HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Penentuan Kapasitas Adsorps
Penentuan kapasitas adsorpsi pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui berapa banyak jumlah ion logam Cd2+ yang terjerap oleh adsorben pasir hitam. Hubungan yang menggambarkan antara jumlah ion teradsorpsi dengan adsorben adalah : � = �0−� � � (4.1) �� = �0−���� (4.2) %� = �0−� % �0 (4.3) [6]
C0 = konsentrasi ion logam sebelum teradsorpsi (mg/L)
Ce = konsentrasi ion logam setelah adsorpsi (mg/L)
Ct = konsentrasi ion logam pada waktu t (mg/L)
V = volume larutan ion logam (L)
W = jumlah adsorben, pasir hitam (g)
4.2.1 Pengaruh Ukuran Adsorben Terhadap Jumlah Konsentrasi Terjerap (mg/g)
Penentuan kapasitas adsorpsi Cd2+ dengan variasi ukuran adsorben pasir hitam. Variasi ukuran yang digunakan adalah 10 mesh, 20 mesh dan 40 mesh. Pengaruh ukuran adsorben dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan pada Tabel A.4 (Lampiran A).
Gambar 4.1 Nilai Kapasitas Adsorpsi dengan Variasi Ukuran Adsorben Pasir Hitam pada Kecepatan Pengadukan 150 rpm dan Konsentrasi Cd2+ 50 ppm
Kapasitas adsorpsi pada adsorben ukuran 10 mesh pada t0 = 0 menit hingga t1
= 2 jam diperoleh kapasitas adsorpsi (qt) sebesar 0,0977 mg/g kemudian pada tmax =
24 jam diperoleh kapasitas maksimalnya (qmax) sebesar 0,1328 mg/g. Kapasitas
adsorpsi pada adsorben ukuran 20 mesh pada t0 = 0 menit hingga t1 = 2 jam diperoleh
kapasitas adsorpsi (qt) sebesar 0,1086 mg/g kemudian pada tmax = 24 jam diperoleh
kapasitas maksimalnya (qmax) sebesar 0,1541 mg/g. Kapasitas adsorpsi pada
adsorben ukuran 40 mesh pada t0 = 0 menit hingga t1 = 2 jam diperoleh kapasitas
adsorpsi (qt) sebesar 0,1182 mg/g kemudian pada tmax = 24 jam diperoleh kapasitas
0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20
10 mesh 20 mesh 40 mesh
qt ( m g/m ) Ukuran Adsorben 2 jam 24 jam
Menurut Al-Anber (2011) [19], ukuran partikel yang lebih kecil akan mengurangi difusi internal dan batasan transfer massa adsorbat untuk masuk ke dalam adsorben, yaitu kesetimbangan lebih mudah dicapai dan kemampuan adsorpsi hampir penuh dapat dicapai. Efisiensi adsorpsi maksimum dicapai dengan ukuran partikel yang kecil, hal ini disebabkan sebagian besar permukaan internal partikel tersebut mungkin dimanfaatkan untuk adsorpsi. Ukuran partikel yang lebih kecil memberikan laju adsorpsi yang lebih tinggi, di mana zat yang akan diadsorpsi memiliki jalur yang pendek untuk berpindah ke dalam struktur pori-pori adsorben dengan ukuran partikel kecil. Menurut Harrigan (2013) [20], semakin kecil ukuran partikel maka semakin besar luas permukaannya.
Ukuran adsorben 40 mesh memiliki kapasitas adsorpsi yang lebih tinggi dari ukuran lainnya, hal ini karena adsorben 40 mesh memiliki luas permukaan yang lebih besar bila dibandingkan dengan luas permukaan adsorben berukuran 10 dan 20 mesh sehingga membuat proses penjerapan ion logam menjadi maksimal. Berdasarkan teori di atas dapat dikatakan penelitian ini sesuai dengan teori yang menyatakan daya jerap berbanding lurus dengan bertambahnya luas permukaan adsorben.
4.2.2 Pengaruh Kecepatan Pengadukan Terhadap Jumlah Konsentrasi Terjerap (mg/g)
Penentuan kapasitas adsorpsi Cd2+ dengan variasi kecepatan pengadukan dengan menggunakan pasir hitam dengan ukuran 40 mesh. Variasi kecepatan yang digunakan adalah 100 rpm, 150 rpm dan 200 rpm. Pengaruh kecepatan pengadukan adsorpsi dapat dilihat pada Gambar 4.2 dan pada Tabel A.5 (Lampiran A).
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 q t( m g/g) 2 jam 24 jam
Pada kecepatan pengadukan 100 rpm dari t0 = 0 menit hingga t1 = 2 jam
diperoleh kapasitas adsorpsi (qt) sebesar 0,1063 mg/g kemudian pada tmax = 24 jam
diperoleh kapasitas maksimalnya (qmax) sebesar 0,1248 mg/g. Pada kecepatan
pengadukan 150 rpm dari t0 = 0 menit hingga t1 = 2 jam diperoleh kapasitas adsorpsi
(qt) sebesar 0,1314 mg/g kemudian pada tmax = 24 jam diperoleh kapasitas
maksimalnya (qmax) sebesar 0,1561 mg/g. Pada kecepatan pengadukan 200 rpm dari
t0 = 0 menit hingga t1 = 2 jam diperoleh kapasitas adsorpsi (qt) sebesar 0,1720 mg/g
kemudian pada tmax = 24 jam diperoleh kapasitas maksimalnya (qmax) sebesar 0,1832
mg/g.
Dari hasil analisis tersebut dapat diketahui bahwa kapasitas adsorpsi dari setiap variasi kecepatan pengadukan mengalami peningkatan dari waktu 2 jam sampai 24 jam dan dapat diketahui bahwa kapasitas adsorpsi semakin tinggi seiring bertambahnya kecepatan pengadukan. Kapasitas adsorpsi terbesar terdapat pada kecepatan pengadukan 200 rpm yaitu pada t1 = 2 jam dan tmax = 24 jam sebesar
0,1720 mg/g dan 0,1832 mg/g.
Menurut Thambavani, dkk. (2014) [6], kapasitas penyerapan oleh adsorben meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan pengadukan dikarenakan konsentrasi ion yang ingin dijerap akan lebih tinggi disekitar permukaan adsorben. Kecepatan pengadukan yang lebih tinggi juga dapat mendorong perpindahan massa ion yang lebih baik dari sejumlah besar larutan ke permukaan adsorben. Akan tetapi kecepatan pengadukan yang terlalu cepat akan menyebabkan desorpsi sehingga kapasitas adsorpsi akan menurun, dimana pada kecepatan diatas 600 rpm tidak akan meningkatkan kapasitas penyerapan. Berdasarkan teori di atas dapat dikatakan penelitian ini sesuai dengan teori yang menyatakan kapasitas penyerapan meningkat seiring meningkatnya kecepatan pengadukan.
4.2.3 Pengaruh Variasi Konsentrasi Awal Terhadap Jumlah Konsentrasi Terjerap (mg/g)
Penentuan kapasitas adsorpsi Cd2+ dengan variasi konsentrasi ion logam dalam larutan dengan menggunakan pasir hitam dengan ukuran 40 mesh. Variasi konsentrasi yang digunakan adalah 30, 50 dan 70 ppm. Pengaruh konsentrasi larutan
Gambar 4.3 Nilai Kapasitas Adsorpsi dengan Variasi Konsentrasi pada Kecepatan Pengadukan 150 rpm dan Ukuran Adsorben 40 mesh
Pada konsentrasi 30 ppm dari t0 = 0 menit hingga t1 = 2 jam diperoleh
kapasitas adsorpsi (qt) sebesar 0,1072 mg/g kemudian pada tmax = 24 jam diperoleh
kapasitas maksimalnya (qmax) sebesar 0,1159 mg/g. Pada konsentrasi 50 ppm dari t0 =
0 menit hingga t1 = 2 jam diperoleh kapasitas adsorpsi (qt) sebesar 0,1314 mg/g
kemudian pada tmax = 24 jam diperoleh kapasitas maksimalnya (qmax) sebesar 0,1561
mg/g. Pada konsentrasi 70 ppm dari t0 = 0 menit hingga t1 = 2 jam diperoleh
kapasitas adsorpsi (qt) sebesar 0,1718 mg/g kemudian pada tmax = 24 jam diperoleh
kapasitas maksimalnya (qmax) sebesar 0,1965 mg/g.
Dari hasil analisis tersebut dapat diketahui bahwa dengan kondisi jumlah adsorben sama, kapasitas adsorpsi paling tinggi diperoleh pada saat konsentrasi larutan awal paling tinggi yaitu saat konsentrasi 70 ppm.
Menurut Gupta dan Nayak (2011) [18], meningkatnya jumlah total ion logam yang dijerap dengan meningkatnya konsentrasi awal ion logam pada larutan dikarenakan lebih banyak ion logam yang tersedia pada larutan dengan konsentrasi ion logam yang lebih tinggi sehingga memungkinkan tersedianya gaya dorong yang lebih besar untuk ion logam dari larutan ke adsorben. Berdasarkan teori di atas dapat dikatakan penelitian ini sesuai dengan teori dikarenakan kapasitas penyerapan dan persentase adsorpsi meningkat seiring meningkatnya konsentrasi ion logam yang akan dijerap. 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 30 ppm 50 ppm 70 ppm q t ( m g/g) Konsentrasi Awal 2 jam 24 jam