Gambar 9.secara umum menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi awal ion logam yang dipelajari. Hasil penelitian menunjukkan pula kapasitas adsorpsi Pb(II) dan Cd(II) pada abu dasar batubara terimobilisasi ditizon lebih besar dibandingkan pada abu dasar teraktivasi. Nilai kapasitas adsorpsi tertinggi pada adsorpsi Pb(II) dan Cd(II) menggunakan adsorben abu dasar terimobilisasi ditizon, yaitu masing-masing 8,76 dan 6,61 mg.g-1.
Tabel. 4 menunjukkan pada sistem adsorpsi Pb(II) dan Cd(II) baik oleh abu dasar teraktivasi maupun abu dasar terimobilisasi ditizon mengikuti model isoterm Freundlich dengan nilai R2 masing-masing 0,943 dan 0,854
untuk ion Pb(II) serta 0,965 dan 0,944 untuk ion Cd(II). Nilai ini lebih besar dari nilai R2 yang
diperoleh dari model isoterm Langmuir, sehingga dapat diasumsikan bahwa adsorpsi Pb(II) dan Cd(II) terjadi pada permukaan heterogen dari kedua adsorben yang digunakan dan mengikuti pola multilayer. Hasil ini bersesuaiandengan penelitian sebelumnya oleh Gorme et al.,(2010) danSukpreabprom et al.,
(2014)yang telah melaporkan bahwa adsorpsi Pb(II), Cd(II) dan Zn(II) menggunakan adsorben abu dasar batubara mengikuti oleh model isoterm Freundlich. Cestari et al., (2004) melaporkan pula telah mempelajari parameter kinetika dan kesetimbangan dari adsorpsi Hg(II) pada silika-ditizon dengan data isotherm adsorpsi yang diperoleh digambarkan dengan baik oleh model isotherm Freundlich.
Gambar 9. Grafik pengaruh konsentrasi awal
Pb(II) (a) dan Cd (II) (b) terhadap jumlah ion Pb(II) dan Cd(II) yang teradsorpsi pada abu dasar teraktivasi dan abu dasar terimobilisasi ditizon.
Nilai KF merupakan konstanta
Freundlich yang dihubungkan dengan kapasitas adsorpsi. Berdasarkan Tabel. 4 menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi ion Pb(II) dan Cd(II) meningkat dengan penggunaan adsorben abu dasar terimobilisasi ditizon. Selain itu, nilai 1/n
dari adsorpsi Pb(II) dan Cd(II) mengindikasikan pula bahwa adsorbat teradsorpsi dengan baik oleh adsorben (0 < 1/nF< 1) (Zhang dan Qu, 2013).
Tabel 4. Parameter model isoterm adsorpsi Pb(II) dan Cd(II) pada abu dasar batubara teraktivasi dan abu dasar terimobilisasi ditizon.
0 2 4 6 8 10 0 20 40 60 80 100 q ( m g .g -1 )
Konsentrasi awal Pb(II) (mg.L-1)
Teraktivasi Imobilisasi 0 2 4 6 8 0 20 40 60 80 100 q ( m g .g -1 )
Konsentrasi awal Cd(II) (mg.L-1)
Teraktivasi Imobilisasi
Parameter Isoterm
Pb(II) Cd(II)
Abu Aktivasi Abu Imobilisasi Abu Aktivasi Abu Imobilisasi
Langmuir qm (mol.g-1) 7,71.10-5 8,39.10-5 5,49.10-5 6,17.10-5 KL (L.mg-1) 4453,18 15665,66 1333,78 3086,62 R2 0,655 0,281 0,569 0,341 Freundlich KF (L.g-1) 0,035 0,063 0,019 0,024 1/n 0,793 0,561 0,893 0,775 R2 0,943 0,854 0,965 0,944 (b) (a)
162
5.
KESIMPULAN
1. Adsorben abu dasar terimobilisasi ditizon dapat disintesis dengan mengimobilisasikan ditizon pada permukaan abu dasar yang telah diaktivasi. Adsorben yang dihasilkan berupa serbuk berwarna coklat yang memiliki afinitas adsorpsi yang baik terhadap Pb(II) dan Cd(II).
2. Kondisi optimum adsorpsi ion Pb(II) 40 mg.L-1 untuk abu dasar teraktivasi terjadi
pada pH 5 dan untuk abu dasar terimobilisasi ditizon terjadi pada pH 4 dengan massa adsorben dan waktu kontak yang sama untuk kedua adsorben yaitu 0,3 g dan 90 menit. Pada adsorpsi ion Cd(II) 40 mg.L-1, kondisi optimum adsorpsi terjadi
pada pH 4 untuk abu dasar teraktivasi dan pH 6 untuk abu dasar terimobilisasi dengan massa adsorben 0,3 g dan waktu kontak masing-masing 120 menit dan 90 menit.
3. Kinetika adsorpsi ion Pb(II) dan Cd(II) mengikuti persamaan kinetika adsorpsi pseudo orde dua (Ho dan Mckay) dengan nilai konstanta laju (k) oleh abu dasar terimobilisasi ditizon secara umum lebih besar dibandingkan abu dasar teraktivasi. 4. Model isoterm adsorpsi Pb(II) dan Cd(II) pada kedua adsorben mengikuti model isoterm Freundlich dengan nilai KF pada
adsorpsi Pb(II) sebesar 0,035 L.g-1 untuk
abu dasar teraktivasi dan 0,063 L.g-1 untuk
abu dasar terimobilisasi ditizon, sedangkan pada adsorpsi Cd(II) nilai KF yang
diperolehsebesar 0,019 L.g-1 untuk abu
dasar teraktivasi dan 0,024 L.g-1 untuk abu
dasar terimobilisasi ditizon. Nilai KF
tersebut mengindikasikan bahwa kapasitas adsorpsi Pb(II) dan Cd(II) meningkat dengan penggunaan adsorben abu dasar terimobilisasi ditizon dibandingkan oleh abu dasar teraktivasi.
6. REFERENSI
Amer, M.W., Khalili, F.I. and Awwad, A.M, 2010, Adsorption of Lead, Zinc and Cadmium Ions on Polyphosphate- Modified Kaolinite Clay, J. Environ. Chem. Eco, 2(1), 001-008.
Badan Standar Nasional, 2009, SNI 7387-2009: Batas Maksimum Cemaran Logam Berat dalam Pangan.
Basset, J., Denney, R.C., Jeffery, G.H. and Mendham, J, 1991, Vogel’s Textbook
Of Quantitative Inorganic Analysis Including Elementary Instrumental Analysis, 4th Ed, Longman Group UK,
London.
Boonamnuayvitaya, V., Chaiya, C. and Tanthapanichakoon, W, 2004, Removal of Heavy Metals by Adsorbent Prepared from Pyrolyzed Coffee Residues and Clay, Elsevier, 35, pp.11–22.
Castellan, G.W, 1982, Physical Chemistry. 3rd
Ed, General Graphic Servies, New York.
Cestari, A.R., Vieira, E.F.S., Lopes, E.C.N. and Silva, R.G, 2004, Kinetics and Equilibrium Parameters of Hg (II) Adsorption on Silica – Dithizone, J. Colloid Sci 272, pp.271–276.
Friedeberg, H, 1995, Separation and Determination of Microgram Quantites of Silver, Mercury, and Copper with Dithizone, Anal. Chem., 27 (2), 305- 306.
Gharabaghi, M., Irannajad, M. and Azadmehr, A.R, 2012, Selective Sulphide Precipitation of Heavy Metals from Acidic Polymetallic Aqueous Solution by Thioacetamide, Ind. Eng. Chem. Res, 51(2), pp.954–963.
Ghasemi, F.R., Gafari, H.M., Mousavi, S.M. and Dehghan, M, 2012, Sorption Characteristics of Heavy Metal onto Natural Zeolite of Clinoptilolite Type,
Intl. Res. J. Basic Appl. Sci, Vol, 3 (10), 2079-2084.
Gorme, J.B., Maniquiz, M.C., Kim, S.S., Son, Y.G., Kim, Y.T. and Kim, L.H, 2010, Characterization of Bottom Ash as an Adsorbent of Lead from Aqueous Solutions, Environ. Eng. Res, 15(4), pp.207–213.
Ho, Y. and McKay, G, 1999, Pseudo-Second Order Model for Sorption Processes,
Process Biochem, 34(5), pp.451–465. Hsu, T.C., Yu, C.C. and Yeh, C.M, 2008,
Adsorption of Cu2+ from Water using
Raw and Modified Coal Fly Ashes,
163
Jawor, A. and Hoek, E.M. V, 2010, Removing Cadmium Ions from Water via Nanoparticle-Enhanced Ultrafiltration.
Environ. Sci. Technol, 44(7), pp.2570– 2600.
Jiang, M., Jin, X., Lu, X. and Chen, Zu, 2010, Adsorption of Pb(II), Cd(II), Ni(II) and Cu(II) onto Natural Kaolinite Clay.
Des, 252(1-3), pp.33–39.
Li, Y., Wang, J., Wang, X. and Wang, J, 2012. Adsorption–Desorption of Cd(II) and Pb(II) on Ca-Montmorillonite. Ind. Eng. Chem. Res, 51(18), 6520–6528. Lim, M., You, K.S., Han, G.C., Cho, H, C. and
AHN, J.W, 2009, Adsorption Behavior of Heavy Metals on NaP1 Zeolite Synthesized from Coal Bottom Ash,
World of Coal Ash (WOCA)
Conference (lll), p.2009.
Mahmoud, M.E., Osman, M.M., Hafez, O.F, Hegazi, A.H. and Elmelegy, E, 2010, Removal and Preconcentration of Lead (II) and Other Heavy Metals from Water by Alumina Adsorbents Developed by Surface-Adsorbed- Dithizone, DES, 251(1-3), pp.123–130. Mahmoud, M.E., Osman, M.M. and Amer, M.E, 2000, Selective Pre- Concentration and Solid Phase Extraction of Mercury (II) from Natural Water by Silica Gel-loaded Dithizone Phases, Anal. Chim. Acta, 415(1-2), pp.33–40..
Manzoori, J.L. and Karim-nezhad, G, 2004, Development of A Cloud Point Extraction and Preconcentration Method for Cd and Ni Prior to Flame Atomic Absorption Spectrometric Determination, Anal. Chim. Acta, 521, 173–177.
Mohsen-Nia, M., Montazeri, P. and Modarress, H, 2007, Removal of Cu2+ and Ni2+
from Wastewater with a Chelating Agent and Reverse Osmosis Processes,
DES, 217(1-3), pp.276–281.
Radi, S., Tighadouini, S., Bacquet, M., Degoutin, S., Cazier, F., Zaghrioui, M., and Mabkhot, Y.N, 2014, Organically Modified Silika with Pyrazole-3- Carbaldehyde as a New Sorbent for
Solid-Liquid Extraction of Heavy Metal, Molecules, 19, 247-262.
Raharjo, G., Tahir, I. and Wahyuni, E.T, 2008, Immobilization of Dithizone onto Chitin Isolated from Prawn Seawater Shells (P. merguensis) and its Preliminary Study for the Adsorption of Cd (II) Ion, J. Phys. Sci, 19(1), pp.63–78.
Rajesh, N. and Manikandan S, 2008, Spectrophotometric Determination of Lead after Preconcentration of Its Diphenylthiocarbazone Complex on an Amberlite XAD-1180 Column,
Spectrochim Acta A, 70:754-757. Salih, B., Danizli, A., Kavakli, C., Say, R. and
Piskin, E, 1998, Adsorption of Heavy Metal Ions onto Dithizone-Anchored Poly (EGDMA-HEMA) Microbeads,
Talanta, 46(5), pp.1205–13.
Sukpreabprom, H., Arquero, O.A., Naksata, W., Sooksamiti, P. and Janhom, S, 2014, Isotherm, Kinetic and Thermodynamic Studies on the Adsorption of Cd(II) and Zn(II) Ions from Aqueous Solutions onto Bottom Ash, Inter. J. Environ. Sci. Develop, 5(2), pp.165–170.
Syahrul, M., Muftah, F. and Muda, Z, 2010, The Properties of Special Concrete Using Washed Bottom Ash ( WBA ) as Partial Sand Replacement, Inter. J. Sustain. Construc. Eng. Technol, 1(2), 65–76.
Szekeres, M., Toth, J. and Dekany, I, 2002, Specific Surface Area of Stoeber Silika Determinated by Various Experimental Methods, Langmuir, 18, 2678-2685. Tunjangsari, R, 2008, Studi Adsorpsi Ion
Logam Pb(II) oleh Abu Dasar (Bottom Ash) Batubara, Skripsi, FMIPA, UGM, Yogyakarta.
Wang, C. Liu, J., Zhang, Z., Wang, B. and Sun, H, 2012, Adsorption of Cd(II), Ni(II), and Zn(II) by Tourmaline at Acidic Conditions: Kinetics, Thermodynamics, and Mechanisms,
Indust. Eng. Chem. Res, 51(11), pp.4397–4406.
164
White, W.E, 1925, Dithizone as an Analytical Reagent, J. Chem. Ed, (2), 269-273. Wicaksono, D, 2014, Adsorpsi Kompetitif
Metilen Biru dan Metil Violet menggunakan Abu Dasar Batubara,
Skripsi, FMIPA, UGM, Yogyakarta. Wingenfelder, U., Nowack, B., Furrer, G. and
Schulin, R, 2005, Adsorption of Pb and Cd by Amine-Modified Zeolite, Water Res, 39(14), 3287–97.
Wu, Y., Zhang, S., Guo, X. and Huang, Honglin, 2008, Adsorption of Chromium(III) on Lignin, Bioresour Technol, 99(16), pp.7709–15.
Yu, H.M., Song, H. and Chen, M.L, 2011, Dithizone Immobilized Silica Gel On- Line Preconcentration of Trace Copper with Detection by Flame Atomic Absorption Spectrometry, Talanta, 85(1), pp.625–30.
Zhang, J. X. and Qu, L. L, 2013, Kinetic, Isotherm and Thermodynamic Studies of the Adsorption of Crystal Violet by Activated Carbon from Peanut Shells,
Water Sci. Technol, vol. 67, pp. 737- 744.
Zhao, F., Repo, E., and Yin, D, 2013, Adsorption of Cd(II) and Pb(II) by a Novel EGTA-modified Chitosan Material: Kinetics and Isoterms, J. Colloid Interface. Sci, 174-182
Zhao, G, Zhang, H., Fan, Q., Ren, X. and Li, J, 2010, Sorption of Copper(II) onto Super-Adsorbent of Bentonite- Polyacrylamide Composites, J. Hazard. Mater, 173(1-3), pp.661–8.