4.1 Perlakuan Awal pada Adsorben Batang Jagung
Batang jagung yang telah selesai dipanen, dibersihkan dari pengotor dan komponen lainnya seperti daun ataupun akar yang menempel pada batang, kemudian batang jagung dicuci dengan air bersih. Batang jagung kemudian dipotong dengan bentuk lingkaran, ½ lingkaran, ¼ lingkaran dengan ketebalan 0,5 cm dan ada juga bentuk adsorben yang 50 mesh, dan 70 mesh yang dihaluskan dengan menggunakan ball mill. Kemudian, bentuk dari masing-masing adsorben dicuci dengan air aquadest.
Proses pencucian yang dilakukan pada batang jagung bertujuan untuk mendapatkan perlakuan kodisi pH yang sama pada tiap bentuk batang jagung dan juga untuk menghilangkan kotoran seperti tanah dan residu fungisida atau insektisida yang menempel pada batang jagung [37]. Dari hasil penelitian yang dilakukan, bahwa adsorben bentuk lingkaran, ½ lingkaran, dan ¼ lingkaran membutuhkan tiga kali pencucian sampai pH konstan yaitu pH 6 dan bentuk adsorben 50 mesh dan 70 mesh membutuhkan empat kali pencucian sampai pH konstan yaitu pH 6.
Setelah melakukan pencucian batang jagung dengan berbagai bentuk (lingkaran, ½ lingkaran, ¼ lingkaran, 50 mesh dan 70 mesh), kemudian dilakukan proses pengeringan di oven pada suhu 55oC. Pengeringan dilakukan pada semua bentuk batang jagung hingga berat batang jagung konstan sehingga diperoleh keseragaman massa adsorben. Menurut Maulina, dkk. (2013) [38], proses pengeringan merupakan proses penurunan kadar air dalam bahan sampai pada tingkat kadar air tertentu. Dari hasil pengeringan yang dilakukan, bahwa adsorben batang jagung bentuk lingkaran, ½ lingkaran, dan ¼ lingkaran membutuhkan waktu pengeringan selama 4 jam sampai massa adsorben konstan. Batang jagung bentuk serbuk 50 mesh dan 70 mesh membutuhkan waktu pengeringan lebih lama yaitu selama 9 dan 10 jam.
4.2 Penentuan Kapasitas Adsorpsi dengan Variasi Bentuk adsorben
Bentuk adsorben yang dilakukan adalah lingkaran, ½ lingkaran, ¼ lingkaran, 50 mesh, dan 70 mesh. Proses adsorpsi dilakukan pada waktu 2 jam dan 24 jam. Penentuan kapasitas adsorpsi dengan variasi bentuk adsorben adalah untuk mengetahui besarnya penjerapan ion logam Cd2+ oleh adsorben batang jagung pada berbagai bentuk.
Untuk menghitung jumlah ion teradsorpsi dengan adsorben digunakan dengan persamaan beriukut : (4.1) [28], [29] (4.2) [24], [30] (4.3) [29], [30] Keterangan:
qe = massa logam teradsorpsi pada kesetimbangan (mg/g)
qe = massa logam teradsorpsi pada waktu t (mg/g)
R% = persentasi penghapusan logam (%) C0 = konsentrasi logam awal (mg/L)
Ct = konsentrasi pada waktu t (mg/L)
Ce = konsentrasi kesetimbangan (mg/L)
V = volume larutan (L)
Data kapasitas adsorpsi adsorben batang jagung berbagai bentuk dapat dilihat pada Tabel A.3 (Lampiran A) dan pada Gambar 4.1 dan 4.2.
Gambar 4.1 Nilai Kapasitas Adsorpsi dengan Berbagai Bentuk Adsorben Batang Jagung pada Kecepatan Pengadukan 220 rpm dan Konsentrasi Cd2+ 50 ppm
Gambar 4.2 Persentase Adsorpsi (%) dengan Berbagai Bentuk Adsorben pada Kecepatan Pengadukan 220 rpm dan Konsentrasi Cd2+ 50 ppm
Dari contoh Tabel A.3 (pada lampiran A), Gambar 4.5 dan 4.6 terlihat bahwa hubungan kapasitas dan persen adsorpsi pada berbagai bentuk adsorben. Pada bentuk
Lingkaran 1/2
Lingkaran
1/4
Lingkaran 50 mesh 70 mesh
2 jam 3.04 3.37 4.00 4.04 4.25 24 jam 3.35 3.75 4.38 4.39 4.43 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 q t (m g/g)
Variasi Bentuk
Lingkaran 1/2 Lingkaran 1/4Lingkaran 50 mesh 70 mesh
2 Jam 60.89 67.45 79.95 80.75 85.00 24 Jam 66.98 75.00 87.69 87.75 88.50 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 R (% )
Variasi Bentuk
adsorben lingkaran dari t0 = 0 menit hingga t1 = 2 jam memiliki qt = 3,04 mg/g dan
pada tmax = 24 jam memiliki kapasitas adsorpsi maksimal (qmax) adalah 3,35 mg/g.
Pada bentuk adsorben ½ lingkaran dari t0 = 0 menit hingga t1 = 2 jam memiliki qt =
3,37 mg/g dan pada tmax = 24 jam memiliki kapasitas adsorpsi maksimal (qmax)
adalah 3,75 mg/g. Pada bentuk adsorben ¼ lingkaran dari t0 = 0 menit hingga t1 = 2
jam memiliki qt = 4,00 mg/g dan pada tmax = 24 jam memiliki kapasitas adsorpsi
maksimal (qmax) adalah 4,38 mg/g. Pada bentuk adsorben 50 mesh dari t0 = 0 menit
hingga t1 = 2 jam memiliki qt = 4,04 mg/g dan pada tmax = 24 jam memiliki kapasitas
adsorpsi maksimal (qmax) adalah 4,39 mg/g. Pada bentuk adsorben 70 mesh dari t0 = 0
menit hingga t1 = 2 jam memiliki qt = 4,25 mg/g dan pada tmax = 24 jam memiliki
kapasitas adsorpsi maksimal (qmax) adalah 4,43 mg/g. Kemudian persen adsorpsi dari
bentuk adsorben lingkaran pada saat t0 = 0 menit hingga t1 = 2 jam memiliki persen
adsorpsi (%) sebesar 60,89 % dan pada saat tmax = 24 jam memiliki kapasitas
adsorpsi maksimalnya (qmax) sebesar 66,98%. Pada bentuk adsorben ½ lingkaran
pada saat t0 = 0 menit hingga t1 = 2 jam memiliki persen adsorpsi (%) sebesar 67,45
% dan pada saat tmax = 24 jam memiliki kapasitas adsorpsi maksimalnya (qmax)
sebesar 75,00 %. Pada bentuk adsorben ¼ lingkaran pada saat t0 = 0 menit hingga t1
= 2 jam memiliki persen adsorpsi (%) sebesar 79,95 % dan pada saat tmax = 24 jam
memiliki kapasitas adsorpsi maksimalnya (qmax) sebesar 87,69 %. Pada bentuk
adsorben 50 mesh pada saat t0 = 0 menit hingga t1 = 2 jam memiliki persen adsorpsi
(%) sebesar 80,75 % dan pada saat tmax = 24 jam memiliki kapasitas adsorpsi
maksimalnya (qmax) sebesar 87,75 %. Pada bentuk adsorben 70 mesh pada saat t0 = 0
menit hingga t1 = 2 jam memiliki persen adsorpsi (%) sebesar 85 % dan pada saat
tmax = 24 jam memiliki kapasitas adsorpsi maksimalnya (qmax) sebesar 88,50 %. Dari
hasil analisa di atas bahwa bentuk 70 mesh memiliki kapasitas adsorpsi yang tinggi pada waktu 2 jam dan 24 jam yaitu sebesar 4,25 mg/g dan 4,43 mg/g dan persen adsorpsi pada waktu 2 jam dan 24 jam sebesar 85 % dan 88,50 %, sedangkan kapasitas adsorpsi yang paling kecil adalah bentuk lingkaran dengan kapasitas adsorpsi 3,04 mg/g pada waktu 2 jam dan 3,35 mg/g pada waktu 24 jam dan persen adsorpsi pada waktu 2 jam dan 24 jam adalah 60,89 % dan 66,98%.
Hasil percobaan diatas menunjukkan bahwa bentuk 70 mesh lebih banyak terjadi proses adsorpsi daripada bentuk yang lingkaran. Penyebab dominan bentuk 70
mesh dibandingkan dengan bentuk lingkaran adalah luas permukaan dari bentuk tersebut.
Menurut Prasetiowati dan Koestiati (2014) [39], bahwa daya serap adsorpsi ditentukan oleh luas permukaan dari adsorben tersebut. Besarnya adsorpsi sebanding dengan luas permukaannya. Semakin kecil bentuk adsorben tersebut, maka semakin besar luas permukaannya. Makin besar luas permukaan adsorben, maka semakin besar pula adsorpsi yang terjadi.
Proses adsorpsi yang terjadi karena adanya gaya tarik-menarik antar atom (gaya Van der Waals) pada permukaan padatan. Oleh karena adanya gaya ini, padatan cenderung menarik molekul-molekul lain yang bersentuhan dengan permukaan adsorben menuju ke dalam permukaannya. Akibatnya konsentrasi molekul pada permukaan menjadi lebih besar dari pada dalam larutan [40]. Ilustrasi dari gaya Var der Walls dapat dilihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Gaya Tarik-Menarik Atom
4.3 Penentuan Kapasitas Adsorpsi dengan Variasi Kecepatan Pengadukan Penentuan kapasitas adsorpsi Cd2+ dengan variasi kecepatan pengadukan dengan menggunakan batang jagung dengan bentuk ¼ lingkaran. Variasi kecepatan yang digunakan adalah 150 rpm, 220 rpm dan 250 rpm. Pengaruh kecepatan pengadukan adsorpsi dapat dilihat pada Tabel A.4 (Lampiran A) dan Gambar 4.4 dan 4.5.
Gambar 4.4 Nilai Kapasitas Adsorpsi dengan Variasi Kecepatan Pengadukan pada Konsentrasi Cd2+ 50 ppm dan Bentuk Adsorben ¼ Lingkaran
G
ambar 4.5 Persentase Adsorpsi (%) dengan Variasi kecepatan Pengadukan pada Konsentrasi Cd2+ 50 ppm dan Bentuk Adsorben ¼ Lingkaran
150 rpm 220 rpm 250 rpm 2 jam 3.67 4.00 4.00 24 jam 4.03 4.38 4.43 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 q t (m g/g)