BJH Metode Adsorpsi dV(r)
4.3 Kemampuan Adsorpsi Adsorben
Hasil perhitungan kapasitas penyerapan adsorben teraktivasi dalam menyerap ion logam dalam air sungai dapat dilihat pada Tabel 4.3 di bawah ini :
Tabel 4.3 Kapasitas Penyerapan Adsorben Teraktivasi Logam Konsentrasi
*TTD = Tidak Terdefinisi
Hasil perhitungan dari persentasi penyerapan adsorben teraktivasi dalam menyerap ion logam dalam air sungaidapat dilihat pada Tabel 4.4 dibawah ini.
Tabel 4.4Hasil Perhitungan dari Persentasi Penyerapan Adsorben Teraktivasi dalam Menyerap Ion Logam dalam Air Sungai
Logam %
*TTD = Tidak Terdefinis
Berdasarkan hasil analisa sampel air sungai Deli, diperoleh konsentrasi awal dari sampel yang dapat dilihat pada Tabel 4.3 Nilai konsentrasi awal diatas, untuk logam seng dan tembaga melebihi baku mutu yang telah ditetapkan. Namun
demikian tidak hanya untuk ion logam seng dan tembaga yang diperlukan adanya pengolahan, tetapi juga ionlogam khromium, timbal, dan kadmium dari air sungai juga diperlukan adanya pengolahan yang dapat menurunkan konsentrasi masing-masing logam tersebut.
4.3.1Kemampuan Adsorpsi Tahap I Adsorben
Adsorben yang digunakan sebanyak 4,0 g dan volume adsorbat sebanyak 100ml berdasarkan penelitian terdahulu oleh Ipeaiyeda (2014). Proses adsorpsi mengunakan metode Batch dengan waktu kontak selama 30 menit. Kapasitas adsorpsi ion Zn2+, Cu2+, Cr2+, Pb2+, dan Cd2+
Berdasarkan penelitian tentang adsorpsi logam Cd dan Hg dengan Plerotus sapidus diperoleh kesimpulan bahwa adsorpsi meningkat sesuai peningkatan konsentrasi awal larutan (Yalcinkayaetal, 2001). Berdasarkan penelitian tentang adsorpsi logam Fe dan Mn dari air tanah dengan menggunakan adsorben kulit jagung (Zea mays L.) yang dilakukan juga diperoleh kesimpulan bahwa kapasitas penyerapan akan semakin besar sejalan dengan besarnya konsentrasi awal (Indah S, dkk, 2014). Begitu pula pada penelitian ini, kapasitas adsorpsi tahap I terhadapionlogam seng meggunakan adsorben teraktivasi lebih besar daripada kapasitas penyerapan ion logam tembaga, khromium, timbal dan kadmium. Semakin besar konsentrasi awal logam maka kepasitas penyerapanakan semakin besar.
dengan mengunakan adsorben teraktivasi I dapat dilihat pada Tabel 4.3.
4.3.2 Kemampuan Adsorpsi Tahap II Adsorben
Kapasitas adsorpsi tahap II terhadap ionlogam seng, tembaga, khromium, timbal dan kadmium untuk adsorben teraktivasi (reuse I) yang dibandingkan dengan kapasitas penyerapan pertama pada adsorben teraktivasi dapat dilihat Tabel 4.3.
Berdasarkan Tabel 4.3, diperoleh penurunan kapasitas penyerapan dengan adsorben (reuse I) terhadapion logam seng, terutama untuk adsorben (reuse I) yang telah didesorpsi dengan menggunakan agen HNO3 masing – masing persentasinya sebesar 56,20% dan 38,76%. Lebih rendahnya kapasitas adsorpsi tahap II adsorben (reuse I) dalam menyerap ion logam seng, tembaga, khromium, timbal dan kadmium pada adsorben teraktivasi yang telah didesorpsi dengan menggunakan HNO3 disebabkan adanya proses desorpsi yang dilakukan sebelumadsorben (reuse I).Pada saat
desorpsi, kemungkinan besar masih tertinggal sisa-sisa HNO3 pada adsorben (reuse I), sehingga mengurangi penyerapan ion logam seng, tembaga, khromium, timbal dan kadmium pada adsorben (reuse I), dengan adanya sisa-sisa HNO3
Persentasi berat adsorben (reuse I) menjadi 82,5% terjadi kehilangan persentasi berat adsorben teraktivasi sebanyak 17,5% setelah di recycle dengan menggunakan proses desorpsi yaitu dengan HNO
pada adsorben teraktivasi(reuse I) tersebut menyebabkan kondisi larutan menjadi semakin asam dan ion-ion menjadi sukar terikat.Kemudian pada saat resue, adsorben teraktivasi belum mengalami kejenuhan sehingga masih dapat menyerap ion-ion logam.
3 0,1 M. Sehingga kemampuan adsorpsi terhadap logam akan menurun akibat berat adsorben yang semakin menurun.
4.3.2 Kemampuan Adsorpsi Tahap III Adsorben
Penurunan kapasitas adsorpsi tahap IIIpada adsorben (reuse II) terhadap ion logam dari air sungai terjadi penurunan, hal ini kemungkinan juga disebabkan berkurangnya kemampuan adsorpsi tahap III adsorben (reuse II) dalam menyerap logam yang ada di sampel air sungai.
Perbedaan kapasitas penyerapan padaadsorben (reuse II) dalam percobaan dengan sampel air sungai dapat disebabkan keberadaan ion logam lain. Hal ini menunjukkan bahwa proses penyerapan dipengaruhi oleh konsentrasi adsorbat, yaitu semakin besar konsentrasi adsorbat dalam larutan, maka semakin banyak jumlah yang terserappada permukaan adsorben (Eckenfelder,2000). Kapasitas penyerapan juga menurun karena berat pada proses adsorben (resue II)berkurang setelah digunakan pada proses desorpsimenjadi2,6 g, persentasi berat adsorben (reuse II) menajadi 65% terjadi kehilangan persentasi berat adsorben sebanyak 35% setelah di recycle dengan menggunakan HNO3 0,1 M. Hal ini juga dikarenakan adsorben (reuse II) yang telah digunakan tersebut dikeringkan terlebih dahulu sehingga kemungkinan ada adsorben (reuse II) yang tertinggal dikertas saring, batang pengaduk dan kehilangan lain seperti pengaruh penggunakan HNO3
Berdasarkan data percobaan pada sampel air sungai, kapasitas penyerapanadsorben (reuse II) terjadi penurunan, walaupun terjadi penurunan akan dalam proses desorpsi dimana adanya kalsium yang terlicin dalam larutan asam.
tetapi adsorpsi tetap terjadi dan dapat dipakai kembali. Sehingga bisa diambil kesimpulan bahwa adsorben (reuse II) dapat digunakan sebagai adsorben dalam menyerapion logam, dan adsorben (reuse II) dapat dilakukan setelah di recycle dengan proses desorpsi terhadap adsorben.
Cangkang telur hampir secara keseluruhan mengandung kalsium karbonat.Kalsium karbonat beriteraksi kuat dengan beberapa ion logam divalent (M2+). Penghilangan ion logam dalam larutan dapat dilakukan dengan beberapa proses seperti presipitasi/ kopresipitasi, adsorpsi, dan absorpsi/difusi fase padat.
Proses penyerapan biasanya terjadi secara bersamaan dengan pelarutan pada permukaan kalsium karbonat. Penelitian yang dilakukan oleh Godelitsas dkk(2003), yang menganalisa interaksi antara larutan Hg2+ dengan kalsium karbonat secara mikroskopi (AFM, SEM-EDS) dan Spektroskopi (XPS, FTIR) menujukkan bahwa penyerapan Hg2+ (adsorpsi dan mungkin juga absorpsi) pada permukaan kalsium karbonat terjadi dengan cara pertumbuhan kristal pada lubang pori atau permuaan aktif kalsium karbonat, sedangkan anion hanya menunjukan pengaruh yang kecil pada penyerapan. Selain terserap, ion Hg2+
Adsorben teraktivasi memiliki kemampuan adsorpsi ion logam Zn
dalam larutan juga menghambat proses pelarutan pada permukaan kalsium karbonat. Jenis kristal yang tumbuh pada permukaan kalsium karbonat adalah Kristal ortorhombik (type monotrydite).
2+, Cu2+, Cr2+, Pb2+, dan Cd2+, hal ini juga karena secara bentuk struktur atau bentuk topologi permukaan, adsorben teraktivasi memiliki ukuran diameter ruang kosong yang besar sehingga ion Zn2+, Cu2+, Cr2+, Pb2+, dan Cd2+mudah masuk danberinterakasi ke dalam ruang kosong adsorben cangkang telur (Maslahat, dkk 2015).Dimana dari penelitian ini didapat ukuran pori adsorben teraktivasi sebesar 3,33 nm sedangkan untuk jari-jari ionZn2+, Cu2+, Cr2+, Pb2+, Cd2+ adalahZn2+ = 0,074 nm, Cu2+ = 0,059nm, Cr2+ = 0,052nm , Pb2+ = 0,119 nm, dan Cd2+ = 0,095nm (Papadopoulos dkk, 1989). Ukuran pori adsorben teraktivasi yang besar membuat ion Zn2+, Cu2+, Cr2+, Pb2+, dan Cd2+ mudah masuk dan berinterakasi ke dalam ruang kosong adsorben teraktivasi dan memiliki gaya tarik elektrostatik yang di sebut gaya dipol-dipolinduksian. Dipol-dipolinduksian merupakan padatan (adsorben) bersifat polar dan adsorbat terpolarisasi (Lowelldkk, 1931) Muatan positif logam mengalami
gayatarik elektrostatik dengan muatan negatif pada permukaan kalsium karbonat sehingga terjadi gaya tarik elektrostatik.
Gambar 4.9Struktur kristal kalsit
Sumber : https://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Calcite.png
Pada penelitian ini, adsorben teraktivasi mempunyai kemampuan mengadsorpsi ion logam yang tinggi juga karena pada dinding biomassa-nya terdapat gugus aktif yang dapat mengikat ion logam berat. Proses aktivasi biomassa dilakukan bertujuan untuk menghilangkan pengotor yang terdapat pada cangkang telur ayam seperti protein dan lemak.Besarnya penyerapan serbuk cangkang telur disebabkan strukur serbuk cangkang telur yang terbuka akibat dari pemanasan pada suhu tertentu sehingga pori-pori serbuk cangkang telur berpotensi untuk menyerap ion-ion logam.Pori-pori alami cangkang telur merupakan zat yang sangat me-mungkinkan untuk dijadikan adsorben.Lapisan spons dan mammillary membentuk matriks yang terbentuk dari serat-serat protein yang berikatan dengan kalsit (kalsium karbonat), mewakili 90% dari material cangkang telur. Kedua lapisan tersebut pun membangun bentuk pori bagi cangkang telur (Carvalho dkk, 2011).