BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Pembahasan
4.2.1 Pengaruh pH terhadap Proses Adsorpsi Logam Cr
Proses adsorpsi dipengaruhi oleh pH. Untuk mencari pH optimum dari proses penyerapan maka pada penelitian ini dilakukan variasi pH dari pH 2, 3, 4, 5 dan 6. Kondisi awal pH larutan sampel limbah adalah 6,78. Untuk menurunkan nilai pH maka larutan kromium ditambah dengan asam nitrat HNO3 dan untuk menaikkan pH harus ditambah dengan basa NaOH. Pada penelitian ini, pH 2 sebagai pH yang memberikan hasil penyerapan optimum yaitu sebesar 99,35 %.
Berikut adalah grafik pengaruh pH terhadap proses adsorpsi logam Cr dengan menggunakan adsorben dari cangkang langkitang.
Gambar 4.2 Pengaruh pH terhadap proses adsorpsi logam Cr Dapat dilihat dari Gambar 4.2 diatas bahwa semakin rendah pH yang digunakan akan menyebabkan semakin tinggi daya penyerapan logam oleh adsorben. Hal ini disebabkan oleh pada pH kecil adsorben sebagai media penyerap logam berat akan memiliki pori-pori lebih besar akibat dari aktivasi
adsorben oleh asam kuat seperti HNO3 sehingga dengan semakin bertambahnya ukuran pori-pori dari adsorben maka semakin banyak logam yang dapat terserap kedalam adsorben. Besarnya efektifitas penyerapan terhadap pH dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut :
Tabel 4.1 Pengaruh pH terhadap efektifitas penyerapan logam Cr dengan adsorben cangkang langkitang.
No. pH Konsentrasi (ppm) % absorpsi
1 2 0,4727 99,35
2 3 0,6325 99,13
3 4 0,6458 99,11
4 5 0,739 98,98
5 6 0,779 98,93
4.2.2 Pengaruh Ukuran Adsorben terhadap Proses Adsorpsi Logam Cr Setelah didapatkan pH optimum dalam proses penyerapan maka selanjutnya dilakukan variasi ukuran adsorben dengan menggunakan ayakan. Pada tahap ini dibuat variasi ukuran adsorben cangkang langkitang sebesar 40 , 70 dan 100 Mesh dalam larutan sampel dan pada kondisi pH 2. Berikut merupakan hasil pengaruh ukuran adsorben terhadap efektifitas penyerapan logam Cr pada sampel limbah cair krom :
Gambar 4.3 Pengaruh ukuran adsorben terhadap daya penyerapan logam Cr
Gambar 4.3 diatas menampilkan pengaruh ukuran adsorben terhadap daya penyerapan logam Cr. Dapat dilihat dengan semakin kecilnya ukuran adsorben maka daya penyerapan meningkat. Hal ini disebabkan oleh dengan semakin kecilnya ukuran adsorben maka menyebakan semakin besar luas permukaan dari adsorben sehingga logam yang terserap juga semakin meningkat. Pada penelitian ini adsorben dengan efektifitas terbesar yaitu berada pada ukuran 100 mesh yang memiliki efektifitas sebesar 99, 29 % sedangkan untuk ukuran 40 dan 70 mesh memiliki aktifitas sebsar 98,23 dan 98, 78 %.
4.2.3 Penentuan Ketebalan Biosorben
Setelah didapatkan pengaruh ukuran adsorben maka variabel selanjutnya adalah melihat seberapa besar pengaruh ketebalan adsorben terhadap adsorpsi logam Cr. Ketebalan adsorben yang digunakan secara tidak langsung mempengaruhi tinggi kolom yang digunakan dalam proses adsorpsi. Ketebalan adsorben yang digunakan divariasikan dari ukuran adsorben, dimana setiap ukuran akan divariasikan ketebalan sebesar 2, 6, dan 10 cm dari tinggi kolom.
Dari hasil penelitian terhadap ketebalan adsorben didapatkan hasil sebagai berikut :
Gambar 4.4 : Pengaruh ketebalan terhadap daya penyerapan adsorben
Semakin tinggi tingkat ketebalan adsorben menyebabkan daya serap adsorben juga semakin besar. Hal ini dapat dilihat dari grafik diatas yang menampilkan bahwa daya serap terbesar ditunjukkan oleh ketebalan 10 cm untuk setiap variasi ukuran adsorben. Dengan semakin tingginya ketebalan adsorben maka waktu kontak antara air limbah dengan adsorben semakin besar sehingga logam yang terserap semakin meningkat. Dalam hal efektifitas didapatkan hasil bahwa efektifitas terbesar terdapat pada adsorben dengan ketebalan 10 cm pada ukuran 100 mesh yaitu sebesar 99, 30 %. Berikut merupakan tabel pengaruh ukuran dan ketebalan terhadap daya serap adsorben dari cangkang langkitang pada pH 2 optimum : dari cangkang langkitang pada pH 2 optimum
Berdasarkan variabel penelitian yang telah dilakukan maka didapatkan hasil bahwa kondisi optimum untuk penyerapan logam Cr dengan menggunakan cangkang langkitang adalah pada pH 2 dengan ukuran adsroben 100 mesh dan ketebalan adsorben 10 cm dengan efektifitas penyerapan sebesar 99,30 %.
4.2.4 Hasil Penyerapan Logam Kromium dari Sampel Limbah Cair oleh Biosorben Cangkang Langkitang
Adsorben cangkang langkitang yang telah diketahui kondisi optimumnya akan digunakan untuk menurunkan kadar ion logam kromuim dalam limbah (studi kasus industri penyamakan kulit). Sebelum limbah yang mengandung kromium ini diserap dengan biosorben, dilakukan preparasi terlebih dahulu. Pertama sampel diawetkan dengan asam nitrat (HNO3) pekat sampai pH kurang dari 2. Sampel yang sudah dikocok sampai homogen kemudian diambil 100 ml dimasukkan ke dalam gelas kimia dan ditambahkan 5 ml HNO3 untuk melarutkan logam-logamnya, kemudian dianalisis dengan SSA (SNI. 2008).
Kadar logam kromium dalam sampel sebelum dilakukan proses adsorpsi adalah sebesar 72,57 ppm. Pada penyerapan sampel limbah ini digunakan beberapa variasi ketebalan adsorben cangkang langkitang didalam kolom filtrasi yaitu 2, 6 dan 10 cm dan variasi ukuran adsorben 40, 70 dan 100 mesh untuk mengadsorpsi logam kromium yang ada dalam sampel. Sampel kemudian dilakukan proses filtrasi hingga didapatkan filtratnya, proses filtrasi selesai jika tidak ada lagi filtrat yang menetes selanjutnya filtrat yang didapat dianalisis dengan SSA. Dari hasil analisis menunjukkan bahwa logam kromium yang terdapat pada sampel sudah tidak dapat terdeteksi oleh SSA. Dari hasil filtrasi yang telah dilakukan dan dianalisis menggunakan SSA maka didapatkan hasil penyerapan yang optimum pada pH 2, ukuran adsorben 10 Mesh, dan ketebalan adsorben 10 cm yakni 99,30 %.
55
5.1. Kesimpulan
Dari hasil dan pembahasan pada penelitian ini dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Rendemen dari limbah cangkang langkitang sebesar 77,5% yang berarti dari 1 kg limbah cangkang langkitang diolah menjadi biosorben sebanyak 775 gram.
2. Efektifitas cangkang langkitang sebagai biosorben telah teruji melalui hasil penelitian yang didapatkan yaitu pada pH 2 optimum dan ukuran 100 mesh pada ketebalan 10 cm yaitu sebesar 99,30 %.
5.2. Saran
Demi kemajuan penelitian dibidang biosorben dari cangkang langkitang maka beberapa saran untuk penelitian selanjutnya adalah :
1. Agar hasil penelitian ini dapat diaplikasikan di dunia industri maka lebih baik dibuatkan suatu reaktor kontinu yang dapat melakukan penyerapan yang dilengkapi dengan pengaturan variabel yang dapat mengoptimalkan hasil penyerapan seperti pH, ketebalan, ukuran, laju alir, level dan temperatur penyerapan.
2. Melakukan penambahan variabel uji pada logam berat lain.
3. Melakukan karakterisasi biosorben dengan alat uji karakteristik agar didapatkan bentuk, ukuran, komposisi dan kandungan dari biosorben cangkang langkitang.
Gambir dan Krom-Mimosa terhadap Krom Pada Air Limbah Penyamakan Kulit. Yogyakarta. Prosiding Seminar Nasional Kulit dan Plastik ke 6.
Bernasconi,G.,H.Gerster, H.Hawster, H.Stauble dan E. Schneiter. 1995.Teknologi Kimia bagian 2.(Alih bahasa: Lienda Handojo). Jakarta: PT. Pradnya Paramita.
Bahri, Fitria. 2006. Keanekaragaman dan Kepadatan Komunitas Moluska di Perairan Sebelah Utara Danau Maninjau. Skripsi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Cook,T.M dan D.J.Cullen. 1986,Industri Kimia Operasi Aspek-aspek Keamanan dan Kesehatan (Alih bahasa: Ir. Theresia Sri Utami). Jakarta: PT Gramedia.
Haryani, K. 2007. pembuatan Khitosan dari Kulit Udang Untuk Mengadsorpsi Logam Krom (Cr6+) dan Tembaga (Cu). Reaktor. 11 (2) : 86-90.
Kartohardjono, Sutrasno. M. Ali Lukman dan G.P. manik. 2008. Penentuan Kulit Batang Jambu Biji (Psidium guajava) Untuk adsorpsi Cr (VI) dari Larutan.
Kumar, R, A. Et al. Biosorption of Cr(III) from aqueous solution using algal biomass spirogyra spp:Journal of Hazardous MaterialsVolume 145, Issues 1–2, 25 June 2007, Pages 142-147
Maryam, S. 2006. PengaruhSerbukCangkangKerangSebagai Filter TerhadapSifat-Sifatdari Mortar. Skripsi. FMIPA. USU.
Robert E Treyball. “Mass Transfer Operation”. 3rb Edition. Mc Graw Hill : Kogakusha Japan.1980.
Suparno,O., A.D. Covinton, dan C.S.Evans. 2010. Teknologi Baru Penyamakan Kulit Ramah Lingkungan Menggunakan Penyamakan Kombinasi Menggunakan Penyamak Nabati, Nafto dan Oksazolidin. Jurnal Teknologi Industri Pertanian. Vol.18(2). Hal 79-84.
Sugiharto. Dasar-dasar Pengolahan Air Limbah. Universitas Indonesia : Jakarta.
1987.
Suret, A.H Wardani A.R, dan Fransiska, R. 2012. Pemanfaatan Limbah Kulit Kerang untuk menaikkan pH pada Proses Pengelolaan Air Rawa Menjadi Air Bersih. Jurusan Teknik Kimia. Fakultas Teknik Universitas Sriwidjaja Palembang 3(18):10-15.
SNI 6989.59 2008. Metoda Pengambilan Sampel Air Limbah.
Tanjung, Livia Rossila. 2015. LIMONTEK 22(2) : 118-128. Moluska Danua Maninjau : Kandungan Nutrisi dan Potensi Ekonomisnya.
U. Farooq, J.A. Kozinski, M.A. Khan, M. Athar, Biosorption of heavy metal ions using wheat based biosorbents-a review of the recent literature, Bioresour. Technol., 101, 5043-5050. 2015.
Vogel. 1990. Buku teks analisis anorganik kualitatif makro dan semi mikro. (Alih bahasa: Setiono A dan Pujaatmaka). Jakarta: PT. Kalman media pustaka.
www.sumbarprov.go.id “Proses Penyamakan Kulit” Dinas Peternakan &
Kesehatan Hewan.
Wijayani, A., Ummah, K., dan Siti Tjahjani. Karakteristik Karboksimetil Selulosa (CMC) dari Enceng Gondok (Eichorniacrassipes (Mart) Solms).
Universitas Negeri Surabaya. Indo. J. Chem., 2005, 5 (3), 228 – 231. 2005.
1. Perhitungan Rendemen Biosorben Cangkang Langkitang:
Untuk mendapatkan nilai dari penentuan rendemen dari biosorben cangkang langkitang talas yang dihasilkan dengan memakai rumus :
Untuk berat biosorben yang dihasilkan sendiri harus diperbandingkan dengan jumlah serbuk cangkang langkitang yang dihasilkan dari 1 kg cangkang langkitang yang telah dikeringkan terlebih dahulu agar bisa dimasukkan ke rumus.
Berat biosorben yang dihasilkan dapat dicari dengan rumus berikut :
Dan ini juga memiliki arti bahwa dari 1 kg Cangkang Langktang yang dapat menjadi 775 gram biosorben.
C0 = Konsentrasi Awal (mg/L) C1 = Konsentrasi Akhir (mg/L)
a. % Adsorpsi pH Optimum
•% Adsorpsi pH 2, 40 Mesh dan Ketebalan 2 cm = x 100
% Adsorpsi = x 100
= 99,35 %
•% Adsorpsi pH 3, 40 Mesh dan Ketebalan 2 cm = x 100
% Adsorpsi = x 100
= 99,13 %
•% Adsorpsi pH 4, 40 Mesh dan Ketebalan 2 cm = x 100
% Adsorpsi = x 100
= 99,11 %
•% Adsorpsi pH 5, 40 Mesh dan Ketebalan 2 cm = x 100
% Adsorpsi = x 100
= 98,98 %
•% Adsorpsi pH 6, 40 Mesh dan Ketebalan 2 cm = x 100
% Adsorpsi = x 100
= 98,93 %
% Adsorpsi = x 100
= 97,26 %
•% Adsorpsi 40 Mesh dan Ketebalan 6 cm = x 100
% Adsorpsi = x 100
= 97,66 %
•% Adsorpsi 40 Mesh dan Ketebalan 10 cm = x 100
% Adsorpsi = x 100
= 98,23 %
•% Adsorpsi 70 Mesh dan Ketebalan 2 cm = x 100
% Adsorpsi = x 100
= 98,61 %
•% Adsorpsi 70 Mesh dan Ketebalan 6 cm = x 100
% Adsorpsi = x 100
= 98,65 %
•% Adsorpsi 70 Mesh dan Ketebalan 10 cm = x 100
% Adsorpsi = x 100
= 98,78 %
•% Adsorpsi 100 Mesh dan Ketebalan 2 cm = x 100
% Adsorpsi = x 100
= 99,26 %
•% Adsorpsi 100 Mesh dan Ketebalan 10 cm = x 100
% Adsorpsi = x 100
= 99,29 %
c. Membuat Larutan Standar Kromium 1000 ppm
Pembuatan larutan kalibrasi 1) 10 ppm
V1 x N1 = V2 x N2
V1 x 1000 ppm = 500 mL x 10 ppm V1=
V1 = 5 mL 2) 1 ppm
V1 x N1 = V2 x N2
V1 x 10 ppm = 100 mL x 1 ppm V1=
V1 = 10 mL
V1=
V1 = 20 mL 4) 3 ppm
V1 x N1 = V2 x N2
V1 x 10 ppm = 100 mL x 3 ppm V1=
V1 = 30 mL 5) 4 ppm
V1 x N1 = V2 x N2
V1 x 10 ppm = 100 mL x 4 ppm V1=
V1 = 40 mL 6) 5 ppm
V1 x N1 = V2 x N2
V1 x 10 ppm = 100 mL x 5 ppm V1=
V1 = 50 mL
r = 0,9997
Konsentrasi (ppm) Absorbansi
1 0,0073
2 0,0144
3 0,0217
4 0,0299
5 0,0371
1. Cangkang Langkitang yang dikumpul dari pinggir pantai padang
2. Cangkang Langkitang dicuci dengan diterjen dan air mengalir
4. Cangkang Langkitang dipotong-potong dengan ukuran 3-5 cm
6. Di furnace dengan suhu 8000C selama 4 jam
8. Sebelum diayak cangkang langkitang digerus
10. Hasil pengayakan 70 Mesh
12. Cangkang langkitang yang sudah diayak
14. Pengambilan sampel limbah krom penyamakan kulit
16. Pengecekan pH sampel limbah penyamakan kulit
18. Larutan Induk Krom 1000 ppm
20. Ketebalan Absorben 2, 6 dan 10 cm untuk proses filtrasi
22. Proses filtrasi limbah krom pH 2, 70 Mesh
24. Hasil filtrasi limbah krom pH 2, 40 Mesh
26. Hasil filtrasi limbah krom pH 2, 100 Mesh
28. Pengujian pH optimum untuk pH 3
30. Pengujian pH optimum untuk pH 5
32. Alat AAS Shimadzu AA7000
34. Sampel limbah krom yang akan diuji