page 43: Adsorpsi Ion

27

y = 0,1801x + 0,011R2 = 0,9418

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0 0,5 1 1,5

Log konsentrasi Cr3+ setimbang

Log

(x/m

)

2

Gambar 11 Kurva linearitas Freundlich: hubungan antara log konsentrasi Cr3+

setimbang terhadap log (x/m) pada adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang teraktivasi.

Serbuk gergaji kayu albizia yang diaktivasi menggunakan campuran

etanol-toluena dengan perbandingan volume 1:1 menyebabkan harga linearitas

isoterm adsorpsi Freundlich meningkat dari 0,7557 menjadi 0,9418. Hasil

penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Setiawan (2004)

juga menujukkan bahwa adsorpsi zat warna kationik (methylene blue) dengan

serbuk gergaji kayu yang diaktivasi dengan sulfonasi menyebabkan nilai linearitas

isoterm adsorpsi Freundlich meningkat dari 0,817 menjadi 0,978.

Kapasitas adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia

setelah diaktivasi meningkat dari 1,56 mg/g menjadi 2,21 mg/g. Meningkatnya

kapasitas adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji setelah diaktivasi

diakibatkan oleh berkurangnya zat-zat yang dapat mengganggu seperti lilin, lemak

dan pengotor lain yang dapat menghalangi kontak antara gugus aktif pada

selulosa, hemiselulosa serta lignin dengan ion Cr3+. Di samping itu adanya

pengotor lain yang ada pada pori-pori serbuk gergaji kayu albizia menyebabkan

adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia berlangsung tidak maksimal.

Page 44: Adsorpsi Ion

28

Data pH larutan yang diukur pada saat sebelum dan sesudah adsorpsi

berlangsung, baik pada adsorpsi yang menggunakan serbuk gergaji kayu yang

diaktivasi maupun yang tidak diaktivasi menggunakan campuran etanol-toluena

(1:1) seperti terlihat pada Lampiran 8, menunjukkan bahwa pH larutan secara

umum mengalami peningkatan setelah proses adsorpsi berlangsung. Keadaan ini

menunjukkan bahwa larutan CrCl3 setelah mengalami adsorpsi lebih bersifat basa

dibandingkan dengan sebelum adsorpsi berlangsung. Hal ini terjadi karena ion

Cr3+ yang menurut prinsip HSAB dari Pearson bersifat asam keras telah

diadsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia, sehingga sifat asam pada larutan yang

telah teradsorpsi tersebut menjadi berkurang. Dari peningkatan harga pH larutan

yang telah diadsorpsi juga mengindikasikan kemungkinan pada proses adsorpsi

tidak terjadi reaksi penukar kation antara kation H+ pada selulosa dan

hemiselulosa yang terdapat pada serbuk gergaji kayu albizia oleh ion Cr3+ pada

larutan CrCl3. Adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia terjadi melalui

ikatan koordinasi antara kation Cr3+ yang bertindak sebagai ion pusat dan selulosa

serta hemiselulosa bertindak sebagai ligan.

Page 45: Adsorpsi Ion

29

V. SIMPULAN DAN SARAN

5.1. Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka beberapa

simpulan yang dapat diperoleh adalah sebagai berikut.

1. Waktu optimum yang diperlukan untuk adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk

gergaji kayu albizia yang telah diaktivasi menggunakan campuran etanol-

toluena adalah 60 jam.

2. Karakteristik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu yang telah

diaktivasi mengikuti pola isoterm adsorpsi Langmuir maupun isoterm

adsorpsi Freundlich. Namun demikian, karakteristik adsorpsi ion Cr3+ oleh

serbuk gergaji kayu albizia yang belum diaktivasi hanya mengikuti pola

isoterm adsorpsi Langmuir tetapi tidak mengikuti pola isoterm adsorpsi

Freundlich.

3. Kapasitas adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia

yang diaktivasi dengan campuran pelarut etanol-toluena meningkat dari

1,56 mg/g menjadi 2,21 mg/g.

5.2. Saran

Penelitian ini diharapkan dapat digunakan di industri-industri yang

menggunakan zat-zat yang mengandung krom, sehingga dapat mengurangi

pencemaran lingkungan akibat pembuangan limbah krom. Namun demikian masih

perlu dilakukan penelitian lanjutan terhadap usaha meningkatkan kapasitas

adsorpsi maksimum dari serbuk gergaji kayu, sehingga memperkaya informasi

dalam pemanfaatan potensi serbuk gergaji kayu dalam pemanfaatannya sebagai

adsorben dalam menanggulangi pencemaran lingkungan akibat limbah cair.

Page 46: Adsorpsi Ion

30

DAFTAR PUSTAKA

Achmad H. 2001. Kimia Unsur dan Radiokimia. Bandung, PT Citra Aditya Bakti. Al-Hamdan AZ and Reddy Krishna R. 2006. Geochemical Reconnaissance of

Heavy Metals in Kaolin after Electrokinetic Remediation. Journal of Environmental Science and Health. Part A, 41:17–33

Alumaa P, Stainnes E, Kirso U, Petersell V. 2001. Heavy Metal Sorption By

Different Estonian Soil Types At Low Equilibrium Solution Concentrations. Proc. Estonian Acad. Sci. Chem., 50,(2): 104–115

Amri A, Supranto M, Fahrurozi. 2004. Kesetimbangan Adsorpsi Optional

Campuran Biner Cd(II) dan Cr(III) dengan Zeolit Alam Terimpregnasi 2- merkaptobenzotiazol. Jurnal Natur Indonesia 6(2): 111-117.

Ansari R. 2006. Application of Polyaniline and its Composites for

Adsorption/Recovery of Chromium (VI) from Aqueous Solutions. Acta Chim. Slov. 53: 88–94

Atkins PW, Shriver DF, and Langford C. 1990. Inorganic Chemistry. Oxford

Uniersity Press. Atkins PW. 1999. Kimia Fisika. “Ed ke-2 Kartahadiprojo Irma I, penerjemah;

Indarto Purnomo Wahyu, editor. Jakarta Erlanga. Terjemahan dari: Pysical Chemistry.

ATSDR. 2000. Toxicological Profile for Chromium. Hair Analysis Panel

Discussion. Lexington: 12-13 Juni 2001. The Agency for Toxic Subtances and Disease Registry. www.atdsr.cdc.gov/toxprofile [30 Des 2002]

Azhar SS, Ghaniey Liew A, Suhardy D, Hafiz KF, Irfan Hatim MD. 2005. Dye

Removal from Aqueous Solution by using Adsorption on Treated Sugarcane Bagasse. American Journal of Applied Sciences 2 (11): 1499-1503

Baig MA, Mehmood B, and Martin A. 2003. Removal Of Chromium From

Industrial Effluents By Sand Filtration. Elektronic Journal Of Environmental, Agricultural And Food Chemistry, 2 (3): 374-379

Baroto dan Siradz SA. 2006. Tarap Pencemaran Dan Kandungan Kromium (Cr)

Pada Air Dan Tanah Di Daerah Aliran Sungai Code Yogyakarta. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. (2) p: 82-100

Page 47: Adsorpsi Ion

31

Bert AE and Chen KT., 1982, Origin and Nature of Selected Inorganic Constituens in Natural Waters, In Water Analysis Inorganic Species (Minar R A and Krith LH., ed,), Vol. 1, Academic Press, New York.

Bhattacharya P, Mukherjee AB, Jacks G, Nordqvist S. 2002. Metal contamination

at a wood preservation site: characterisation and experimental studies on remediation. The Science of the Total Environment 290: 165–180

Bl!anqueza P, Casasa N, Fontc X, Gabarrella X, Sarr”aa M, Caminalb G, Vicenta

T. 2004. Mechanism of textile metal dye biotransformation by Trametes versicolor. Water Research 38: 2166–2172.

Castellan GW. 1982 Physical Chemistry. Third Edition. New York: General

Graphic Servies Covelo EF at al. 2006. Heavy metal adsorption and desorption by a Eutric

Regosol and a Distric Regosol. Geophysical Research Abstracts, Vol. 8, 04553

Fengel D dan Wegener G. 1995. Kayu: Kimia, Ultrastruktur, Reaksi-reaksi.“Ed

ke-1. Harjono Sastroamidjoyo penerjemah: Soenardi Prawirohatmodjo, penyunting. Gajah mada University Press. Terjemahan dari: Wood: Chemistry, Ultrastructure, reactions.

Gupta S dan Babu B. 2006. Adsorption of Cr(VI) by Low-Cost Adsorbent

Prepared Neem Leaves. Di dalam: Babu BV and Ramakrisnha V, editor. Environmental Engineering. Proceeding of National Conference on Environmental Conservation (NCEC-2006). 1-3 sep 2006. hlm. 175-180.

Igwe JC and Abia AA. 2006. A Bioseparation Process For Removing Heavy

Metals From Waste Water Using Biosorbents. African Journal of Biotechnology Vol. 5 (12), pp. 1167-1179.

Kadirvelu K, Thamaraiselvi K, Narmasivayam C. 2001. Removal Of Heavy

Metals From Industrial Wastewaters By Adsorption Onto Activated Carbon Prepared From An Agricultural Solid Waste. Bioresource Technology 76: 63-65

Kaim W and Schwederski B. 1994. Bioinorganic Chemistry: Inorganic Elements

in the Chemistry of Life. John Wiley & Sons. Khasani SI. 2001. Lembar Data Keselamatan Bahan. Vol. IV. Bandung: Pusat

Penelitian Kimia. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Khopkar SM. 2007. Konsep Dasar Kimia Analitik. A. Saptorahardjo, Penerjemah.

Jakarta UI Press

Page 48: Adsorpsi Ion

32

Krim L, Sahmoune N, and Goma B. 2006. Kinetics of Chromium Sorption on Biomass Fungi from Aqueous Solution. American Journal of Environmental Sciences 2 (1): 31-36.

Mahvi AH, Nabizadeh R, Gholami F, and Khairi A. 2007. Adsorption Of

Chromium From Wastewater By Platanus Orientalis Leaves. Iran. J. Environ. Health. Sci. Eng., Vol. 4, No. 3, pp. 191-196

Mamaril JC, Paner ET, Alpante BM. 1997. Biosorpsi and Desorption of

Chromium (III) by Free and Immobilized Rhizobium (BJ Vr 12) cell Biomess. Biodegradation 8: 275-285.

Martawijaya A, Kartasujana I, Mandang YI, Prawira SA, Kadir K. 1989. Atlas

Kayu Indonesia Jilid II. Departemen Kehutanan Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Bogor-Indonesia.

Masduqi A. 2004. Penurunan Senyawa Fosfat Dalam Air Limbah Buatan Dengan

Proses Adsorpsi Menggunakan Tanah Haloisit. Majalah IPTEK - Vol. 15, No. 1: hal 47-53

McKay G, Porter JF and Prasad GR. 1999. Removal of dye colours from aqeouse

solution by adsorption on low-cost materials. Water air and soil pollution. 114 hal 423-438.

Mulyatna L, Hary P, dan Umi KN. 2003. Pemilihan Persamaan Adsorpsi Kulit

Kacang Tanah Terhadap Zat Warna Remazol Golden Yellow 6. INFOMATEK Vol. 5. Nomor 3. hal. 131-143.

Nur Hadi et al. 2005. Simultanius Adsoption of a Mixture of Paraquat and Dye

by NaY Zeolite Covered with Alkylsilane. Journal of Hazardous Materials B117: 35-40.

Oscik J & Cooper IL. 1994. Adsorption. Ellis Horwood Publisher, Ltd.

Chichester. Pearson RG. 1963. Hard and soft acids and bases. J.Am.Soc. 85: 3533-3539. Redhana IW. 1994. Penentuan Isoterm Adsorpsi Amonia dalam Larutan Air oleh

Karbon Aktif pada Suhu Kamar. Laporan Penelitian (Tidak diterbitkan) Program Pra-S2 Kimia Pascasarjana. ITB.

Rehman H, Shakirullah M, Ahmad I, Shah S, and Hameedullah. 2006. Sorption

Studies of Nickel Ions onto Sawdust of Dalbergia sissoo. Journal of the Chinese Chemical Society 53, 1045-1052

Rios JP, Bess-Oberto L, Tiemann KJ, and Gardea-Torresdey. 1999. Investigation

of Metal Ion Binding by Agricultural by Products. Proceedings of the 1999 Conference on Hazardous Waste Research

Page 49: Adsorpsi Ion

33

Rivera-Utrilla J, S!anchez-Polo M. 2003. Adsorption of Cr(III) on ozonised

activated carbon.Importance of Cp—cation interactions. Water Research 37, 3335–3340

Rohaeti E. 2007. Pencegahan Pencemaran Lingkungan Oleh Logam Berat Krom

Limbah Cair Penyamakan Kulit (Studi Kasus Di Kabupaten Bogor). Disertasi. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

Sajidu SMI, Henry EMT, Persson I, Masamba WRL, and Kayambazinthu D. 2006. pH Dependence of Sorption of Cd2+, Zn2+, Cu2+ and Cr3+ on Crude Water and Sodium Chloride Exstracts of Moringa stenopetala and Moringa oleifera. African journal of Biotechnology Vol.5 (23), pp. 2397-2401

Senin HB, Subhi O, Rosliza R, Kancono N, Azhar MS, Hasiah S, and Wan Nik WB. 2005. Role of Sawdust In The Removal of Iron From Aqueous Solution. AJSTD Vol. 23 Issue 3 pp. 223-229.

Setiawan HA, Wiloso, EI, Soleha V, Barliati IF, Anggraeni. 2004. Peningkatan

kemampuan Daya serap Sorben Serbuk Gergaji Kayu Albizia dengan Pengsulfonasi dan Pengujiannya dengan Zat Warna Tekstil Kationik, Alcheny Vol.3, Hal. 10-15.

Suhendrayatna 2001. Bioremoval logam berat dengan menggunakan

microorganisme: suatu kajian kepustakaan. Disampaikan pada seminar on-Air Bioteknologi untuk Indonesia Abad 21. 1-14 Februari 2001. Sinergy Forum-PPI Tokyo Institute of Technology

Sutrisno T, Eni Suciastuti. 2002. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Penerbit

Rineka Cipta. Terada K, Matsumoto K & Kimura H. 1983. Sorption Of Copper(II) By Some

Complexing Agents Loaded On Varioussupport. Anal. Chim. Acta 153: 273-247.

Tutem E, Sozgen K, Babacan E. 2001. Individual And Simultaneous

Determinaton Of Cr6+ And Mo6+ In Binery Mixture By Spectrophotometry And First-Derivative Spectrophotometry. Analytical Science. 17:857-860.

Venkateswarlu P, Venkata Ratman M, Subba Rao D, and Vankateswara Raos M.

2007. Removal of chromium from an aqueous solution using Azadirachta indica (neem) leaf powder as an adsorbent. International Journal of Physical Sciences Vol. 2 (8), pp. 188-195.

Welz B. 1985. Atomic Absorption Spectrometry. Second Edition.

Page 50: Adsorpsi Ion

34

Yantri Ni Ketut. 1998. Pemanfaatan Jerami Padi (Oryza Sativa) Sebagai Bahan Penyerap Ion Cu2+, Cd2+ Dan Pb2+ Pada Limbah Pencelupan Perusahaan Garmen. Skripsi. PSP Kimia Jurusan MIPA. STKIP Negeri Singaraja.

Page 51: Adsorpsi Ion

1

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Limbah cair sebagai hasil samping dari aktivitas industri sering

menimbulkan permasalahan bagi lingkungan (Krim et al. 2006). Limbah cair

tersebut mengandung bahan-bahan berbahaya dan beracun yang keberadaannya

dalam perairan dapat menghalangi sinar matahari menembus lingkungan akuatik,

sehingga mengganggu proses-proses biologi yang terjadi di dalamnya, di samping

itu juga mengganggu estetika badan perairan akibat munculnya bau busuk.

Pencemaran air oleh logam-logam berat dapat berasal dari proses-proses industri

seperti industri metalurgi, industri penyamakan kulit, industri pembuatan

fungisida, industri cat dan zat warna tekstil (Redhana 1994). Zat pencemar berupa

logam-logam berat merupakan masalah yang lebih serius dibandingkan dengan

polutan organik karena ion-ion logam berat merupakan racun bagi organisme serta

sangat sulit diuraikan secara biologi maupun kimia.

Logam krom (Cr) adalah salah satu jenis polutan logam berat yang bersifat

toksik, dalam tubuh logam krom biasanya berada dalam keadaan sebagai ion Cr3+.

Krom dapat menyebabkan kanker paru-paru, kerusakan hati (liver) dan ginjal

(Kaim and Schwederski 1994). Jika kontak dengan kulit menyebabkan iritasi dan

jika tertelan dapat menyebabkan sakit perut dan muntah (Khasani 2001).

Usaha-usaha yang dilakukan untuk mengurangi kadar pencemar pada

perairan biasanya dilakukan melalui kombinasi proses biologi, fisika dan kimia.

Pada proses fisika, dilakukan dengan mengalirkan air yang tercemar ke dalam bak

penampung yang telah diisi campuran pasir, kerikil serta ijuk. Hal ini lebih

ditujukan untuk mengurangi atau menghilangkan kotoran-kotoran kasar dan

penyisihan lumpur. Pada proses kimia, dilakukan dengan menambahkan bahan-

bahan kimia untuk mengendapkan zat pencemar misalnya persenyawaan karbonat

(Sutrisno 2002). Di samping itu, pengurangan zat pencemar secara kimia juga

sering dilakukan dengan menggunakan bahan-bahan yang dapat menjerap zat-zat

pencemar seperti karbon aktif, biomassa sel, dan lempung. Lempung dapat

digunakan sebagai adsorben untuk menjerap senyawa fosfat dari air limbah

(Masduqi 2004). Sementara itu, Amri et al. (2004) melaporkan bahwa zeolit alam

Page 52: Adsorpsi Ion

2

terimpregnasi 2-merkaptobenzotiazol dapat digunakan untuk menjerap ion Cd (II)

dan Cr (III). Beberapa bahan lain yang telah digunakan sebagai penjerap adalah

karbon aktif, lempung, dan batu cadas. Namun, bahan-bahan tersebut relatif sulit

diperoleh dan karbon aktif mempunyai harga yang cukup mahal. Oleh karena itu,

penelusuran terhadap material baru yang lebih murah, mudah didapat serta

mempunyai daya adsorpsi besar sangat perlu diupayakan. Bahan-bahan alam

organik yang mempunyai gugus hidroksil (-OH) dapat dipakai untuk

mengadsorpsi ion-ion logam berat (Yantri 1998). Kulit kacang tanah yang

mengandung selulosa dapat digunakan sebagai adsorben untuk mengadsorpsi zat

warna Remazol Golden Yellow 6 yang merupakan zat warna reaktif kelas azo dan

termasuk golongan vinilsulfon (Mulyatna et al. 2003). Gupta dan Bahu (2006)

juga melaporkan daun mimba dapat digunakan sebagai penjerap krom dengan

kapasitas serapan maksimum 10 mg/g.

Serbuk gergaji kayu mengandung komponen-komponen kimia seperti

selulosa, hemiselulosa, lignin dan zat ekstraktif. Terdapatnya selulosa dan

hemiselulosa menjadikan serbuk gergaji kayu berpotensi untuk digunakan sebagai

bahan penjerap. Serbuk gergaji kayu sebagai hasil samping dari industri gergaji

kayu sampai saat ini hanya sebagian kecil saja dimanfaatkan oleh masyarakat,

seperti digunakan dalam pembuatan batu-bata, industri keramik, campuran dalam

pembuatan pupuk organik, sedangkan selebihnya terbuang secara percuma.

Pemanfaatan serbuk gergaji kayu sebagai bahan material penjerap merupakan

salah satu teknologi yang murah karena bahan bakunya mudah didapat mengingat

negara Indonesia merupakan negara yang memiliki hutan yang sangat luas.

Rehmen et al. (2006) melaporkan bahwa, serbuk gergaji kayu dapat

digunakan sebagai adsorben untuk menjerap ion nikel. Sementara itu, McKay at

al (1999) melaporkan serbuk gergaji kayu mempunyai kemampuan untuk

menjerap zat warna safranin sebesar 1119 ppm. Namun dalam penelitian tersebut

tidak disebutkan jenis kayu yang dipakai sebagai penjerap zat warna safranin.

Setiawan at al (2004) juga melaporkan kemampuan mengadsorpsi zat warna

kationik oleh serbuk gergaji kayu albizia dapat ditingkatkan dengan memodifikasi

gugus aktif permukaan menggunakan gugus sulfonat. Dari hasil penelitian

tersebut, serbuk gergaji albizia yang tersulfonasi kapasitas jerapannya mengalami

Page 53: Adsorpsi Ion

3

peningkatan dua kali lebih besar dibandingkan dengan kapasitas jerapan serbuk

gergaji kayu albizia alami.

Dalam penelitian ini, penulis mencoba mempelajari daya adsorpsi serbuk

gergaji kayu terhadap ion logam krom (Cr3+) melalui studi laboratorium. Serbuk

gergaji kayu yang digunakan adalah serbuk gergaji kayu albizia ukuran 40 mesh

yang sebelumnya diberikan perlakuan berbeda yaitu tanpa diaktivasi dan

diaktivasi menggunakan pelarut campuran etanol-toluena (1:1). Daya adsorpsi

maksimum terhadap ion logam Cr3+ dari serbuk gergaji kayu albizia tersebut

dibandingkan secara deskriptif. Aktivasi dilakukan dengan cara ekstraksi Soxlet

menggunakan pelarut campuran etanol-toluena (1:1) untuk menghilangkan zat

ekstraktif seperti lemak dan lilin yang dapat menghalangi kontak antara adsorbat

(ion logam) dengan permukaan penjerap (adsorben).

Adsorpsi molekul atau ion pada permukaan padatan umumnya hanya

terbatas pada satu lapisan (monolayer). Dengan demikian adsorpsi tersebut

biasanya mengikuti persamaan isoterm adsorpsi Langmuir atau Freundlich.

Dengan menggunakan persamaan isoterm adsorpsi Langmuir atau Freundlich,

dapat ditentukan karakteristik jerapan dan daya adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh

serbuk gergaji kayu albizia. Hasil penelitian ini diharapkan menjadikan sebagai

salah satu informasi untuk memperkaya sumber-sumber bahan penjerap dalam

usaha menanggulangi limbah-limbah cair yang mengandung logam-logam berat.

1.2. Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian dalam latar belakang tersebut, permasalahan yang akan

dicarikan pemecahan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Berapakah waktu optimal yang diperlukan untuk adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk

gergaji kayu albizia jika tidak diaktivasi dan diaktivasi menggunakan

campuran etanol-toluena (1:1)?

2. Bagaimana karakteristrik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia?

3. Berapakah daya adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia

jika tidak diaktivasi dan diaktivasi menggunakan campuran etanol-toluena

(1:1)?

Page 54: Adsorpsi Ion

4

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan umum penelitian ini adalah untuk menelusuri sumber-sumber

material yang murah, mudah didapat serta berpotensi untuk digunakan sebagai

bahan penjerap limbah cair yang mengandung logam berat. Secara khusus tujuan

penelitian ini adalah:

1. Untuk mengetahui waktu optimal yang diperlukan pada adsorpsi ion Cr3+ oleh

serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi dan yang diaktivasi

menggunakan campuran etanol-toluena (1:1)

2. Untuk mengetahui karakteristrik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu

albizia

3. Untuk mengetahui daya adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu

albizia yang tidak diaktivasi dan yang diaktivasi menggunakan etanol-toluena

(1:1)

1.4. Manfaat Penelitian

Penelitian ini nantinya memberikan informasi tentang daya adsorpsi Cr3+

oleh serbuk gergaji kayu albizia. Selanjutnya, penelitian ini pula diharapkan dapat

memperkaya sumber-sumber bahan penjerap yang dapat dipakai untuk menangani

limbah cair yang mengandung logam-logam berat yang sering menjadi

permasalahan bagi lingkungan.

Page 55: Adsorpsi Ion

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Komponen Kimia Kayu

Kayu sebagian besar tersusun atas tiga unsur yaitu unsur C, H dan O.

Unsur-unsur tersebut berasal dari udara berupa CO2 dan dari tanah berupa H2O.

Namun, dalam kayu juga terdapat unsur-unsur lain seperti N, P, K, Ca, Mg, Si, Al

dan Na. Unsur-unsur tersebut tergabung dalam sejumlah senyawa organik, secara

umum dapat dibedakan menjadi dua bagian (Fengel dan Wegener 1995) yaitu:

1. Komponen lapisan luar yang terdiri atas fraksi-fraksi yang dihasilkan oleh

kayu selama pertumbuhannya. Komponen ini sering disebut dengan zat

ekstraktif. Zat ekstraktif ini adalah senyawaan lemak, lilin, resin dan lain-lain.

2. Komponen lapisan dalam terbagi menjadi dua fraksi yaitu fraksi karbohidrat

yang terdiri atas selulosa dan hemiselulosa, fraksi non karbohidrat yang terdiri

dari lignin.

Selulosa dan Hemiselulosa

Selulosa merupakan senyawa organik yang terdapat pada dinding sel

bersama lignin berperan dalam mengokohkan struktur tumbuhan. Selulosa pada

kayu umumnya berkisar 40-50%, sedangkan pada kapas hampir mencapai 98%.

Selulosa terdiri atas rantai panjang unit-unit glukosa yang terikat dengan ikatan 1-

4β-glukosida.

O

H

HH

H

OH

H OH

CH2O

O

O

OH

H

H

CH2O

H

H

O

O

H

HH

H

OH

H OH

CH2O

O .

-

OH

H

n Selulosa

Hemiselulosa adalah polimer polisakarida heterogen tersusun dari unit D-

glukosa, D-manosa, L-arabiosa dan D-xilosa. Hemiselulosa pada kayu berkisar

antara 20-30%. Dilihat dari strukturnya, selulosa dan hemiselulosa mempunyai

Page 56: Adsorpsi Ion

6

potensi yang cukup besar untuk dijadikan sebagai penjerap karena gugus OH yang

terikat dapat berinteraksi dengan komponen adsorbat. Adanya gugus OH, pada

selulosa dan hemiselulosa menyebabkan terjadinya sifat polar pada adsorben

tersebut. Dengan demikian selulosa dan hemiselulosa lebih kuat menjerap zat

yang bersifat polar dari pada zat yang kurang polar. Mekanisme jerapan yang

terjadi antara gugus -OH yang terikat pada permukaan dengan ion logam yang

bermuatan positif (kation) merupakan mekanisme pertukaran ion sebagai berikut

(Yantri 1998).

Y OH + M+ YO M + H+

YO

Y OH + M2+ M + 2 H+

YO

M+ dan M2+ adalah ion logam, -OH adalah gugus hidroksil dan Y adalah matriks

tempat gugus -OH terikat. Interaksi antara gugus -OH dengan ion logam juga

memungkinkan melalui mekanisme pembentukan kompleks koordinasi karena

atom oksigen (O) pada gugus -OH mempunyai pasangan elektron bebas,

sedangkan ion logam mempunyai orbital d kosong. Pasangan elektron bebas

tersebut akan menempati orbital kosong yang dimiliki oleh ion logam, sehingga

terbentuk suatu senyawa atau ion kompleks.

Menurut Terada et al. (1983) ikatan kimia yang terjadi antara gugus aktif

pada zat organik dengan molekul dapat dijelaskan sebagai perilaku interaksi

asam-basa Lewis yang menghasilkan kompleks pada permukaan padatan. Pada

sistem adsorpsi larutan ion logam, interaksi tersebut dalam bentuk umum ditulis:

[GH] + Mz+ ↔ [GM(z-1)]+ + H+

2[GH] + Mz+ ↔ [G2M(z-2)]+ + 2H+

dengan GH adalah gugus fungsional yang terdapat pada zat organik, dan M adalah

ion bervalensi z.

Page 57: Adsorpsi Ion

7

2.2. Adsorpsi

Salah satu metode yang digunakan untuk menghilangkan zat pencemar

dari air limbah adalah adsorpsi (Rios et al. 1999 dan Saiful et al. 2005). Adsorpsi

merupakan terjerapnya suatu zat (molekul atau ion) pada permukaan adsorben.

Mekanisme penjerapan tersebut dapat dibedakan menjadi dua yaitu, jerapan

secara fisika (fisisorpsi) dan jerapan secara kimia (kemisorpsi). Pada proses

fisisorpsi gaya yang mengikat adsorbat oleh adsorben adalah gaya-gaya van der

Waals. Molekul terikat sangat lemah dan energi yang dilepaskan pada adsorpsi

fisika relatif rendah sekitar 20 kJ/mol (Castellan 1982). Sedangkan pada proses

adsorpsi kimia, interaksi adsorbat dengan adsorben melalui pembentukan ikatan

kimia. Kemisorpsi terjadi diawali dengan adsorpsi fisik, yaitu partikel-partikel

adsorbat mendekat ke permukaan adsorben melalui gaya van der Waals atau

melalui ikatan hidrogen. Kemudian diikuti oleh adsorpsi kimia yang terjadi

setelah adsorpsi fisika. Dalam adsorpsi kimia partikel melekat pada permukaan

dengan membentuk ikatan kimia (biasanya ikatan kovalen), dan cenderung

mencari tempat yang memaksimumkan bilangan koordinasi dengan substrat

(Atkins 1999).

2.2.1. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi

Kekuatan interaksi adsorbat dengan adsorben dipengaruhi oleh sifat dari

adsorbat maupun adsorbennya. Gejala yang umum dipakai untuk meramalkan

komponen mana yang diadsorpsi lebih kuat adalah kepolaran adsorben dengan

adsorbatnya. Apabila adsorbennya bersifat polar, maka komponen yang bersifat

polar akan terikat lebih kuat dibandingkan dengan komponen yang kurang polar.

Kekuatan interaksi juga dipengaruhi oleh sifat keras-lemahnya dari

adsorbat maupun adsorben. Sifat keras untuk kation dihubungkan dengan istilah

polarizing power cation, yaitu kemampuan suatu kation untuk mempolarisasi

anion dalam suatu ikatan. Kation yang mempunyai polarizing power cation besar

cenderung bersifat keras. Sifat polarizing power cation yang besar dimiliki oleh

ion-ion logam dengan ukuran (jari-jari) kecil dan muatan yang besar. sebaliknya

sifat polarizing power cation yang rendah dimiliki oleh ion-ion logam dengan

ukuran besar namun muatannya kecil, sehingga diklasifikasikan ion lemah.

Page 58: Adsorpsi Ion

8

Sedangkan pengertian keras untuk anion dihubungkan dengan istilah

polarisabilitas anion yaitu, kemampuan suatu anion untuk mengalami polarisasi

akibat medan listrik dari kation. Anion bersifat keras adalah anion berukuran

kecil, muatan besar dan elektronegativitas tinggi, sebaliknya anion lemah dimiliki

oleh anion dengan ukuran besar, muatan kecil dan elektronegatifitas yang rendah.

Ion logam keras berikatan kuat dengan anion keras dan ion logam lemah berikatan

kuat dengan anion lemah (Atkins at al. 1990).

Pearson (1963) mengklasifikasikan asam-basa Lewis menurut sifat keras

dan lemahnya. Menurut Pearson, situs aktif pada permukaan padatan dapat

dianggap sebagai ligan yang dapat mengikat logam secara selektif. Logam dan

ligan dikelompokkan menurut sifat keras dan lemahnya berdasarkan pada

polarisabilitas unsur. Pearson (1963) mengemukakan suatu prinsip yang disebut

Hard and Soft Acid Base (HSAB). Ligan-ligan dengan atom yang sangat

elektronegatif dan berukuran kecil merupakan basa keras, sedangkan ligan-ligan

dengan atom yang elektron terluarnya mudah terpolarisasi akibat pengaruh ion

dari luar merupakan basa lemah. Sedangkan ion-ion logam yang berukuran kecil

namun bermuatan positip besar, elektron terluarnya tidak mudah dipengaruhi oleh

ion dari luar, ini dikelompokkan ke dalam asam keras, sedangkan ion-ion logam

yang berukuran besar dan bermuatan kecil atau nol, elektron terluarnya mudah

dipengaruhi oleh ion lain, dikelompokkan ke dalam asam lemah. Pengelompokan

asam-basa menurut prinsip HSAB Pearson dapat dilihat pada Tabel 1.

Menurut prinsip HSAB, asam keras akan berinteraksi dengan basa keras

untuk membentuk kompleks, begitu juga asam lemah dengan basa lemah.

Interaksi asam keras dengan basa keras merupakan interaksi ionik, sedangkan

interaksi asam lemah dengan basa lemah, interaksinya lebih bersifat kovalen.

Ion krom (Cr3+) merupakan kation yang bersifat asam keras, sehingga akan

berinteraksi secara kuat dengan anion-anion yang bersifat basa keras seperti

dengan OH-. Selulosa mempunyai banyak gugus -OH, dengan demikian selulosa

akan mengikat ion krom secara kuat. Ikatan antara ion Cr3+ dengan -OH pada

selulosa melalui pembentukan ikatan koordinasi, di mana pasangan elektron bebas

dari O pada -OH akan menempati orbital kosong yang dimiliki oleh Cr3+,

sehingga terbentuk kompleks terkoordinasi.

Page 59: Adsorpsi Ion

9

Tabel 1 Asam dan basa beberapa senyawa dan ion menurut prinsip HSAB dari Pearson. Asam Basa

Keras Madya Lemah Keras Madya Lemah

H+, Li+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Al3+, Cr3+, Co3+, Fe3+ , CH3Sn3+, Si4+, Ti4+, RCO+, CO2, NC+, HX (molekul dengan ikatan hidrogen)

Fe2+, Co2+, Ni2+, Pb2+, Zn2+, Cu2+, Sn2+, B(CH3)3, SO2, NO+, R3C+, C6H5

+

Cu+,Ag+, Au+, Ti+, Cd2+, Hg+, CH3Hg+, Co(CN)5

2

-, I+, Br+, HO+, (atom logam) CH2

H2O,OH-, F-, CH3CO2

-, PO4

3-, Cl-, ClO4

-, ROH, RO-

, SO4-,

NO3-,

NH3, RNH2, N2H4

C6H5NH2, NO2

-, SO3

2-, Br-, C5H5N, N3-, N2

R2S, RSH, RS-, I-, SCN-

, R3P,

R3As, (RO)3P, CN-, RCN, CO, C2H4, S2O3

2-, C6H6, H-, R-

Porositas adsorben juga mempengaruhi daya adsorpsi dari suatu adsorben.

Adsorben dengan porositas yang besar mempunyai kemampuan menjerap yang

lebih tinggi dibandingkan dengan adsorben yang memilki porositas kecil. Untuk

meningkatkan porositas dapat dilakukan dengan mengaktivasi secara fisika seperti

mengalirkan uap air panas ke dalam pori-pori adsorben, atau mengaktivasi secara

kimia. Salah satu cara mengaktivasi adsorben secara kimia adalah aktivasi

selulosa melalui penggantian gugus aktif -OH pada selulosa dengan gugus HSO3-

melalui proses sulfonasi. Selulosa yang teraktivasi dengan cara sulfonasi

memberikan daya adsorpsi yang meningkat dua kali lipat dibandingkan daya

adsorpsi selulosa yang tidak diaktivasi (Setiawan et al. 2004)

Jumlah zat yang diadsorpsi pada permukaan adsorben merupakan proses

berkesetimbangan, sebab laju peristiwa adsorpsi disertai dengan terjadinya

desorpsi. Pada awal reaksi, peristiwa adsorpsi lebih dominan dibandingkan

dengan peristiwa desorpsi, sehingga adsorpsi berlangsung cepat. Pada waktu

tertentu peristiwa adsorpsi cendung berlangsung lambat, dan sebaliknya laju

desorpsi cendrung meningkat. Waktu ketika laju adsorpsi adalah sama dengan laju

desorpsi sering disebut sebagai keadaan berkesetimbangan. Pada keadaan

berkesetimbangan tidak teramati perubahan secara makroskopis. Waktu

Page 60: Adsorpsi Ion

10

tercapainya keadaan setimbang pada proses adsorpsi adalah berbeda-beda, Hal ini

dipengaruhi oleh jenis interaksi yang terjadi antara adsorben dengan adsorbat.

Secara umum waktu tercapainya kesetimbangan adsorpsi melalui mekanisme

fisika (fisisorpsi) lebih cepat dibandingkan dengan melalui mekanisme kimia atau

kemisorpsi (Castellans 1982)

2.2.2. Persamaan Isoterm Adsorpsi Langmuir

Isoterm adsorpsi Langmuir didasarkan atas beberapa asumsi, yaitu (a)

adsorpsi hanya terjadi pada lapisan tunggal (monolayer), (b) panas adsorpsi tidak

tergantung pada penutupan permukaan, dan (c) semua situs dan permukaannya

bersifat homogen (Oscik J 1994). Persamaan isoterm adsorpsi Langmuir dapat

diturunkan secara teoritis dengan menganggap terjadinya kesetimbangan antara

molekul-molekul zat yang diadsorpsi pada permukaan adsorben dengan molekul-

molekul zat yang tidak teradsorpsi. Persamaan isoterm adsorpsi Langmuir dapat

dituliskan sebagai berikut.

Cmxkmxmx

C

makmak )/(1

)/(1

/+= ............................................................... (1)

C merupakan konsentrasi adsorbat dalam larutan, x/m adalah konsentrasi adsorbat

yang terjerap per gram adsorben, k adalah konstanta yang berhubungan dengan

afinitas adsorpsi dan (x/m)mak adalah kapasitas adsorpsi maksimum dari adsorben.

Kurva isoterm adsorpsi Langmuir dapat disajikan seperti pada Gambar 1.

C

x/m

Gambar 1 Kurva isoterm adsorpsi Langmuir

Page 61: Adsorpsi Ion

11

2.2.3. Persamaan Isoterm Adsorpsi Freundlich

Persamaan isoterm adsorpsi Freundlich didasarkan atas terbentuknya

lapisan monolayer dari molekul-molekul adsorbat pada permukaan adsorben.

Namun pada adsorpsi Freundlich situs-situs aktif pada permukaan adsorben

bersifat heterogen. Persamaan isoterm adsorpsi Freundlich dapat dituliskan

sebagai berikut.

Log (x/m) = log k + 1/n log c............................................................................ ..(2),

sedangkan kurva isoterm adsorpsinya disajikan pada Gambar 2.

Gambar 2 Kurva isoterm adsorpsi Freundlich Log C

Log x/m

2.3. Logam Krom dan Keberadaannya

Logam krom merupakan logam golongan transisi, diketemukan di alam

sebagai bijih terutama kromit (Fe(CrO2)2). Krom merupakan elemen berbahaya di

permukaan bumi dan dijumpai dalam kondisi oksida antara Cr(II) sampai Cr(VI).

Krom bervalensi tiga umumnya merupakan bentuk yang umum dijumpai di alam,

dan dalam material biologis krom selalu berbentuk valensi tiga, karena krom

valensi enam merupakan salah satu material organik pengoksidasi yang tinggi

(Suhendrayatna 2001). Krom valensi tiga memiliki sifat racun yang rendah

dibandingkan dengan valensi enam. Pada bahan makanan dan tumbuhan mobilitas

krom relatif rendah dan diperkirakan konsumsi harian komponen ini pada manusia

dibawah 100 μg, kebanyakan berasal dari makanan, sedangkan dari air dan udara

dalam tingkat yang rendah.

Dalam perairan, krom berada pada bilangan oksidasi +2, +3, dan +6, dan

hanya +6 merupakan tingkat oksidasi yang paling dominan. Ion kromos (Cr2+)

merupakan krom tingkat oksidasi +2, bersifat tidak stabil, dan jumlahnya relatif

Page 62: Adsorpsi Ion

12

sedikit. Cr2+ dengan cepat teroksidasi ke tingkat oksidasi +3 yang lebih stabil

dalam lingkungan aerobik. Di samping itu, sebagai Cr(OH)2, Cr2+ akan

mengendap dalam air pada pH mendekati 6. Dengan demikian krom tingkat

oksidasi +3 dan +6 lebih banyak berperan dalam lingkungan perairan (Bert,1982).

Senyawa Cr(III) dan Cr(VI) sering dipakai untuk bahan pelapis logam lain agar

lebih tahan korosi dan kelihatan lebih baik. Selain itu senyawa Cr(III) dan Cr(VI)

juga dipakai sebagai bahan pembuatan cat, pewarna tekstil dan lain-lain. Dalam

zat warna tekstil jenis Grey Lanaset G mengandung krom (III) sebesar 2,5 %

sebagai senyawa kompleks organologam (Blanques et al. 2004). Krom (VI) lebih

mudah diserap oleh tubuh dibandingkan dengan Cr(III). Namun, setelah di dalam

tubuh Cr(VI) segera mengalami reduksi menjadi Cr(III) (ATSDR, 2000).

Keterdapatan Cr(III) dalam tubuh dapat menyebabkan kanker paru-paru. Proses

penjerapan krom oleh tubuh dan dampaknya bagi kesehatan disajikan pada

Gambar 3 (Kaim and Schwederski 1994).

ruang membran ruang membran inti sel extra seluler sel intra seluler inti kompleks kompleks kompleks kompleks Cr(III) DNA Cr(III) Cr(III) Cr(III) atau protein Reduksi reduksi reduksi perbaikan replikasi CrO4

= CrO4= CrO4

= DNA kesalahan Mutasi DNA

kanker

Gambar 3 Diagram masuknya krom dalam tubuh

Senyawa krom dalam bentuk Cr2(SO4)3 banyak digunakan dalam aplikasi

komersial termasuk penyamakan kulit, pengawetan kayu, dan produksi pigmen.

Hampir 90% industri penyamakan kulit menggunakan krom trivalen dalam proses

penyamakan karena efektif, murah, dan tersedia di pasaran. Menurut Tutem et al.

(2001), selama proses produksi, krom dalam jumlah besar dibuang ke atmosfir,

tanah, dan air. Oleh karena itu, limbah penyamakan kulit diolah untuk

Page 63: Adsorpsi Ion

13

memperoleh krom, sehingga krom dapat digunakan kembali pada proses

penyamakan kulit.

2.4. Spektrofotometer Serapan Atom

Spektrofotometer serapan atom (SSA) ditujukan untuk analisis kuantitatif

terhadap unsur-unsur logam. Alat ini memiliki sensitivitas yang sangat tinggi,

sehingga sering dijadikan sebagai pilihan utama dalam menganalisis unsur logam

yang konsentrasinya sangat kecil (ppm bahkan ppb). Prinsip dasar pengukuran

dengan SSA adalah penyerapan energi (sumber cahaya) oleh atom-atom dalam

keadaan dasar menjadi atom-atom dalam keadaan tereksitasi. Pembentukan atom-

atom dalam keadaan dasar atau proses atomisasi pada umumnya dilakukan dalam

nyala. Cuplikan sampel yang mengandung logam M sebagai ion M+ dalam bentuk

larutan garam M+ dan A- akan melalui serangkaian proses dalam nyala, sebelum

akhirnya menjadi atom logam dalam keadaan dasar M0 seperti terlihat pada

Gambar 4.

Atom-atom dalam keadaan dasar (Mo) akan menyerap energi sumber

energi berupa lampu katode berongga, yang mana jumlah energi yang diserap

adalah sebanding dengan populasi atau konsentrasi atom-atom dalam sampel

(Welz 1985).

M+ + A- (larutan)

M+ + A- (aerosol)

MA (padat)

MA (cair)

MA (gas)

Mo + Ao (gas)

Mo (gas)

Gambar 4 Proses atomisasi

Penentuan konsentrasi unsur logam dalam sampel dapat dilakukan dengan

bantuan kurva kalibrasi yang merupakan aluran antara absorbansi terhadap

Page 64: Adsorpsi Ion

14

konsentrasi larutan standar. Hal ini sesuai dengan Hukum Lambert-Beer yang

menyatakan bahwa jumlah energi yang diserap (absorbansi) adalah sebanding

dengan konsentrasi ( C ) (Khopkar 2003).

C

Abs

Gambar 5 Kurva kalibrasi

Page 65: Adsorpsi Ion

15

III. METODE PENELITIAN 3.1. Rancangan Penelitian

Penelitian ini termasuk penelitian deskriptif mengenai daya adsorpsi dari

serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi dan yang diaktivasi

menggunakan pelarut campuran etanol-toluena (1:1). Serbuk gergaji kayu albizia

diambil dari industri penggergajian kayu yang berlokasi di Desa Mas, Kecamatan

Ubud, Kabupaten Gianyar. Secara garis besarnya tahapan penelitian ini dapat

disajikan dalam rancangan penelitian pada Gambar 6.

diekstraksi dengan etanol-toluena (1:1) selama 3 jam (± 20 sirkulasi)

dikeringkan dalam oven pada 50oC 2 jam (bobot tetap)

Serbuk gergaji kayu albizia ukuran 40 mesh

dikeringkan dalam oven pada 50oC 2 jam (bobot tetap)

dicuci dengan aquades

disaring

filtrat residu

Konsentrasi Cr(III) diukur menggunakan SSA

Penentuan waktu kontak. adsorben (serbuk gergaji) dalam 50 mL larutan Cr3+ dengan konsentrasi (60 ppm) dalam selang waktu 12, 24, 36, 48, 60, dan 72 jam

Penentuan daya jerap maksimum adsorben (serbuk gergaji) dalam 50 mL larutan Cr3+ dengan konsentrasi bervariasi (20-120 ppm) selama waktu kontak maksimum

Blangko. Adsorben (serbuk gergaji kayu) dalam 50 mL Aquades

Konsentrasi Cr(III) sebelum penjerapan

Hitung Cr(III) terjerap

Gambar 6 Rancangan Penelitian

Page 66: Adsorpsi Ion

16

3.2. Subyek dan Obyek Penelitian

Subyek dalam penelitian ini adalah serbuk gergaji kayu albizia yang

diambil dari industri gergajian kayu di Desa Mas, Kecamatan Ubud, Kabupaten

Gianyar Propinsi Bali. Sedangkan obyeknya adalah (1) waktu optimal yang

diperlukan untuk adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak

diaktivasi dan diaktivasi menggunakan campuran etanol-toluena (1:1), (2)

karakteristik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia, dan (3) daya

adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia.

3.3. Prosedur Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Jurusan Kimia, Fakultas MIPA

Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja, dari bulan Nopember 2007 sampai

dengan bulan Mei 2008. Tahapan-tahapan penelitian ini adalah meliputi dua

tahapan, yaitu tahap persiapan dan tahap pelaksanaan penelitian.

3.3.1. Tahap Persiapan

3.3.1.1. Penyediaan Alat dan Bahan

Peralatan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah SSA model

AA-6300 merek Shimadzu, oven, seperangkat alat Soxlet, dan neraca, serta

beberapa peralatan tambahannya seperti batang pengaduk, gelas piala, labu ukur,

pengocok (shaker), dan ayakan ukuran 40 mesh, sedangkan bahan-bahan kimia

yang digunakan antara lain : CrCl3.6H2O, toluena, etanol, kertas saring, aquades

dan serbuk gergaji kayu albizia.

3.3.1.2. Pencucian Serbuk Gergaji Kayu Albizia

Serbuk gergaji kayu albizia ditimbang 50 gram ukuran 40 mesh,

dimasukkan dalam gelas piala ukuran satu liter, kemudian tambahkan aquades

sebanyak 500 mL. Campuran tersebut diaduk menggunakan pengocok (shaker)

selama 3 jam, aquades yang dipakai untuk mencuci diganti setiap satu jam

Page 67: Adsorpsi Ion

17

pengadukan. Campuran didekantasi, dan selanjutnya serbuk gergaji dikeringkan

dalam oven pada suhu 50oC selama kurang lebih 2 jam (sampai bobot tetap).

3.3.1.2. Aktivasi Serbuk Gergaji Kayu Albizia

Serbuk gergaji kayu albizia yang sudah dicuci dan dikeringkan,

ditimbang sebanyak 25 gram. Serbuk gergaji tersebut selanjutnya diekstraksi

dengan cara Soxlet menggunakan pelarut campuran etanol-toluena (1:1). Ekstraksi

dihentikan apabila warna pelarut pada sirkulasi tertentu tidak berubah lagi

(diperlukan waktu 3 jam atau 20 kali sirkulasi). Serbuk gergaji yang telah

diekstraksi dikeringkan kembali dalam oven pada suhu 50o C selama 2 jam

(sampai bobot tetap).

3.3.2. Tahap Pelaksanaan Penelitian

3.3.2.1. Penentuan Waktu Kontak Maksimum Ke dalam 6 buah labu Erlenmeyer ukuran 100 mL dimasukkan masing-

masing 1 gram serbuk gergaji kayu albizia kering yang telah dicuci, selanjutnya

ke dalam gelas piala tersebut dimasukkan 50 mL larutan krom klorida heksahidrat

(CrCl3.6H2O), dengan konsentrasi 60 ppm dan dikocok dengan menggunakan

pengocok masing-masing selama 12, 24, 36, 48, 60, dan 72 jam. Kemudian

disaring dan filtratnya ditampung untuk diukur kadar kromnya (Cr3+) dengan

SSA. Dengan cara yang sama dilakukan juga untuk serbuk gergaji kayu albizia

yang telah diaktivasi menggunakan pelarut campuran etanol-toluena (1:1).

3.3.2.2. Penentuan Adsorpsi maksimum Ke dalam 6 buah labu Erlenmeyer ukuran 100 mL, dimasukkan masing-

masing sebanyak 1 gram serbuk gergaji kayu albizia kering yang telah dicuci.

Selanjutnya, ke dalam gelas piala tersebut dimasukkan secara berturut-turut 50

mL larutan krom klorida heksahidrat (CrCl3.6H2O) dengan konsentrasi 20, 40, 60,

80, 100 dan 120 ppm. Campuran tersebut dikocok selama waktu kontak

maksimum, kemudian disaring dan filtratnya ditampung untuk diukur kadar

kromnya (Cr3+) dengan SSA. Kadar krom (III) pada larutan krom sebelum

adsorpsi juga diukur. Selain itu dilakukan pengukuran pH pada sampel sebelum

Page 68: Adsorpsi Ion

18

dan sesudah adsorpsi berlangsung. Prosedur yang sama juga dilakukan terhadap

serbuk gergaji kayu albizia yang telah diaktivasi menggunakan pelarut campuran

etanol-toluena (1:1).

3.4. Analisis Data

Penentuan waktu kontak maksimum yang diperoleh dalam penelitian ini

ditentukan dengan grafik hubungan antara lama waktu kontak dengan konsentrasi

ion Cr3+ yang dijerap oleh adsorben.

Data kuantitatif tentang daya jerap ion Cr3+ per gram serbuk gergaji kayu

albizia (x/m) yang tidak diaktivasi dan diaktivasi yang diperoleh dalam penelitian

ini akan ditentukan dengan persamaan :

( )adsorben gram/gram

1050 C - C

= mx

6sto ........................................................(3)

x/m adalah banyaknya ion Cr3+ (gram) yang dijerap per gram adsorben, Co adalah

konsentrasi ion Cr3+ mula-mula, Cst adalah konsentrasi ion Cr3+ setimbang (tidak

dijerap). Untuk mengetahui karakteristik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji

kayu albizia melalui uji isoterm adsorpsi Langmuir digunakan persamaan

C)m/x(

1k)m/x(

1m/x

C

makmak+= dan isoterm adsorpsi Freundlich digunakan

persamaan log(x/m) = log k + 1/n log C, sedangkan daya adsorpsi maksimum dari

adsorben ditentukan dengan membuat kurva berdasarkan karakteristik adsorpsi

yang diperoleh.

Page 69: Adsorpsi Ion

19

IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Waktu Optimal yang Diperlukan untuk Adsorpsi Ion Cr3+ Oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia

Data konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia yang

diaktivasi menggunakan campuran etanol-toluena (1:1) pada berbagai waktu

kontak disajikan pada Tabel 2, sedangkan data secara lengkap disajikan pada

Lampiran 5.

Tabel 2 Data konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia yang diaktivasi pada berbagai waktu kontak

Waktu kontak (Jam)

Konsentrasi Cr3+ Sebelum Adsorpsi Berlangsung (ppm)

Konsentrasi [Cr3+] Setimbang (ppm)

Konsentrasi [Cr3+] Yang teradsorpsi

(ppm) 12 59,0592 23,7595 35,2997

24 59,0592 23,4053 35,6539

36 59,0592 22,6205 36,4387

48 59,0592 20,2308 38,8284

60 59,0592 19,6100 39,4492

72 59,0592 19,7238 39,3354

Dari Tabel 2 di atas dapat dibuat kurva hubungan antara konsentrasi ion Cr3+ yang

teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia yang diaktivasi menggunakan

campuran etanol-toluena (1:1) terhadap waktu kontak seperti disajikan pada

Gambar 7.

3535,5

3636,5

3737,5

3838,5

3939,5

40

0 10 20 30 40 50 60 70 80

waktu kontak (Jam)

Kon

sent

rasi

Cr3+

Yan

g

Tera

dsor

psi (

ppm

)

Gambar 7 Kurva hubungan antara konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk

gergaji kayu albizia yang diaktivasi terhadap berbagai waktu kontak.

Page 70: Adsorpsi Ion

20

Untuk data konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia

yang tidak diaktivasi menggunakan campuran etanol-toluena (1:1) pada berbagai

waktu kontak disajikan pada Tabel 3, sedangkan data secara lengkap disajikan

pada Lampiran 5.

Tabel 3 Data konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia

yang tidak diaktivasi pada berbagai waktu kontak Waktu kontak (Jam)

Konsentrasi Cr3+ sebelum Adsorpsi

Berlangsung (ppm)

Konsentrasi [Cr3+] Setimbang (ppm)

Konsentrasi [Cr3+] Yang teradsorpsi

(ppm) 12 59,0592 28,0552 31,004

24 59,0592 25,1872 33,872

36 59,0592 24,3378 34,7214

48 59,0592 22,8814 36,1778

60 59,0592 21,8466 37,2126

72 59,0592 22,2366 36,8226

Dari Tabel 3 di atas dapat dibuat kurva hubungan antara konsentrasi ion Cr3+ yang

teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi menggunakan

campuran etanol-toluena (1:1) terhadap waktu kontak seperti disajikan pada

Gambar 8.

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

0 20 40 60 8

Waktu Kontak (Jam)

Kons

entra

si C

r3+ Y

ang

Tera

dsor

psi

(ppm

)

0

Gambar 8 Kurva hubungan antara konsentrasi Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk

gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi terhadap berbagai waktu kontak.

Page 71: Adsorpsi Ion

21

Dari Gambar 7 dan 8 terlihat bahwa adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji

kayu albizia berlangsung cepat pada awal reaksi yaitu pada waktu kontak 12 jam

sebesar 35,2997 ppm (59,77%) dan berlangsung lebih lambat untuk waktu kontak

berikutnya, yaitu hanya bertambah 0,6% yaitu menjadi 35,6539 ppm (60,37%)

untuk waktu kontak 12 jam kemudian. Penambahan waktu kontak setiap 12

berikutnya penjerapan menjadi berturut-turut sebesar; 36,4387 ppm (61,70%);

38,8284 ppm (65,74%); 39,4492 ppm (66,79%) dan 39,3354 ppm (66,60%) pada

waktu kontak 24, 36, 48, 60 dan 72 jam, untuk serbuk gergaji kayu albizia yang

diaktivasi. Untuk serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi, adsorpsi ion

Cr3+ berturut-turut pada waktu kontak 12, 24, 36, 48, 60 dan 72 jam adalah 31,004

ppm (52,50%); 33,872 ppm (57,35%); 34, 7214 ppm (58,79%); 36,1778 ppm

(61,27%); 37,2126 ppm (63,01%) dan 36,8226 ppm (62,35%).

Hal ini terjadi karena adsorpsi antara ion Cr3+ dan serbuk gergaji kayu

albizia merupakan peristiwa kesetimbangan. Pada awal reaksi saat serbuk gergaji

kayu albizia masih kosong adsorpsi yang terjadi akan cepat dan banyak karena

masih kosongnya permukaan serbuk gergaji kayu albizia yang bisa digunakan

untuk menjerap ion Cr3+ dan masih banyaknya ion Cr3+ dalam larutan. Setelah itu

akan terjadi penataan ulang. Menurut teori asam-basa keras-lemah dari person, ion

Cr3+ termasuk asam keras sehingga akan cenderung berinteraksi dengan gugus

aktif yang bersifat basa keras seperti gugus hidroksil (-OH) membentuk interaksi

ion-polar. Pada awal reaksi akan terjadi adsorpsi secara fisik dan kemudian diikuti

oleh adsorpsi secara kimia. Karena ion Cr3+ bersifat asam keras maka ion Cr3+

akan berinteraksi dengan ion hidroksil (-OH) terlebih dahulu. Setelah itu baru

berinteraksi dengan gugus fungsi yang lain, sehingga pada keadaan ini reaksi

berjalan lambat.

Dari Gambar 7 dan 8 juga terlihat bahwa waktu optimal yang diperlukan

oleh serbuk gergaji kayu albizia untuk menjerap ion Cr3+ adalah 60 jam. Secara

umum terlihat bahwa ion Cr3+ teradsorpsi lebih banyak pada serbuk gergaji kayu

albizia yang teraktivasi yaitu sebesar 39, 4492 ppm atau 66,79% dibandingkan

dengan oleh serbuk gergaji kayu yang tidak teraktivasi dengan campuran etanol-

toluena (1:1) yaitu sebesar 37,2126 ppm atau 63,01%. Hal ini terjadi karena pada

serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi menggunakan campuran etanol-

Page 72: Adsorpsi Ion

22

toluena (1:1) masih banyak terdapat senyawa-senyawa seperti lapisan lilin dan

lemak. Sedangkan pada serbuk gergaji kayu yang telah diaktivasi senyawa-

senyawa tersebut sudah berkurang, sehingga kontak antara adsorben dengan ion

Cr3+ dapat berlangsung lebih efektif. Hilangnya minyak dan lilin menyebabkan

interaksi gugus fungsi hidroksil dan karbonil dengan ion Cr3+ menjadi semakin

efektif.

4.2. Karakteristik Adsorpsi Ion Cr3+ Oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia Untuk mengetahui karaktristik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu

albizia dilakukan dengan mengamati jerapannya terhadap ion Cr3+ pada

konsentrasi yang bervariasi dan pada suhu isoterm sekitar 30oC. Dari hasil

penjerapan tersebut selanjutnya dianalisis menggunakan persamaan isoterm

adsorpsi Langmuir dan isoterm adsorpsi Freundlich untuk mengetahui

karakteristik jerapan dan juga daya adsorpsi maksimum.

4.2.1. Uji Linearitas Langmuir dan Freundlich Adsorpsi Ion Cr3+ oleh

Serbuk Gergaji Kayu Albizia sebelum Diaktivasi

Data adsorpsi Ion Cr3+ oleh serbuk kayu albizia yang belum diaktivasi

disajikan pada Tabel 4 dan data lengkap disajikan pada Lampiran 6.

Tabel 4 Data adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi pada berbagai konsentrasi

[Cr3+] mula-mula (ppm)

[Cr3+] teradsorpsi (ppm)

Cr3+ teradsorpsi (g) (x)

[Cr3+] setimbang(ppm) (c)

x/m

Log x/m

Log [Cr3+] stimbang

c/(x/m)

23,8503 21,5296 1,0765 2,3207 1,0765 0,0320 0,3656 2,1558

37,9153 23,6759 1,1838 14,2394 1,1838 0,0733 1,1535 12,0286

59,0592 26,208 1,3104 32,8512 1,3104 0,1174 1,5166 25,0696

75,2206 32,3209 1,6160 42,8997 1,6160 0,2085 1,6325 26,5461

108,7636 32,7686 1,6384 75,995 1,6384 0,2144 1,8808 46,3828

117,508 28,7706 1,4385 88,7374 1,4385 0,1579 1,9481 61,6862

Page 73: Adsorpsi Ion

23

Dari Tabel 4 dapat dilakukan uji pola isoterm adsorpsi Langmuir dan Freundlich

seperti terlihat pada Gambar 9 dan 10.

y = 0,6398x + 1,5685R2 = 0,9831

0

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 1

c (konsentrasi Cr3+ Setimbang)

c(x/

m)

00

Gambar 9 Kurva linearitas Langmuir: hubungan antara konsentrasi Cr3+

setimbang terhadap c/(x/m) pada adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak teraktivasi.

Berdasarkan kurva linearitas Langmuir seperti pada Gambar 9, adsorpsi

ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia memenuhi isoterm adsorpsi Langmuir,

oleh karena itu maka, adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia terjadi

pada lapisan monolayer. Hal ini ditujukkan oleh harga R2 pada isoterm adsorpsi

Langmuir sebesar 0,9831. Namun, pola jerapan yang terjadi pada serbuk gergaji

yang belum diaktivasi nampaknya belum memenuhi isoterm adsorpsi Freundlich

dengan nilai R2 sebesar 0,7557, seperti terlihat pada Gambar 10. Hal ini

disebabkan karena interaksi antara ion Cr3+ dengan serbuk gergaji kayu albizia

yang belum diaktivasi tersebut masih didominasi oleh salah satu interaksi yaitu

fisik atau interaksi kimia saja. Hal yang sama diperoleh dari penelitian Setiawan

(2004) bahwa pola adsorpsi zat warna kationik (methylene blue) oleh serbuk

gergaji kayu yang belum diaktivasi (termodifikasi) mengikuti pola isoterm

adsorpsi Langmuir (R2= 0,904) namun pola adsorpsi tersebut tidak memenuhi

pola isoterm adsorpsi Freundlich (R2= 0,817).

Page 74: Adsorpsi Ion

24

y = 0,1086x - 0,0198R2 = 0,7557

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Log [Cr3+ ] setimbang

Log

(x/m

)

Gambar 10 Kurva linearitas Freundlich: hubungan antara log [Cr(III)] setimbang

terhadap log (x/m) pada adsorpsi ion cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang tidak teraktivasi.

Kurva isoterm adsorpsi Langmuir, selanjutnya dapat dipakai untuk

menentukan harga kapasitas adsorpsi maksimum (x/m)mak yaitu berdasarkan nilai

dari slope (kemiringan garis) pada persamaan Y = 0,6398X + 1,5685, yaitu

1/(x/m)mak. Dengan mensubstitusi 1/(x/m)mak = 0,6398 maka diperoleh nilai

(x/m)mak = 1,56 mg/g. Harga adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji

kayu albizia yang belum diaktivasi diperoleh sebesar 1,56 mg/g.

4.2.2. Uji Linearitas Langmuir dan Freundlich Adsorpsi Ion Cr3+ oleh

Serbuk Gergaji Kayu Albizia Setelah Diaktivasi

Aktivasi serbuk gergaji kayu albizia bertujuan untuk meningkatkan

kapasitas adsorpsi ion Cr3+. Aktivasi serbuk gergaji kayu dapat dilakukan dengan

beberapa cara, yaitu dengan menggantikan sisi-sisi aktif yang terdapat pada

selulosa ataupun hemiselulosa dengan gugus yang lebih aktif (kuat) seperti

melalui reaksi sulfonasi dan dengan menghilangkan bahan yang mengahalangi

kontak adsoben dengan adsorbat. Pada penelitian ini, aktivasi dengan

Page 75: Adsorpsi Ion

25

menghilangkan materi seperti lemak, lilin atau pengotor lain yang mengahalangi

kontak gugus aktif dengan ion Cr3+ dengan cara mengekstraksi menggunakan

campuran pelarut etanol-toluena pada perbandingan volume 1:1. Data adsorpsi

Ion Cr3+ oleh serbuk kayu albizia sesudah diaktivasi menggunakan campuran

pelarut etanol-toluena tersebut disajikan pada Tabel 5 dan data lengkap disajikan

pada Lampiran 7.

Tabel 5 Data adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang telah

diaktivasi menggunakan pelarut campuran etanol-toluena(1:1)

[Cr3+] mula-mula (ppm)

[Cr3+] teradsorpsi (ppm)

Cr3+ teradsorpsi (g) (x)

[Cr3+] setimbang (ppm) (c)

x/m

Log x/m Log [Cr3+] setimbang

c/(x/m)

23,8503 22,1437 1,1072 1,7066 1,1072 0,0442 0,2321 1,5414

37,9153 29,0919 1,4546 8,8234 1,4546 0,1627 0,9456 6,0659

59,0592 39,0882 1,9544 19,9710 1,9544 0,2910 1,3004 10,2184

75,2206 39,4837 1,9742 35,7369 1,9742 0,2954 1,5531 18,1021

108,7636 43,478 2,1739 65,2856 2,1739 0,3372 1,8148 30,0316

117,508 42,4958 2,1248 75,0122 2,1248 0,3273 1,8751 35,3033

Dari Tabel 5 di atas terlihat bahwa semakin besar konsentrasi ion Cr3+

pada larutan, semakin besar pula ion Cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji

kayu albizia. Untuk menentukan pola isoterm adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk

gergaji kayu albizia yang telah teradsorpsi apakah memenuhi pola isoterm

adsorpsi Langmuir atau tidak, maka dilakukan uji linieritas dengan membuat

kurva hubungan antara konsentrasi Cr3+ dengan c/(x/m) seperti terlihat pada

Gambar 11, sedangkan untuk menentukan pola isoterm adsorpsi ion Cr3+ oleh

serbuk gergaji kayu albizia yang telah diaktivasi apakah memenuhi pola isoterm

adsorpsi Freundlich atau tidak, dilakukan uji linieritas Freundlich dengan

membuat kurva hubungan antara log konsentrasi Cr3+ setimbang terhadap log

(x/m) seperti terlihat pada Gambar 12.

Page 76: Adsorpsi Ion

26

y = 0,4527x + 1,3633R2 = 0,9976

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60

Konsentrasi Cr3+ setimbang

c/(x

/m)

80

Gambar 11 Kurva linearitas Langmuir: hubungan antara konsentrasi Cr3+

setimbang terhadap c/(x/m) pada adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang teraktivasi.

Berdasarkan Gambar 11 dan 12 nampak bahwa adsorpsi ion Cr3+ oleh

serbuk gergaji kayu albizia setelah diaktivasi mengikuti pola isoterm adsorpsi

Langmuir maupun Freundlich dengan nilai R2 secara berturut-turut sebesar 0,9976

dan 0,9418. Hal ini menunjukkan bahwa adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji

kayu albizia yang telah diaktivasi menggunakan pelarut etanol-toluena tetap

merupakan adsorpsi monolayer. Harga R2 dari isoterm adsorpsi Freundlich

sebesar 0,9418 menunjukkan adsorpsi ion Cr3+ berlangsung baik secara fisik yaitu

melalui pori-pori maupun secara kimia melalui interaksi gugus karbonil (CO) dan

hidroksidanya (OH). Gugus-gugus ini dapat mengikat ion Cr3+ melalui ikatan ion-

ion atau ion-polar (Mamaril, et al., 1997). Hal ini sesuai dengan Suhendrayatna

(2001) yang menyatakan bahwa polisakarida memegang peranan yang sangat

penting dalam proses biosorpsi ion logam berat, karena terjadinya ikatan kovalen

termasuk juga dengan gugus karbonil.

Page 77: Adsorpsi Ion

27

y = 0,1801x + 0,011R2 = 0,9418

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0 0,5 1 1,5

Log konsentrasi Cr3+ setimbang

Log

(x/m

)

2

Gambar 11 Kurva linearitas Freundlich: hubungan antara log konsentrasi Cr3+

setimbang terhadap log (x/m) pada adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia yang teraktivasi.

Serbuk gergaji kayu albizia yang diaktivasi menggunakan campuran

etanol-toluena dengan perbandingan volume 1:1 menyebabkan harga linearitas

isoterm adsorpsi Freundlich meningkat dari 0,7557 menjadi 0,9418. Hasil

penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Setiawan (2004)

juga menujukkan bahwa adsorpsi zat warna kationik (methylene blue) dengan

serbuk gergaji kayu yang diaktivasi dengan sulfonasi menyebabkan nilai linearitas

isoterm adsorpsi Freundlich meningkat dari 0,817 menjadi 0,978.

Kapasitas adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia

setelah diaktivasi meningkat dari 1,56 mg/g menjadi 2,21 mg/g. Meningkatnya

kapasitas adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji setelah diaktivasi

diakibatkan oleh berkurangnya zat-zat yang dapat mengganggu seperti lilin, lemak

dan pengotor lain yang dapat menghalangi kontak antara gugus aktif pada

selulosa, hemiselulosa serta lignin dengan ion Cr3+. Di samping itu adanya

pengotor lain yang ada pada pori-pori serbuk gergaji kayu albizia menyebabkan

adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia berlangsung tidak maksimal.

Page 78: Adsorpsi Ion

28

Data pH larutan yang diukur pada saat sebelum dan sesudah adsorpsi

berlangsung, baik pada adsorpsi yang menggunakan serbuk gergaji kayu yang

diaktivasi maupun yang tidak diaktivasi menggunakan campuran etanol-toluena

(1:1) seperti terlihat pada Lampiran 8, menunjukkan bahwa pH larutan secara

umum mengalami peningkatan setelah proses adsorpsi berlangsung. Keadaan ini

menunjukkan bahwa larutan CrCl3 setelah mengalami adsorpsi lebih bersifat basa

dibandingkan dengan sebelum adsorpsi berlangsung. Hal ini terjadi karena ion

Cr3+ yang menurut prinsip HSAB dari Pearson bersifat asam keras telah

diadsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia, sehingga sifat asam pada larutan yang

telah teradsorpsi tersebut menjadi berkurang. Dari peningkatan harga pH larutan

yang telah diadsorpsi juga mengindikasikan kemungkinan pada proses adsorpsi

tidak terjadi reaksi penukar kation antara kation H+ pada selulosa dan

hemiselulosa yang terdapat pada serbuk gergaji kayu albizia oleh ion Cr3+ pada

larutan CrCl3. Adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia terjadi melalui

ikatan koordinasi antara kation Cr3+ yang bertindak sebagai ion pusat dan selulosa

serta hemiselulosa bertindak sebagai ligan.

Page 79: Adsorpsi Ion

29

V. SIMPULAN DAN SARAN

5.1. Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka beberapa

simpulan yang dapat diperoleh adalah sebagai berikut.

1. Waktu optimum yang diperlukan untuk adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk

gergaji kayu albizia yang telah diaktivasi menggunakan campuran etanol-

toluena adalah 60 jam.

2. Karakteristik adsorpsi ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu yang telah

diaktivasi mengikuti pola isoterm adsorpsi Langmuir maupun isoterm

adsorpsi Freundlich. Namun demikian, karakteristik adsorpsi ion Cr3+ oleh

serbuk gergaji kayu albizia yang belum diaktivasi hanya mengikuti pola

isoterm adsorpsi Langmuir tetapi tidak mengikuti pola isoterm adsorpsi

Freundlich.

3. Kapasitas adsorpsi maksimum ion Cr3+ oleh serbuk gergaji kayu albizia

yang diaktivasi dengan campuran pelarut etanol-toluena meningkat dari

1,56 mg/g menjadi 2,21 mg/g.

5.2. Saran

Penelitian ini diharapkan dapat digunakan di industri-industri yang

menggunakan zat-zat yang mengandung krom, sehingga dapat mengurangi

pencemaran lingkungan akibat pembuangan limbah krom. Namun demikian masih

perlu dilakukan penelitian lanjutan terhadap usaha meningkatkan kapasitas

adsorpsi maksimum dari serbuk gergaji kayu, sehingga memperkaya informasi

dalam pemanfaatan potensi serbuk gergaji kayu dalam pemanfaatannya sebagai

adsorben dalam menanggulangi pencemaran lingkungan akibat limbah cair.

Page 80: Adsorpsi Ion

30

DAFTAR PUSTAKA

Achmad H. 2001. Kimia Unsur dan Radiokimia. Bandung, PT Citra Aditya Bakti. Al-Hamdan AZ and Reddy Krishna R. 2006. Geochemical Reconnaissance of

Heavy Metals in Kaolin after Electrokinetic Remediation. Journal of Environmental Science and Health. Part A, 41:17–33

Alumaa P, Stainnes E, Kirso U, Petersell V. 2001. Heavy Metal Sorption By

Different Estonian Soil Types At Low Equilibrium Solution Concentrations. Proc. Estonian Acad. Sci. Chem., 50,(2): 104–115

Amri A, Supranto M, Fahrurozi. 2004. Kesetimbangan Adsorpsi Optional

Campuran Biner Cd(II) dan Cr(III) dengan Zeolit Alam Terimpregnasi 2- merkaptobenzotiazol. Jurnal Natur Indonesia 6(2): 111-117.

Ansari R. 2006. Application of Polyaniline and its Composites for

Adsorption/Recovery of Chromium (VI) from Aqueous Solutions. Acta Chim. Slov. 53: 88–94

Atkins PW, Shriver DF, and Langford C. 1990. Inorganic Chemistry. Oxford

Uniersity Press. Atkins PW. 1999. Kimia Fisika. “Ed ke-2 Kartahadiprojo Irma I, penerjemah;

Indarto Purnomo Wahyu, editor. Jakarta Erlanga. Terjemahan dari: Pysical Chemistry.

ATSDR. 2000. Toxicological Profile for Chromium. Hair Analysis Panel

Discussion. Lexington: 12-13 Juni 2001. The Agency for Toxic Subtances and Disease Registry. www.atdsr.cdc.gov/toxprofile [30 Des 2002]

Azhar SS, Ghaniey Liew A, Suhardy D, Hafiz KF, Irfan Hatim MD. 2005. Dye

Removal from Aqueous Solution by using Adsorption on Treated Sugarcane Bagasse. American Journal of Applied Sciences 2 (11): 1499-1503

Baig MA, Mehmood B, and Martin A. 2003. Removal Of Chromium From

Industrial Effluents By Sand Filtration. Elektronic Journal Of Environmental, Agricultural And Food Chemistry, 2 (3): 374-379

Baroto dan Siradz SA. 2006. Tarap Pencemaran Dan Kandungan Kromium (Cr)

Pada Air Dan Tanah Di Daerah Aliran Sungai Code Yogyakarta. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. (2) p: 82-100

Page 81: Adsorpsi Ion

31

Bert AE and Chen KT., 1982, Origin and Nature of Selected Inorganic Constituens in Natural Waters, In Water Analysis Inorganic Species (Minar R A and Krith LH., ed,), Vol. 1, Academic Press, New York.

Bhattacharya P, Mukherjee AB, Jacks G, Nordqvist S. 2002. Metal contamination

at a wood preservation site: characterisation and experimental studies on remediation. The Science of the Total Environment 290: 165–180

Bl!anqueza P, Casasa N, Fontc X, Gabarrella X, Sarr”aa M, Caminalb G, Vicenta

T. 2004. Mechanism of textile metal dye biotransformation by Trametes versicolor. Water Research 38: 2166–2172.

Castellan GW. 1982 Physical Chemistry. Third Edition. New York: General

Graphic Servies Covelo EF at al. 2006. Heavy metal adsorption and desorption by a Eutric

Regosol and a Distric Regosol. Geophysical Research Abstracts, Vol. 8, 04553

Fengel D dan Wegener G. 1995. Kayu: Kimia, Ultrastruktur, Reaksi-reaksi.“Ed

ke-1. Harjono Sastroamidjoyo penerjemah: Soenardi Prawirohatmodjo, penyunting. Gajah mada University Press. Terjemahan dari: Wood: Chemistry, Ultrastructure, reactions.

Gupta S dan Babu B. 2006. Adsorption of Cr(VI) by Low-Cost Adsorbent

Prepared Neem Leaves. Di dalam: Babu BV and Ramakrisnha V, editor. Environmental Engineering. Proceeding of National Conference on Environmental Conservation (NCEC-2006). 1-3 sep 2006. hlm. 175-180.

Igwe JC and Abia AA. 2006. A Bioseparation Process For Removing Heavy

Metals From Waste Water Using Biosorbents. African Journal of Biotechnology Vol. 5 (12), pp. 1167-1179.

Kadirvelu K, Thamaraiselvi K, Narmasivayam C. 2001. Removal Of Heavy

Metals From Industrial Wastewaters By Adsorption Onto Activated Carbon Prepared From An Agricultural Solid Waste. Bioresource Technology 76: 63-65

Kaim W and Schwederski B. 1994. Bioinorganic Chemistry: Inorganic Elements

in the Chemistry of Life. John Wiley & Sons. Khasani SI. 2001. Lembar Data Keselamatan Bahan. Vol. IV. Bandung: Pusat

Penelitian Kimia. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Khopkar SM. 2007. Konsep Dasar Kimia Analitik. A. Saptorahardjo, Penerjemah.

Jakarta UI Press

Page 82: Adsorpsi Ion

32

Krim L, Sahmoune N, and Goma B. 2006. Kinetics of Chromium Sorption on Biomass Fungi from Aqueous Solution. American Journal of Environmental Sciences 2 (1): 31-36.

Mahvi AH, Nabizadeh R, Gholami F, and Khairi A. 2007. Adsorption Of

Chromium From Wastewater By Platanus Orientalis Leaves. Iran. J. Environ. Health. Sci. Eng., Vol. 4, No. 3, pp. 191-196

Mamaril JC, Paner ET, Alpante BM. 1997. Biosorpsi and Desorption of

Chromium (III) by Free and Immobilized Rhizobium (BJ Vr 12) cell Biomess. Biodegradation 8: 275-285.

Martawijaya A, Kartasujana I, Mandang YI, Prawira SA, Kadir K. 1989. Atlas

Kayu Indonesia Jilid II. Departemen Kehutanan Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Bogor-Indonesia.

Masduqi A. 2004. Penurunan Senyawa Fosfat Dalam Air Limbah Buatan Dengan

Proses Adsorpsi Menggunakan Tanah Haloisit. Majalah IPTEK - Vol. 15, No. 1: hal 47-53

McKay G, Porter JF and Prasad GR. 1999. Removal of dye colours from aqeouse

solution by adsorption on low-cost materials. Water air and soil pollution. 114 hal 423-438.

Mulyatna L, Hary P, dan Umi KN. 2003. Pemilihan Persamaan Adsorpsi Kulit

Kacang Tanah Terhadap Zat Warna Remazol Golden Yellow 6. INFOMATEK Vol. 5. Nomor 3. hal. 131-143.

Nur Hadi et al. 2005. Simultanius Adsoption of a Mixture of Paraquat and Dye

by NaY Zeolite Covered with Alkylsilane. Journal of Hazardous Materials B117: 35-40.

Oscik J & Cooper IL. 1994. Adsorption. Ellis Horwood Publisher, Ltd.

Chichester. Pearson RG. 1963. Hard and soft acids and bases. J.Am.Soc. 85: 3533-3539. Redhana IW. 1994. Penentuan Isoterm Adsorpsi Amonia dalam Larutan Air oleh

Karbon Aktif pada Suhu Kamar. Laporan Penelitian (Tidak diterbitkan) Program Pra-S2 Kimia Pascasarjana. ITB.

Rehman H, Shakirullah M, Ahmad I, Shah S, and Hameedullah. 2006. Sorption

Studies of Nickel Ions onto Sawdust of Dalbergia sissoo. Journal of the Chinese Chemical Society 53, 1045-1052

Rios JP, Bess-Oberto L, Tiemann KJ, and Gardea-Torresdey. 1999. Investigation

of Metal Ion Binding by Agricultural by Products. Proceedings of the 1999 Conference on Hazardous Waste Research

Page 83: Adsorpsi Ion

33

Rivera-Utrilla J, S!anchez-Polo M. 2003. Adsorption of Cr(III) on ozonised

activated carbon.Importance of Cp—cation interactions. Water Research 37, 3335–3340

Rohaeti E. 2007. Pencegahan Pencemaran Lingkungan Oleh Logam Berat Krom

Limbah Cair Penyamakan Kulit (Studi Kasus Di Kabupaten Bogor). Disertasi. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

Sajidu SMI, Henry EMT, Persson I, Masamba WRL, and Kayambazinthu D. 2006. pH Dependence of Sorption of Cd2+, Zn2+, Cu2+ and Cr3+ on Crude Water and Sodium Chloride Exstracts of Moringa stenopetala and Moringa oleifera. African journal of Biotechnology Vol.5 (23), pp. 2397-2401

Senin HB, Subhi O, Rosliza R, Kancono N, Azhar MS, Hasiah S, and Wan Nik WB. 2005. Role of Sawdust In The Removal of Iron From Aqueous Solution. AJSTD Vol. 23 Issue 3 pp. 223-229.

Setiawan HA, Wiloso, EI, Soleha V, Barliati IF, Anggraeni. 2004. Peningkatan

kemampuan Daya serap Sorben Serbuk Gergaji Kayu Albizia dengan Pengsulfonasi dan Pengujiannya dengan Zat Warna Tekstil Kationik, Alcheny Vol.3, Hal. 10-15.

Suhendrayatna 2001. Bioremoval logam berat dengan menggunakan

microorganisme: suatu kajian kepustakaan. Disampaikan pada seminar on-Air Bioteknologi untuk Indonesia Abad 21. 1-14 Februari 2001. Sinergy Forum-PPI Tokyo Institute of Technology

Sutrisno T, Eni Suciastuti. 2002. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Penerbit

Rineka Cipta. Terada K, Matsumoto K & Kimura H. 1983. Sorption Of Copper(II) By Some

Complexing Agents Loaded On Varioussupport. Anal. Chim. Acta 153: 273-247.

Tutem E, Sozgen K, Babacan E. 2001. Individual And Simultaneous

Determinaton Of Cr6+ And Mo6+ In Binery Mixture By Spectrophotometry And First-Derivative Spectrophotometry. Analytical Science. 17:857-860.

Venkateswarlu P, Venkata Ratman M, Subba Rao D, and Vankateswara Raos M.

2007. Removal of chromium from an aqueous solution using Azadirachta indica (neem) leaf powder as an adsorbent. International Journal of Physical Sciences Vol. 2 (8), pp. 188-195.

Welz B. 1985. Atomic Absorption Spectrometry. Second Edition.

Page 84: Adsorpsi Ion

34

Yantri Ni Ketut. 1998. Pemanfaatan Jerami Padi (Oryza Sativa) Sebagai Bahan Penyerap Ion Cu2+, Cd2+ Dan Pb2+ Pada Limbah Pencelupan Perusahaan Garmen. Skripsi. PSP Kimia Jurusan MIPA. STKIP Negeri Singaraja.

Page 85: Adsorpsi Ion

35

Lampiran 1

Perhitungan dan Pembuatan Larutan Cr3+

1. Perhitungan dan pembuatan larutan Cr3+ 1000 ppm

Diketahui : konsentrasi larutan 1000 ppm

Volume Larutan 1 Liter

(Ar Cr = 52; Cl = 35,5 ; H = 1; O = 16; jadi Mr CrCl3.6H2O

=266,5)

Ditanya : massa CrCl3.6H2O yang ditimbang = .............gram

Jawab : ppm = 1/106 mg/mg

= 1 mg/kg

Untuk pelarut air (ρ = 1 kg/L) maka

≈ 1 mg/L

Jadi Cr3+ dalam larutan (x) dapat dicari dengan membandingkan

Massa Cr : massa CrCl3.6H2O

52 : 266,5

X gram : 5,14 gram

Jumlah Cr3+ dalam larutan = (52 x 5,14)/ 266,5

= 1 gram

= 1000 mg

CrCl3.6H2O ditimbang sebanyak 5,14 gram kemudian dilarutkan dengan

aquades dalam labu ukur 1000 mL sampai tanda batas batas dan dikocok

kemudian disimpan dalam botol. Sehingga dalam 1 liter larutan konsentrasi

ion Cr3+ = 1000 ppm.

2. Pembuatan Larutan Cr3+ 120 ppm

Diambil larutan Cr3+ 1000 ppm sebanyak 125 mL dengan pipet volumetri

berukuran 125 mL, kemudian larutan tersebut dikurangi 5 mL dengan cara

memipet dengan pipet Volumetri berukuran 5 mL sehingga larutan sekarang

bervolume 120 mL, kemudian larutan tersebut dilarutkan dengan aquades

dalam labu ukur 1000 mL sampai tepat tanda batas dan dikocok sehingga

larutan Cr3+ 120 ppm sebanyak 1 Liter.

Page 86: Adsorpsi Ion

36

3. Pembuatan Larutan Cr3+ 100 ppm

Diambil larutan Cr3+ 1000 ppm sebanyak 10 mL dengan pipet volumetri

berukuran 100 mL, kemudian dilarutkan dengan aquades dalam labu ukur

1000 mL sampai tepat tanda batas dan dikocok sehingga larutan Cr3+ 100

ppm sebanyak 1 Liter.

4. Pembuatan Larutan Cr3+ 80 ppm

Diambil larutan Cr3+ 1000 ppm sebanyak 100 mL dengan pipet volumetri

berukuran 100 mL, kemudian kemudian larutan tersebut dikurangi 20 mL

dengan pipet volumetri 20 mL sehingga volume larutan menjadi 80 mL,

kemudian larutan tersebut dilarutkan dengan aquades dalam labu ukur 1000

mL sampai tepat tanda batas dan dikocok sehingga larutan Cr3+ 80 ppm

sebanyak 1 Liter.

5. Pembuatan Larutan Cr3+ 60 ppm

Diambil larutan Cr3+ 1000 ppm sebanyak 60 mL dengan pipet volumetri

berukuran 60 mL, kemudian dilarutkan dengan aquades dalam labu ukur

1000 mL sampai tepat tanda batas dan dikocok sehingga larutan Cr3+ 60

ppm sebanyak 1 Liter.

6. Pembuatan Larutan Cr3+ 50 ppm

Diambil larutan Cr3+ 1000 ppm sebanyak 50 mL dengan pipet volumetri

berukuran 50 mL, kemudian dilarutkan dengan aquades dalam labu ukur

1000 mL sampai tepat tanda batas dan dikocok sehingga larutan Cr3+ 50

ppm sebanyak 1 Liter.

7. Pembuatan Larutan Cr3+ 40 ppm

Diambil larutan Cr3+ 80 ppm sebanyak 250 mL dengan pipet volumetri

berukuran 250 mL, kemudian dilarutkan dengan aquades dalam labu ukur

500 mL sampai tepat tanda batas dan dikocok sehingga larutan Cr3+ 40 ppm

sebanyak 500 mL.

8. Pembuatan Larutan Cr3+ 30 ppm

Diambil larutan Cr3+ 1000 ppm sebanyak 30 mL dengan pipet volumetri

berukuran 25 mL dan 5 mL, kemudian dilarutkan dengan aquades dalam

labu ukur 1000 mL sampai tepat tanda batas dan dikocok sehingga larutan

Cr3+ 30 ppm sebanyak 1 Liter.

Page 87: Adsorpsi Ion

37

9. Pembuatan Larutan Cr3+ 20 ppm

Diambil larutan Cr3+ 1000 ppm sebanyak 20 mL dengan pipet volumetri

berukuran 20 mL, kemudian dilarutkan dengan aquades dalam labu ukur

1000 mL sampai tepat tanda batas dan dikocok sehingga larutan Cr3+ 20

ppm sebanyak 1 Liter.

10. Pembuatan Larutan Cr3+ 10 ppm

Diambil larutan Cr3+ 1000 ppm sebanyak 10 mL dengan pipet volumetri

berukuran 10 mL, kemudian dilarutkan dengan aquades dalam labu ukur

1000 mL sampai tepat tanda batas dan dikocok sehingga larutan Cr3+ 10

ppm sebanyak 1 Liter.

Page 88: Adsorpsi Ion

38

Lampiran 2

Kurva Kalibrasi Larutan Standar Cr3+.

Page 89: Adsorpsi Ion

39

Lampiran 3 Kurva Kondisi Spektrofotometer Serapan Atom (AAS

SHIMADZU AA-6300)

Page 90: Adsorpsi Ion

40

Lampiran 4

Data Hasil Pengukuran SSA Terhadap Konsentrasi Awal Larutan Ion Cr3+

Sebelum Adsorpsi Berlangsung.

Tabel Data Konsentrasi Awal Ion Cr3+ Sebelum Adsorpsi Berlangsung Nomor Konsentrasi ion Cr3+ (ppm) Konsentrasi ion Cr3+ yang

terukur oleh SSA (ppm) 1 20 23,8503 2 40 37,9153 3 60 59,0592 4 80 75,2206 5 100 108,7636 6 120 117,508

Page 91: Adsorpsi Ion

41

Lampiran 5

Data Hasil Pengukuran SSA Terhadap Adsorpsi Ion Cr3+ Oleh Serbuk Gergaji Kayu Pada Konsentrasi Awal 60 ppm Pada Selang Waktu Kontak Yang Berbeda.

Tabel Data adsorpsi ion cr3+ oleh serbuk gergaji kayu yang diaktivasi pada konsentrasi awal 60 ppm pada selang waktu kontak yang berbeda.

Waktu kontak dalam Jam Konsentrasi sisa setelah adsorpsi (ppm) Waktu (jam) ulangan

1 24,7326 2 23,3655

12

3 23,1804 Rata-rata 23,7595

1 23,4795 2 23,2133

24

3 23,5232 Rata-rata 23,4053

1 22,8335 2 22,1277

36

3 22,9003 Rata-rata 22,6205

1 20,4115 2 20,8268

48

3 19,4541 Rata-rata 20,2308

1 20,3842 2 19,8010

60

3 18,6448 Rata-rata 19,6100

1 19,7369 2 19,5958

72

3 19,8386 Rata-rata 19,7238

Page 92: Adsorpsi Ion

42

Lampiran 5 (lanjutan) Tabel Data adsorpsi ion cr3+ oleh serbuk gergaji kayu yang tidak diaktivasi pada

konsentrasi awal 60 ppm pada selang waktu kontak yang berbeda. Waktu kontak dalam Jam Konsentrasi sisa setelah adsorpsi (ppm)

Waktu (jam) ulangan 1 28,0283 2 28,0821

12

3 28,0552 Rata-rata 28,0552

1 25,1872 2 25,3606

24

3 25,0167 Rata-rata 25,1872

1 24,3378 2 24,4574

36

3 24,2182 Rata-rata 24,3378

1 22,7887 2 22,8813

48

3 22,9741 Rata-rata 22,8814

1 21,8735 2 21,8297

60

3 21,8366 Rata-rata 21,8466

1 22,4896 2 21,7543

72

3 22,4659 Rata-rata 22,2366

Page 93: Adsorpsi Ion

43

Lampiran 6

Perhitungan Konsentrasi Ion Cr3+ yang Teradsorpsi oleh Serbuk Gergaji kayu

Albizia dengan konsentrasi awal 60 ppm pada Berbagai Waktu Kontak .

1. Perhitungan ion Cr3+ yang teradsorpsi pada konsentrasi awal 59, 0592 ppm

Diketahui : [Cr3+] mula-mula = 59,0592 ppm

[Cr3+] Setimbang = 23,7595

Ditanya : [Cr3+] teradsorpsi = ........ppm

Jawab : [Cr3+] teradsorpsi = [Cr3+] mula-mula -[Cr3+] setimbang

= 59,0592 ppm – 23,7595 ppm

= 35,2997 ppm

2. Dengan menggunakan rumus yang sama, konsentrasi ion Cr3+ yang

teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia pada masing-masing waktu kontak

disajikan pada tabel dibawah.

Tabel Data konsentrasi cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia yang diaktivasi pada berbagai waktu kontak

Waktu kontak (Jam)

Konsentrasi Cr3+ sebelum

Adsorpsi Berlangsung

(ppm)

Konsentrasi [Cr3+] Setimbang

Menggunakan Serbuk Gergaji Kayu Albizia

Yang Diaktivasi (ppm)

Konsentrasi [Cr3+] Yang teradsorpsi Menggunakan

Serbuk Gergaji Kayu Albizia Yang Diaktivasi (ppm)

12 59,0592 23,7595 35,2997

24 59,0592 23,4053 35,6539

36 59,0592 22,6205 36,4387

48 59,0592 20,2308 38,8284

60 59,0592 19,6100 39,4492

72 59,0592 19,7238 39,3354

Page 94: Adsorpsi Ion

44

Lampiran 6 (lanjutan) Tabel Data konsentrasi cr3+ yang teradsorpsi oleh serbuk gergaji kayu albizia

yang tidak diaktivasi pada berbagai waktu kontak Waktu kontak (Jam)

Konsentrasi Cr3+ sebelum

Adsorpsi Berlangsung

(ppm)

Konsentrasi [Cr3+] Setimbang

Menggunakan Serbuk Gergaji Kayu Albizia Yang tidak Diaktivasi

(ppm)

Konsentrasi [Cr3+] Yang teradsorpsi Menggunakan

Serbuk Gergaji Kayu Albizia Yang tidak Diaktivasi (ppm)

12 59,0592 28,0552 31,004

24 59,0592 25,1872 33,872

36 59,0592 24,3378 34,7214

48 59,0592 22,8814 36,1778

60 59,0592 21,8466 37,2126

72 59,0592 22,2366 36,8226

Page 95: Adsorpsi Ion

45

Lampiran 7 Data Hasil Pengukuran SSA Terhadap Adsorpsi Ion Cr3+ Oleh Serbuk Gergaji Kayu dengan Berbagai Konsentrasi Pada Waktu Kontak 60 Jam

Tabel Konsentrasi ion Cr3+ sesudah diadsorpi oleh 1 gram serbuk gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi pada masing-masing konsentrasi

Konsentrasi Awal Sebelum Adsorpsi (ppm)

Konsentrasi sisa setelah adsorpsi (ppm)

ulangan 1 2,2908 2 2,3566

20

3 2,3148 Rata-rata 2,3207

1 13,8287 2 15,1326

40

3 13,7569 Rata-rata 14,2394

1 33,1722 2 32,2211

60

3 33,1602 Rata-rata 32,8512

1 42,8319 2 42,8260

80

3 43,0413 Rata-rata 42,8997

1 75,8734 2 77,1056

100

3 75,0050 Rata-rata 75,9950

1 88,5590 2 88,7713

120

3 88,8820 Rata-rata 88,7374

Page 96: Adsorpsi Ion

46

Lampiran 7 (lanjutan) Tabel Konsentrasi ion Cr3+ sesudah diadsorpi oleh 1 gram serbuk gergaji kayu

albizia yang diaktivasi pada masing-masing konsentrasi Konsentrasi Awal Sebelum Adsorpsi (ppm)

Konsentrasi Sisa Setelah Adsorpsi (ppm)

ulangan 1 1.7286 2 1,6179

20

3 1,7734 Rata-rata 1,7066

1 8,3170 2 9,5132

40

3 8,6400 Rata-rata 8,8234

1 24,7326 2 23,1804

60

3 24,6873 Rata-rata 24,2001

1 36,5994 2 35,0981

80

3 35,5131 Rata-rata 35,7369

1 65,0473 2 65,1321

100

3 65,6775 Rata-rata 65,2856

1 75,3351 2 75,9901

120

3 75,5115 Rata-rata 75,6122

Page 97: Adsorpsi Ion

47

Lampiran 8 Data Hasil Pengukuran pH Larutan Sebelum dan Sesudah Diadsorpsi oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia Menggunakan pH Meter. Tabel pH larutan CrCl3 sebelum dan sesudah adsorpsi menggunakan serbuk

gergaji kayu albizia yang diaktivasi

Konsentrasi Awal Ion Cr3+

(ppm) pH Sebelum Adsorpsi pH Setelah Adsorpsi

(waktu kontak 60 Jam)

20 3,70 5,70 40 3,59 4,33 60 3,56 4,09 80 3,46 3,98 100 3,40 3,97 120 3,32 3,95

Tabel pH larutan CrCl3 sebelum dan sesudah adsorpsi menggunakan serbuk

gergaji kayu albizia yang tidak diaktivasi

Konsentrasi Awal Ion Cr3+

(ppm) pH Sebelum Adsorpsi pH Setelah Adsorpsi

(waktu kontak 60 Jam)

20 3,70 5,13 40 3,59 4,33 60 3,56 4,03 80 3,46 3,92 100 3,40 3,78 120 3,32 3,66

Page 98: Adsorpsi Ion

48

Lampiran 9 Foto serbuk gergaji kayu albizia

Lampiran 10 Foto Adsorpsi Ion Cr3+ Oleh Serbuk Gergaji Kayu Albizia

Page 99: Adsorpsi Ion

49

Lampiran 11 Foto Seperangkat Alat AAS

Lampiran 12 Foto Seperangkat Alat pH meter