HASIL DAN PEMBAHASAN
4.4 PENENTUAN KAPASITAS ADSORPS
4.4.1 PENGARUH WAKTU ADSORPSI TERHADAP JUMLAH KONSENTRASI TERJERAP (mg/g)
Penentuan kapasitas adsorpsi adalah untuk mengetahui besarnya penjerapan logam Cu2+. Pada penelitian ini, penentuan kapasitas adsorpsi menggunakan batang jagung berbagai bentuk ( lingkaran, ½ lingkaran, ¼ lingkaran, 50 dan 70 mesh).
Daya jerap (adsorpsi) adalah peristiwa terjadinya perubahan kepekatan dari molekul, ion atau atom antar permukaan dalam dua fasa. Hal ini terjadi bila dua fasa saling bertemu, sehingga di antara kedua fasa tersebut terbentuk daerah antar muka yang sifatnya berbeda. Pada kondisi tertentu atom, ion atau molekul dalam daerah ini mengalami ketidakseimbangan gaya sehingga mampu menarik molekul lain sampai keseimbangan gaya tercapai [38].
Penentuan kapasitas adsorpsi untuk mengetahui berapa banyak jumlah ion logam Cu2+ yang terjerap oleh adsorben batang jagung. Hubungan yang menggambarkan antara jumlah ion teradsorpsi dengan adsorben adalah :
Di mana qe = jumlah ion logam yang teradsorpsi (mg/g)
C0 = konsentrasi ion logam sebelum teradsorpsi (mg/L)
Ce = konsentrasi ion logam setelah adsorpsi (mg/L)
V = volume larutan ion logam (L) W = jumlah adsorben, batang jagung (g)
Gambar 4.4 menunjukkan jumlah ion Cu2+ yang diadsorpsi oleh batang jagung sebagai fungsi bentuk pada waktu 2 jam dengan pengadukan dan tanpa pengadukan selama 24 jam, pada pH tetap sebesar 4,5.
Gambar 4.4 Hubungan Antara Jumlah Konsentrasi Terjerap Adsorpsi Dengan Berbagai Bentuk Adsorben
Gambar 4.4 menunjukkan bahwa jumlah konsetrasi ion logam Cu2+ yang terjerap berbeda-beda pada tiap bentuk adsorben batang jagung. Hasil penilitian menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi semakin tinggi seiring bertambahnya waktu.
Bentuk adsorben 50 dan 70 mesh memiliki kapasitas adsorpsi yang lebih tinggi dari bentuk lain, hal ini karena perbedaan luas permukaan. Bentuk adsorben 50 dan 70 mesh memiliki luas permukaan yang besar bila dibandingkan dengan bentuk lain sehingga membuat proses penjerapan ion logam menjadi maksimal.
Kapasitas adsorpsi pada adsorben 70 mesh pada saat 2 jam sebesar 4,972 mg/g kemudian mengalami kenaikan sebesar 4,979 mg/g pada waktu 24 jam. Sedangkan kapasitas adsorpsi adsorben bentuk 50 mesh pada saat 2 jam sebesar 4,946 mg/g kemudian mengalami kenaikan sebesar 4,979 mg/g.
Kapasitas adsorpsi bentuk adsorben batang jagung bentuk lingkaran pada saat 2 jam dan 24 jam berturut-turut adalah 4,873 mg/g dan 4,897 mg/g sedangkan untuk adsorben bentuk ½ lingkaran sedikit mengalami kenaikan kapasitas adsorpsi sebesar 4,819 mg/g dan 4,961 mg/g. Untuk adsorben bentuk ¼ lingkaran kembali sedikit mengalami penurunan kapasitas adsorpsi pada waktu 2 jam yaitu 4,870 mg/g kemudian naik kembali pada saat 24 jam sebesar 4,881 mg/g.
Menurut Khopkar (1990) waktu kontak antara ion logam dengan adsorben sangat mempengaruhi daya serap. Semakin lama waktu kontak maka penyerapan juga akan meningkat sampai pada waktu tertentu akan mencapai maksimum dan setelah itu akan turun kembali.
Berdasarkan teori di atas dapat dikatakan penelitian ini sesuai dengan teori yang menyatakan daya jerap berbanding lurus dengan bertambahnya waktu.
4.4.2 PENGARUH WAKTU ADSORPSI TERHADAP JUMLAH KONSENTRASI TERJERAP (%)
Penentuan kapasitas adsorpsi adalah untuk mengetahui besarnya penjerapan logam Cu2+. Pada penelitian ini, penentuan kapasitas adsorpsi menggunakan batang jagung berbagai bentuk ( lingkaran, ½ lingkaran, ¼ lingkaran, 50 dan 70 mesh).
Penentuan kapasitas adsorpsi untuk mengetahui berapa banyak jumlah ion logam Cu2+ yang terjerap oleh adsorben batang jagung.
Gambar 4.5 menunjukkan nilai kapasitas adsorben dalam satuan persen terhadap bentuk batang jagung pada waktu 2 jam dan 24 jam.
Gambar 4.5 Hubungan Antara Jumlah Konsentrasi Terjerap Adsorpsi (%) Dengan Berbagai Bentuk Adsorben
Dari gambar di atas terlihat bahwa bentuk 50 dan 70 mesh memiliki daya jerap yang lebih tinggi dan daya jerap paling rendah adalah bentuk lingkaran. Perbedaan jumlah kapasitas adsorpsi pada tiap bentuk adsorben disebabkan karena
perbedaan luas permukaan. Ukuran partikel dan luas permukaan merupakan karakteristik terpenting dari adsorben. Ukuran partikel adsorben mempengaruhi tingkat adsorpsi yang terjadi, tingkat adsorpsi meningkat seiring mengecilnya ukuran partikel. Total kapasitas adsorpsi tergantung pada total luas permukaan dimana ukuran partikel adsorben tidak berpengaruh besar pada total luas permukaan adsorben [23].
Pada bentuk adsorben 70 mesh saat waktu 2 jam sebesar 99,454 % kemudian naik sebesar 99,580 % pada waktu hingga 24 jam. Kemudian pada bentuk adsorben 50 mesh berturut-turut adalah 98,924 % dan 99,580 %. Terdapat kesamaan jumlah adsorpsi pada bentuk 70 dan 50 mesh saat 24 jam yaitu sebesar 99,580 %, hal ini terjadi disebabkan karena ukuran 70 mesh sangat ringan sehingga pada saat proses adsorpsi terdapat sebagian adsorben yang menempel di dinding erlenmeyer sehingga mengakibatkan proses adsorpsi kurang maksimal.
Untuk bentuk adsorben lingkaran pada saat 2 jam, nilai kapasitas adsorpsinya adalah 97,470 % kemudian mengalami kenaikan sebesar 97,940 % pada saat 24 jam. Secara keseluruhan nilai adsorpsi mengalami kenaikan persen kapasitas adsorpsi dari saat 2 jam dengan pengadukan sampai saat 24 jam dengan tanpa pengadukan. Berdasarkan teori, bahwa agitasi atau pengadukan akan meningkatkan interaksi antara adsorben dengan adsorbat sehingga meningkatkan nilai kapasitas adsorpsi.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa nilai kapasitas adsorpsi yang tinggi terjadi tanpa pengadukan, sehingga tidak sesuai dengan teori yang ada. Sebagaimana teori mengatakan, jumlah zat yang diadsorpsi pada permukaan adsorben merupakan proses untuk mencapai kesetimbangan karena laju adsorpsi juga diikuti dengan proses desorpsi. Pada saat mula-mula reaksi, proses adsorpsi lebih dominan daripada proses desorpsi sehingga proses adsorpsi berlangsung cepat [26].
Hal ini disebabkan karena pada pengadukan selama 2 jam, adsorben telah jenuh dengan ion logam Cu2+ serta telah terjadi proses desorpsi sehingga memungkinkan terjadi penurunan kapasitas adsorpsi. Sebagaimana pada hasil penentuan waktu kontak optimum menunjukkan bahwa waktu optimum
penjerapan pada menit ke-10 sehingga penentuan kapasitas adsorpsi selama 2 jam dengan pengadukan mengalami titik maksimum pada awal-awal waktu.
Pada proses adsorpsi dengan tanpa pengadukan selama 24 jam menunjukkan nilai kapasitas yang semakin bertambah. Hal ini terjadi disebabkan karena pada saat keadaan diam atau tanpa pengadukan, adsorben tetap masih berinteraksi dengan ion logam Cu2+. Nilai kapasitas adsorpsi pada saat 24 jam adalah nilai yang paling tinggi.
Gambar 2.2 menjelaskan bahwa pada proses adsorpsi, ada dua bagian interaksi antara adsorben dan ion logam, yaitu innersphere dan outersphere. Inner sphere adalah interaksi antara adsorben dan ion logam Cu2+dimana atom Cu2+ kehilangan satu gugus H dan langsung berikatan dengan functional group batang jagung. Sedangkan outer sphere adalah interaksi antara adsorben dan ion logam Cu2+dimana salah satu gugus OH pada atom Cu2+ berikatan dengan functional group batang jagung.
Sebagaimana menurut Khopkar (1990) waktu kontak antara ion logam dengan adsorben sangat mempengaruhi daya serap. Semakin lama waktu kontak maka penyerapan juga akan meningkat sampai pada waktu tertentu akan mencapai maksimum dan setelah itu akan turun kembali.
Berdasarkan teori di atas, bahwa penelitian ini telah sesuai dengan teori sebagaimana nilai kapasitas adsorpsi semakin tinggi dengan bertambahnya waktu.