Karakterisasi Membran Komposit Nilon-Arang Untuk Proses Filtrasi Timbal.

(1)

KARAKTERISASI MEMBRAN KOMPOSIT NILON-ARANG

UNTUK PROSES FILTRASI TIMBAL

ABDU SYAKIR

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

(3)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakterisasi Membran Komposit Nilon-Arang Untuk Proses Filtrasi Timbal adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, September 2014

Abdu Syakir

(4)

ABSTRAK

ABDU SYAKIR. Karakterisasi Membran Komposit Nilon-Arang Untuk Proses Filtrasi Timbal. Dibimbing oleh JAJANG JUANSAH dan IRZAMAN.

Penelitian teknologi pembuatan membran yang berasal dari benang nilon dengan penambahan arang kulit pisang kepok ini telah dilaksanakan. Membran dibuat dengan variasi komposisi masing-masing 6.9 g, 6.6 g, 6.5 g, 6.5 g, dan 6.5 g benang nilon dan berturut-turut ditambahkan 0.1 g, 0.4 g, 0.5 g, 0.75 g, dan 0.25 g arang kulit pisang kepok. Penelitian ini telah dianalisis sifat-sifat kelistrikan, mekanik, dan spektrum (Fourier Transform Infra Red) FTIR dari membran yang dihasilkan. Selain itu dilakukan pengujian larutan hasil filtrasi yang meliputi kerapatan, viskositas, dan kandungan logam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa membran dengan komposisi 6.5 g benang nilon dan 0.5 g arang kulit pisang kepok cukup baik dalam mengurangi timbal di air. Pengujian sifat listrik dengan menggunakan LCR meter memperlihatkan bahwa terjadi pergeseran kurva yang membuktikan adanya perubahan sifat listrik membran dari sebelum dan sesudah filtrasi. Pengujian FTIR memperlihatkan bahwa arang kulit pisang kepok memiliki gugus uluran O-H, C=N, C=C, C-N aromatik dan C-O. Membran benang nilon dengan penambahan arang kulit pisang kepok memiliki gugus fungsi amida dan gugus hidrokarbon tetapi keduanya terjadi overlap.

Kata kunci : Arang kulit pisang kepok, filtrasi, membran, timbal

ABSTRACT

ABDU SYAKIR. Characterization Composite Membrane of Nylon-Charcoal for Filtration Process. Supervised by JAJANG JUANSAH and IRZAMAN.

Research about membrane technology that made from nylon thread with extra banana peel kepok charcoal had been done. Membranes had been made from ingredient variation, there are 6.9 g, 6.6 g, 6.5 g, 6.5 g, and 6.5 g nilon thread which added by ingredient of banana peel kepok charcoal in a series are 0.1 g, 0.4 g, 0.5 g, 0.75 g, and 0.25 g. This research had been analyzed about electrical properties, mechanic, and FTIR (Fourier Transform Infra Red) spectrum from membranes that had been made. In addition, the resulting solution filtration tested include density, viscosity, and metal content. Result of this research showed that membrane with ingredient 6.5 g nylon thread added 0.5 g banana peel kepok charcoal is good enough to degradate plumbum in the water. Electrical properties tested by LCR meter showed that the shift curves that prove a change in the electrical properties of the membrane before and after filtration. FTIR tested showed that banana peel charcoal has functional group that are stretching O-H, C=N, C=C, C-N aromatic and C-O. Membrane of nilon thread which added banana peel kepok charcoal has functional group amide and hydrocarbon but both of them are overlap.

(5)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada

Departemen Fisika

KARAKTERISASI MEMBRAN KOMPOSIT NILON-ARANG

UNTUK PROSES FILTRASI TIMBAL

ABDU SYAKIR

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(6)

(7)

Judul Skripsi : Karakterisasi Membran Komposit Nilon-Arang Untuk Proses Filtrasi Timbal.

Nama : Abdu Syakir NIM : G74100028

Disetujui oleh

Dr Jajang Juansah, MSi Pembimbing I

Dr Ir Irzaman, MSi Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Akhiruddin Maddu, MSi Ketua Departemen Fisika

(8)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya yang telah memberikan kesehatan sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Skripsi yang berjudul Karakterisasi Membran Komposit Nilon-Arang dalam Proses Filtrasi Timbal alhamdulillah telah dilaksanakan sejak bulan Maret 2014 dan telah selesai dipertengahan bulan Juni 2014 sebagai salah satu syarat kelulusan program sarjana di Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Skripsi ini penulis tujukan untuk mendapatkan solusi permasalahan tentang lingkungan terutama air dan sampah. Biasanya kita bermasalah dengan limbah yang langsung dibuang ke lingkungan, atau di perkotaan banyak sekali kendaraan yang asapnya menjadi polutan. Limbah dan asap tersebut mengandung zat yang tidak baik untuk lingkungan, salah satunya adalah timbal. Penulis mencoba untuk mengurangi zat timbal yang terkandung di air. Solusinya yaitu berupa membran yang pembuatannya mudah dan efektif dalam mendegradasi zat tertentu sehingga air yang tadinya tercemar timbal harapannya dapat kembali masuk dalam klasifikasi air bersih.

Dalam penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak dan Ibu tercinta yang telah memberikan doa dan dukungan dalam menjalankan penelitian.

2. Bapak Dr Jajang Juansah, MSi sebagai pembimbing I skripsi yang memberikan motifasi, arahan, dan pengetahuan mengenai membran. 3. Bapak Dr Ir Irzaman, MSi sebagai pembimbing II skripsi yang

memberikan pengetahuan dan wawasan mengenai fisika.

4. Bapak Mahfudin Zuhri, Msi sebagai penguji yang memberikan pengetahuan bahwa fisika adalah filosofi kehidupan.

5. Ryani Khairozi sebagai asisten yang menemani dalam pencarian ide penelitian.

6. Saudara dan sahabat yang memberikan banyak semangat.

7. Teman-teman seperjuangan Fisika IPB 47 yang menjadi teman disaat suka maupun duka.

8. Teman sesama penelitian membran yaitu nindya, amel, yuyun, lilis, arini, nurul, dan eer.

Selanjutnya, penulis menyadari bahwa usulan penelitian ini jauh dari sempurna, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun.

Akhir kata penulis ucapkan terimakasih dan semoga apa yang terdapat dalam usulan penelitian ini dapat bermanfaat dan dapat dikembangkan menjadi lebih baik kedepannya.

Bogor, September 2014

(9)

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN ix

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah 2

Tujuan Penelitian 2

Manfaat Penelitian 2

METODE 3

Waktu dan Tempat Penelitian 3

Alat dan Bahan 3

Pembuatan Arang Kulit Pisang Kepok 3

Aktivasi Arang 3

Pembuatan Membran 4

Pembuatan Larutan Timbal 4

Filtrasi Melalui Dua Tahapan 4

Karakterisasi Membran 5

Karakterisasi Larutan 7

HASIL DAN PEMBAHASAN 8

Karakteristik Arang Kulit Pisang Kepok 8

Karakteristik Membran 9

Filtrasi Larutan Uji 19

Spektrum Forier Transform Infra Red 22

Morfologi Membran Komposit Nilon-Arang 27

SIMPULAN DAN SARAN 28

Simpulan 28

Saran 28

DAFTAR PUSTAKA 29

LAMPIRAN 32

(10)

DAFTAR TABEL

1 Kuat tekan membran komposit sebelum filtrasi 12 2 Kuat tarik membran komposit sebelum filtrasi 12 3 Kuat tekan membran komposit setelah filtrasi tahap satu 13 4 Kuat tekan membran komposit setelah filtrasi tahap dua 13 5 Kuat tarik membran komposit setelah filtrasi tahap satu 14 6 Kuat tarik membran komposit setelah filtrasi tahap dua 14 7 Massa jenis dari larutan dengan volume 20 ml 20

8 Kekentalan atau viskositas dari larutan 20

9 Konsentrasi timbal dalam larutan 21

10 Karakteristik inframerah arang kulit pisang kepok 23 11 Karakteristik inframerah membran benang nilon 24 12 Karakteristik inframerah membran benang nilon dan membran

komposit dengan komposisi arang kulit pisang kepok 5.71 %. 25 13 Perbedaan karakteristik inframerah antara membran nilon,

membran komposit dan membran komposit yang sudah dilakukan

penyerapan terhadap larutan timbal. 26

14 Konstanta pegas harmonik dan anharmonik sampel 26

DAFTAR GAMBAR

1 Skema sistem pemisahan dua fasa oleh membran. 1

2 Wadah kiln drum untuk proses pembakaran 3

3 Skema alat pada proses filtrasi dua tahapan 4

4 Skema pengukuran dengan menggunakan LCR meter 5 5 Skema uji sifat mekanik membran (a) kuat tekan dan (b) kuat tarik 6

6 Daerah serapan inframerah 6

7 Aliran fluida dalam bidang gesek 8

8 Pengukuran bobot selama proses swelling setiap dua jam 9 9 Fluks larutan timbal yang melewati lima karakter membran

benang nilon dengan komposisi arang kulit pisang kepok 11 10 (a) Fluks larutan timbal melewati lima karakter membran tahap 14 Hasil pengukuran viskositas larutan uji setelah filtrasi tahap satu

dan dua, yaitu yang melewati membran Nr1, Nr2, Nr3, Nr4, dan

Nr5. 21

15 Konsentrasi timbal pada masing-masing larutan uji 22 16 (a) Spektra FTIR kulit pisang kepok.(b) spektra FTIR arang kulit

pisang kepok eksperimen. 23

17 (a) Spektra FTIR membran benang nilon. (b) spektra FTIR

(11)

18 (a) Spektra FTIR membran benang nilon ekperimen (b) Spektra FTIR membran komposit dengan komposisi arang kulit pisang

kepok 5.71 % ekperimen. 25

19 (a) Spektra FTIR membran benang nilon, (b) Spektra FTIR membran dengan komposisi arang kulit pisang kepok 5.71 %. (c) Spektra FTIR membran dengan komposisi arang kulit pisang kepok 5.71 % yang sudah menyerap Timbal 25 %. 26 20 Morfologi surface (permukaan) membran komposisi 6.9 g benang

nilon dan 0.1 g arang (a) sebelum, (b) setelah filtrasi tahap satu 27 21 Morfologi surface (permukaan) membran dengan komposisi (a)

6.9 g benang nilon dan 0.1 g arang, (b) 6.9 g benang nilon dan

0.1 g arang 27

DAFTAR LAMPIRAN

1 (a) Skema LCR hitester HIOKI, (b) Komputer interface lcr meter,

(b) Proses stirer untuk penghomogenan. 32

2 (a) Plat kaca dan sudip silinder, (b) Perendaman ke aquades

membran yang dicetak (c) Force sensor. 32

3 (a) Tabung gelas, (b) Spektroskopi serapan atom, (c)

Komputerisasi spektroskopi serapan atom. 32

4 (a) Jangka sorong, (b) Gilmont, (c) Penumbukan dengan mortar. 32 5 (a) Ayakan arang, (b) Filtrasi, (c) kilndrum karbonisasi arang, (d)

Arang kulit pisang kepok. 33

6 (a) Arang hasil furnace, (b) Perendaman arang dengan NaOH, (c) Arang kulit pisang kepok yang sudah di aktivasi, (d) Pengenceran

larutan timbal nitrat. 33

7 (a) skema alat pengujian FTIR, (b) benang nilon, (c) timbal nitrat

25%. 33

8 Hasil data fluks larutan uji pada filtrasi dengan membran. 34 9 Hasil pengujian impedansi terhadap frekuensi membran 6.9 g

benang nilon dengan 0.1 g arang. 35

10 Hasil pengujian impedansi terhadap frekuensi membran 6.6 g

14 Hasil pengujian konduktansi terhadap frekuensi membran 6.9 g

(12)

19 Hasil pengujian kopasitansi terhadap frekuensi membran 6.9 g

24 Keadaan diatomik atau saat dua molekul berikatan 46 25 Hasil perhitungan konstanta pegas stretching harmonik 47 26 Hasil perhitungan frekuensi, konstanta stretcing anharmonik, dan

konstanta pegas. 49

27 Hasil SEM morfologi permukaan membran komposit komposisi 6.9g benang nilon dan 0.1 g arang sebelum filtrasi perbesaran (a) 5000 (b) 25000 , setelah filtrasi tahap satu perbesaran (c)

5000 (d) 25000 . 50

28 Hasil SEM morfologi permukaan membran komposit komposisi 6.5g benang nilon dan 0.75 g arang sebelum filtrasi perbesaran (a)

(13)

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Manusia hidup sangat bergantung pada air. Air merupakan sumber kehidupan. Walaupun air adalah senyawa sederhana yaitu H2O, tapi manfaatnya

sangatlah banyak. Air bersih dan murni merupakan sesuatu yang semakin penting juga langka dengan semakin majunya iptek masyarakat dan peradaban industri, karena industri banyak memproduksi zat pencemar. Sebaliknya, berkat iptek juga dapat memperbaiki mutu air. Belum pernah di dalam sejarah manusia dapat memurnikan air seperti sekarang ini. Air murni sangat diperlukan bagi industri kimia, farmasi, pangan, sampai elektronika bahkan untuk penunjang penelitian. Air bersih makin jadi tuntutan kehidupan sehari-hari.1

Sekarang ini lingkungan di daerah perkotaan terutama di sungai-sungai sangat memprihatinkan, masalahnya banyak sekali hal-hal kecil yang menyebabkan lingkungan jadi tercemar. Sungai-sungai perkotaan tercemar oleh beberapa hal, karena di perkotaan banyak pabrik industri maka diduga ada zat-zat yang kurang baik yang mencemari air, misalkan saja timbal.

Pencemaran juga terjadi tidak hanya pada air di sungai atau sengkedan daerah perkotaan, tapi banyak juga pencemaran lingkungan yang diakibatkan oleh sampah. Misalkan saja karena banyak penjual gorengan sehingga banyak kulit pisang pada kumpulan sampah di jalan-jalan, dan apabila banyak industri kain, maka banyak limbah benang di jalan-jalan perkotaan. Permasalahan yang sebenarnya sesuatu hal kecil, karena kurangnya pemanfaatan dan pengkajian terhadap yang kecil tersebut, sehingga dapat berpotensi merusak lingkungan sekitarnya. Mencoba memperhatikan hal kecil seperti sampah kulit pisang dan limbah benang mungkin diharapkan dapat membantu mengurangi pencemaran lingkungan hidup.

(14)

2

Cara tradisional juga tidak sedikit memberikan solusi untuk menjernihkan air dari zat pencemar yang merugikan, misalkan dengan menggunakan tawas dan arang. Berkembangnya teknologi telah menghadirkan salah satu arang hayati tetapi terbuat dari kulit pisang kepok. Arang kulit pisang kepok merupakan salah satu arang hayati (biocharcoal). Arang ini terbentuk dari kulit pisang kepok dengan proses pembakaran di dalam kiln drum yaitu drum pembuat arang dan juga telah melawati proses aktivasi dengan perendaman di NaOH 0.1 M.4

Penelitian ini mencoba menggabungkan dua teknologi yaitu membran dan arang. Membran komposit nilon-arang adalah membran yang terbuat dari benang nilon yang ditambahkan komposisi arang kulit pisang kepok. Memberikan komposisi arang kulit pisang kepok untuk ditambahkan ke dalam membran diharapkan dapat membantu mengefektifkan kerja membran dalam mengurangi zat pencemar yang merugikan, dalam penelitian ini adalah timbal. Timbal atau biasa disebut Pb (Plumbum) dalam bahasa latin, termasuk dalam kategori logam berat. Masuk kedalam kategori logam berat karena memiliki berat jenis lebih dari lima kali berat jenis air. Timbal (Pb) mempunyai berat atom 207.21, berat jenis 11.34 N/m3, bersifat lunak dan berwarna biru atau silver abu- abu dengan kilau logam kadang tidak berwarna dalam sebuah senyawa, nomer atom 82 mempunyai titik leleh 327.4 °C dan titik didih 1620 °C.5

Timbal atau timah hitam apabila terhisap melalui pernafasan dan termakan akan mengakibatkan dampak yang sangat buruk terhadap kesehatan manusia, dampaknya antara lain adalah menghambat pertumbuhan IQ anak, menghambat metabolisme tubuh, menghambat mekanisme kerja enzim dalam pembentukan sel darah merah dan mengganggu fungsi kerja ginjal.5

Perumusan Masalah

1. Bagaimana cara menyaring zat pencemar seperti timbal dari air?

2. Bagaimana pengaruh komposisi arang kulit pisang kepok dan benang nilon dalam membantu kerja dari membran untuk filtrasi air tercemar?

Tujuan Penelitian

1. Mempelajari fenomena fisika dalam pemanfaatan limbah benang nilon dan kulit pisang kepok menjadi membran yang dapat mengurangi zat pencemar di dalam larutan.

2. Menganalisis hasil pengujian membran dengan uji force sensor, LCR meter, spektroskopi FTIR, dan morfologi dengan SEM.

3. Menganalisis hasil pengujian filtrasi larutan timbal dengan uji viskositas dan uji konsentrasi timbal menggunakan spektroskopi serapan atom.

Manfaat Penelitian

(15)

3

METODE

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Biofisika Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor, dan Laboratorium Fisika Material Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor bulan Maret 2014 sampai dengan Juni 2014.

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah pemanas furnace, ayakan 200 mesh, corong, gelas kimia, isolasi bening, force sensor interface, neraca analitik, cawan petri, sudip, pipet tetes, gelas ukur, gelas piala, stirrer, magnetik

stirrer, plat kaca, nampan, aluminium foil, stabilizer, kabel, plat konduktor, HIOKI 3522-50 LCR, spektrofotometri serapan atom, gilmount kamera 5 mega pixel, laptop. Bahan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah benang nilon 100 % dan kulit pisang kepok dengan bahan pendukung seperti, HCl 20 %, NaOH 0.1 M, HCl 0.1 %, akuades, aseton, dan larutan timbal 2.5 %.

Pembuatan Arang Kulit Pisang Kepok

Kulit pisang dibersihkan dari sisa-sisa kotoran dengan air bersih, lalu Mengeringkan dengan sinar matahari. Selanjutnya Memasukkan ke dalam drum (alat pembuatan arang) kemudian bakar kurang lebih satu jam sampai jadi arang seperti Gambar 2, dan membiarkan dingin hingga terbentuk arang kulit pisang kepok.4

Aktivasi Arang

Arang dikeringkan dengan furnace pada suhu 105 °C selama + 1 jam untuk menghilangkan kadar airnya. Selanjutnya menghaluskan arang dengan ukuran 200 mesh. Aktivasi arang dengan cara merendam ke dalam larutan NaOH 0.1 M selama 1 jam. Memanaskan kembali dalam furnace pada suhu 100 °C selama + 1 jam. Setelah dingin, kemudian dicuci dengan HCl 0.1 % dan aquades, dikeringkan berulang kali pada suhu 105 °C hingga berat konstan + 2 jam.4

25 cm 25 cm 25 cm 25 cm

(16)

4

Pembuatan Membran

Membran dibuat dengan menggunakan proses inversi fasa rendam endap. Teknik ini terjadi proses difusi pelarut ke dalam air dan difusi air terhadap lapisan film, pembentukan lapisan (proses gelasi/kristalisasi), pembentukan lapisan berpori di bawah lapisan tipis dan penghilangan sisa pelarut.6 Langkah pertama timbang bobot benang nilon 100 % dan arang dengan variasi komposisi yaitu masing-masing 6.5 g, 6.5 g, 6.5 g, 6.6 g, dan 6.9 g untuk benang nilon dan 0.1 g, 0.4 g, 0.5 g, 0.75 g, dan 0.25 g untuk arang kulit pisang kepok. Sehingga diperoleh persentase masing-masing 1.43 %, 5.71 %, 7.14 %, 10.34 %, dan 3.7 %. Lakukan pencampuran masing-masing variasi bobot benang nilon dan arang kulit pisang kepok, 20 ml HCl dan 2 ml aseton kemudian dilakukan pengadukan dengan stirer selama + 1 jam sampai larutan homogen. Setelah homogen, cetak larutan pada plat kaca yang tepi kanan dan kirinya sudah dilapisi isolasi untuk menetapkan ketebalannya dengan menggunakan benda silinder. Kemudian dimasukkan ke- aquades selama + 7 menit, lalu membran yang terbentuk dikeringkan + 12 jam. Maka, didapat lima membran berbeda yaitu Nr1, Nr2, Nr3, Nr4, dan Nr5 masing-masing dengan persentase arang di dalam membran sebesar 1.43 %, 5.71 %, 7.14 %, 10.34 %, dan 3.7 % dengan ketebalan 0.0105 + 0.005 cm.

Pembuatan Larutan Timbal

Larutan dibuat dengan melarutkan timbal di dalam air. Timbal nitrat cair 25 % dituang ke gelas dalam ukur sampai 50 ml, lalu aquades dituang ke dalam gelas ukur yang lain sampai 450 ml. Kemudian campurkan timbal nitrat dan aquades yang sudah diukur masing-masing volumenya ke dalam gelas piala, dan aduk sampai homogen, sehingga didapat 2.5 % larutan timbal.

Filtrasi Melalui Dua Tahapan

Larutan timbal 2.5 % yang telah dibuat difiltrasi dua kali tahapan ke membran dengan luas ditetapkan 8 cm2, yaitu dengan menggunakan membran arang kulit pisang kepok berturut-turut Nr1, Nr2, Nr3, Nr4, dan Nr5. Sehingga filtrasi dari masing-masing membran akan mendapatkan dua sampel larutan, yaitu dari tahap satu dan tahap dua juga dua sampel membran setelah filtrasi yaitu tahap satu dan tahap dua. Skema filtrasi dapat dilihat pada Gambar 3.

(17)

5

Karakterisasi Membran

Uji flux

Fluks merupakan banyaknya volume fluida yang melewati membran. Fluks larutan timbal dipengaruhi oleh material polimer yang digunakan dalam pembuatan membran, gaya dorong yang dikenakan pada proses membran dan

fouling.7 Gaya dorong pada penelitian ini adalah dengan gaya berat larutan yang dipengaruhi massa larutan pada volume tertentu dan grafitasi. Jenis polimer yang digunakan dan besarnya konsentrasi yang digunakan dalam pembuatan membran akan mempengaruhi struktur dan karakter membran yang terbentuk seperti ukuran pori, distribusi pori, dan respon terhadap fouling. Fluks dapat dinyatakan dengan Persamaan (1).

J =

(1)

Keterangan : J adalah fluks (l m-2 s-1), V adalah volume hasil pemisahan (l), A adalah luas membran yang dilalui (m2), t adalah waktu (s).

Karakterisasi sifat listrik

Sifat listrik yang diuji adalah impedansi, konduktansi, dan kapasitansi dengan menggunakan LCR Hitester 3522-50. LCR Hitester 3522-50 adalah suatu instrumen fisika yang dapat mengetahui sifat listrik suatu bahan.6 Membran sebelum filtrasi, setelah filtrasi tahap satu dan dua diletakkan diantara dua plat kapasitor kemudian kedua kabelnya dijepitkan ke penjepit pada LCR. Selanjutnya atur LCR dengan memberi arus konstan 0.5 mA, kecepatannya slow, average 4 kali, dan tegangan limitnya ditekan off. Setelah itu buka program HIOKI untuk melakukan pengujian. Setelah program terbuka dan sudah terhubung dengan LCR, lalu klik run dan atur frekuensi dari 1 kHz sampai 1 MHz juga atur untuk 100 poin. Kemudian klik measure dan lakukan penyimpanan dokumen berupa frekuensi dan data, lalu tunggu sampai proses selesai. Skema sistem pengukuran sifat listrik dengan LCR meter dapat dilihat pada Gambar 4.

Karakterisasi sifat mekanik

Sifat mekanik yang diuji yaitu kuat tekan dan kuat tarik. Untuk mengukur kuat tekan digunakan alat force sensor interface. Pengukuran kuat tekan dilakukan seperti skema kuat tekan pada Gambar 5, membran sebelum filtrasi, setelah filtrasi tahap satu dan dua dijepit lalu pada tengah-tengah membran ditusukkan alat yang sudah terhubung force sensor dan komputer. Diameter penekan yang digunakan yaitu 11 mm, dan membran ukurannya 2 x 1.5 cm. Kuat tekan yang dimaksud adalah tekanan sampai membran putus. Kuat tarik dilakukan dengan memberi lakban pada salah satu sisi untuk mengkaitkan membran berukuran 2 x 1.5 cm dengan sensornya. Kemudian diukur gaya maksimumnya yang terlihat dalam grafik hubungan antara gaya dengan waktu penekanan atau penarikan.

(18)

6

Gambar 5 Skema uji sifat mekanik membran (a) kuat tekan dan (b) kuat tarik

Analisis Forier Transform Infra Red

Melihat kandungan gugus pada sampel dengan FTIR yaitu menguji arang kulit pisang, menguji sampel membran nilon tanpa arang kulit pisang, menguji membran yang dicampur arang kulit pisang yang memiliki karakter paling dominan dari pengujian sebelumnya, dan menguji membran pada tahap ketiga tetapi sudah melalui filtrasi dua tahapan. Sebelumnya lakukan preparasi dengan suhu 120 °C selama 2 jam. Setelah semua diuji dan didapatkan hasilnya, kemudian dianalisis dan dicari nilai konstanta pegasnya.

Atom-atom di dalam suatu molekul selalu bergetar dan tidak bisa diam. Ikatan yang menghubungkan dua atom dimisalkan dengan dua bola yang dihubungkan pegas. Bila radiasi infra merah dilewatkan melalui suatu cuplikan, maka molekul molekulnya dapat menyerap (mengabsorpsi) energi dan terjadilah

transisi diantara tingkat vibrasi (ground state) dan tingkat vibrasi tereksitasi (excited

state). Daerah serapan inframerah oleh molekul dapat dilihat pada Gambar 6.8

Bilangan gelombang (cm-1)

Panjang gelombang (µm)

Gambar 6 Daerah serapan inframerah

Pemodelan konstanta pegas pada arang dan membran didapat dengan menghitung frekuensi, konstanta harmonik dan konstanta anharmonik. Untuk menghitung frekuensi dan konstanta harmonik digunakan dengan menggunakan hukum Hooke pada Persamaan (2).9

f=

(2) keterangan :

f : frekuensi k : kontanta pegas µ : massa tereduksi

Massa tereduksi adalah saat molekul yang bervibrasi terdiri dari dua atom yang memiliki massa dan dapat dilakukan penyederhanaan dengan massa tereduksi dengan persamaan (3).9

(19)

7

=



µ =

(3)

Sedangkan nilai frekuensi, konstanta anharmonik dan konstanta pegas ikatan molekul dalam spektrum FTIR untuk model anharmonik sederhana dirumuskan sesuai Persamaan (4), (5), (6), (7), (8) :

̅ cm-1 dengan (4)

Uji morfologi dengan Scaning Electron Microscop

Melihat struktur morfologi surface membran yang telah dibuat dan siap untuk melakukan filtrasi terhadap larutan dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM). Meletakkan lembaran tipis membran dibawah lensa pengamat atau diatas meja objek dari SEM, kemudian menjalankan sesuai prosedur dan melakukan scanning pengamatan pada membran, yaitu membran yang lebih dominan karakteristiknya.

Karakterisasi Larutan

Massa jenis atau kerapatan

Larutan dimasukkan ke dalam gelas ukur, lalu dilakukan perhitungan volumenya. Sebelumnya melakukan penimbangan gelas ukur yang belum terisi larutan, dan melakukan penimbangan pada gelas ukur yang sudah terisi larutan, sehingga didapatkan bila melakukan pengurangan nilai pengukuran gelas yang terisi larutan dengan yang belum terisi apapun maka didapat massa larutan bersih. Sehingga dapat diketahui nilai massa jenis yaitu membagi nilai massa dengan volume larutan. Kerapatan merupakan suatu ukuran konsentrasi massa dan dinyatakan dalam bentuk massa tiap satuan volume seperti dirumuskan dalam Persamaan (9). Kerapatan bervariasi sesuai dengan konsentrasi larutan.7

ρ

(9)

Viskositas

(20)

8

Gambar 7. Kecepatan lapisan zat cair yang berhimpit dengan dinding pipa sama dengan nol. Bentuk permukaan aliran seperti itu disebut aliran lapisan (laminer).10 viskositas dari larutan dapat dihitung dengan Persamaan (10). Penelitian ini menghitung viskositas dengan metode kecepatan bola jatuh dalam pipa berisi larutan atau gilmount.

(10)

Keterangan : k adalah konstanta viskometer (6.39 x 10-3 cm-3 s-2), ρb adalah

kerapatan bola besi (7.96 g cm-3), ρl adalah kerapatan larutan (g ml-1), v adalah

kecepatan bola besi jatuh (cm s-1).

Gambar 7 Aliran fluida dalam bidang gesek

Uji kadar logam timbal dengan spektroskopi serapan atom

Larutan timbal yang sudah dilakukan penyaringan dicairkan 250 , kemudian diuji dengan spektrofotometri serapan atom. Perbedaan konsentrasi logam timbal sebelum dan sesudah perlakuan merupakan jumlah ion logam timbal yang terserap dengan panjang gelombang lampu katoda ditetapkan 283.3 nm.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Karakteristik Arang Kulit Pisang Kepok

Pembuatan arang kulit pisang kepok ini diawali dengan menyiapkan kulit pisang secukupnya yaitu dengan mencuci bersih dari kotoran kemudian jemur selama + 7 hari. Kulit pisang yang sudah bersih dibakar menggunakan drum pembakaran sampai menjadi arang hayati aktif pisang kepok. Arang tersebut difurnace dengan suhu 105 °C untuk menghilangkan kadar air, lalu arang dihaluskan sampai ukuran 200 mesh. Setelah didapat ukuran 200 mesh, arang direndam dengan NaOH 0.1 M yang bertujuan untuk memprbesar pori-pori. Proses aktifasi pada prinsipnya merupakan proses memperbesar pori dengan cara memecah ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan.11 Aktivasi kimia merupakan proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan pemakaian bahan-bahan kimia. NaOH dalam aktifasi kimia ini mereaksikan karbon hasil pirolisis. Proses perendaman dengan NaOH ini bertujuan untuk membersihkan permukaan pori, membuang senyawa pengganggu, dan menata kembali letak atom yang dipertukarkan.12

(21)

9 dengan 100 % maka didapat kadar air yang menguap dari arang tersebut sebesar 6.5 %.13 Kadar air akan mempengaruhi daya penyerapan dari arang aktif. Fixed

karbon menandakan karbon aktif yang benar-benar terbentuk dalam arang kulit pisang kepok yaitu 47.912 % dari total arang yang diukur karena sekitar 52 % yang lainnya adalah zat terbang dan kadar abu. Daya serap arang terhadap iodien menandakan ukuran pori dari arang tersebut. Larutan iodien memiliki ukuran partikel yang cukup besar, sehingga arang yang sudah diaktivasi dapat menyerap iodien lebih baik. Karena arang yang sudah diaktivasi meningkatkan jumlah pori-pori dan memperbesar luasan pori-pori salah satunya dengan membersihkan dari senyawa pengganggu yang mampu meningkatkan daya serapnya terhadap iodien.14 Daya serap iodien 439.4 mg/g belum sesuai standar SNI 1995 yaitu 750 mg/g namun sudah cukup meningkat karena daya serap iodien arang kayu sebelum diaktivasi sekitar 200 mg/g.

Karakteristik Membran

Membran komposit nilon-arang telah dibuat dengan lima variasi komposisi yaitu 1.43 %, 5.71 %, 7.14 %, 10.34 %, dan 3.7 % arang kulit pisang kepok kemudian dilakukan filtrasi. Setelah filtrasi dengan dua tahapan akan didapat 10 sampel larutan dan 10 sampel membran beda perlakuan. Sebelum filtrasi membran dan larutan dikarakterisasi dahulu. Membran dikarakterisasi dengan uji

swelling, sifat mekanik dan sifat listrik. Larutan diuji massa jenisnya, uji kekentalan atau viskositas dari perhitungan laju bola dalam pipa dipersempit, dan uji kadar logam timbal. Setelah difiltrasi membran dan larutan juga diuji kembali, lalu dilihat juga flux dari filtrasi tersebut yang menggambarkan pori dari membran. Kemudian data diperkuat dengan uji morfologi dengan Scaning Electron Microscop dan analisis Forier Transform Infra Red untuk arang kulit pisang kepok, membran nilon, membran nilon ditambah arang kulit pisang kepok, dan membran nilon ditambah arang kulit pisang kepok setelah menyerap timbal.

Hasil uji swelling atau proses penyerapan oleh membran dapat dilihat pada Gambar 8 yang menjelaskan bahwa terjadi kenaikan bobot saat perendaman pada 2 jam pertama naik + 426.923 % dari bobot awal, kemudian 2 jam kedua naik + 16.058 % dari bobot 2 jam pertama, dan terakhir naik lagi pada 2 jam ketiga yaitu + 2.516 % dari bobot 2 jam kedua. Membran dengan variasi komposisi ditimbang massa awal kemudian direndam ke dalam larutan yang akan difiltrasi yaitu timbal 2.5 % di air lalu ditimbang setiap dua jam sampai terjadi kejenuhan atau bobot tidak naik lagi. Membran pada proses swelling terakhir di timbang setelah 24 jam.

(22)

10

Flux larutan timbal

Larutan timbal nitrat yang dilarutkan aquades hingga mendapatkan larutan timbal nitrat 2.5 %. Larutan tersebut dilewatkan ke lima membran nilon-arang yaitu Nr1, Nr2, Nr3, Nr4, dan Nr5 dengan dua tahapan. Hasil yang didapat adalah sesuai dengan Gambar 9. Flux terjadi pergeseran naik dan turun antara tahap satu dan tahap dua. Dapat dilihat pada membran dengan 6.5 g benang nilon dan 0.75 g arang kulit pisang kepok mengalami pergesaran naik kurva yaitu pada tahap satu rata-rata + 0.002094 l m-2 s-1 dan tahap dua + 0.002438 l m-2 s-1. Kemudian besar fluks membran dengan 6.5 g benang nilon dan 0.5 g arang kulit pisang kepok mengalami pergeseran turun yaitu pada tahap satu rata-rata + 0.002894 l m-2 s-1 dan tahap dua + 0.001156 l m-2 s-1.

Membran dengan 6.5 g benang nilon dan 0.5 g arang kulit pisang kepok dan 6.9 g benang nilon dan 0.1 g arang kulit pisang kepok terjadi pergeseran naik kurva fluks terhadap waktu. Tetapi pada komposisi dengan arang yang lebih sedikit tidak terlalu besar peningkatan atau penurunan kurvanya. Fluks pada masing-masing membran nilon terjadi penurunan fluks tiap waktu, hal tersebut karena terjadi fouling. Kenaikan kurva terjadi karena adanya proses penyerapan diawal oleh membran dan arang kulit pisang kepok.

Fluks pada tahap satu dan tahap dua di Gambar 10 (halaman 12) memperlihatkan terjadinya proses penutupan pori atau yang disebut dengan

fouling. Fluks adalah perubahan volume yang melewati luasan membran tertentu setiap waktu dan akan menurun karena terjadi fouling pada membran. Awal proses membran mengalami penyerapan terhadap larutan sebelum akhirnya melakukan filtrasi. Sehingga diawal proses terlihat bahwa terjadinya kenaikan fluks yang kemudian fluks menurun kembali secara berkala. Pada gambar terjadi naik turunnya kurva karena membran melakukan penyerapan dan filtrasi terhadap larutan.

(23)

11

(a) (b)

(c) (d)

(e)

Gambar 9 Fluks larutan timbal yang melewati lima karakter membran benang nilon dengan komposisi arang kulit pisang kepok

(24)

12

(a) (b)

Gambar 10 (a) Fluks larutan timbal melewati lima karakter membran tahap satu, (b) Flux larutan timbal melewati lima karakter membran tahap dua.

Karakteristik sifat mekanik membran

Hasil pengujian sifat mekanik membran komposit dengan menggunakan sensor gaya (force sensor) yaitu berupa kuat tekan dan kuat tarik. Dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2, hasil membuktikan bahwa didapat kuat tekan dan kuat tarik yang paling besar adalah membran yang punya komposisi 6.5 g benang nilon dan 0.75 g arang kulit pisang kepok dengan nilai berturut-turut 3.179 N cm-2 dan 0.81 N cm-2. Hal tersebut terjadi karena arang kulit pisang mengisi setiap pori-pori membran benang nilon sehingga membran lebih terisi dan kuat.

Tabel 1 Kuat tekan membran komposit sebelum filtrasi Bobot nilon

* Nilai kuat tekan membran terbesar

Tabel 2 Kuat tarik membran komposit sebelum filtrasi Bobot nilon

(25)

13 Setelah melakukan filtrasi dengan larutan timbal 2.5 % didapat sampel membran yang saat diuji sifat mekaniknya didapat kuat tarik dan kuat tekan. Dapat dilihat berturut-turut pada Tabel 3, 4, 5, dan 6 nilai kuat tekan dan kuat tariknya. Tabel 1 memperlihatkan nilai kuat tekan pada membran setelah difiltrasi tahap satu. Nilai kuat tekan terbesar yaitu pada membran dengan komposisi 6.6 g benang nilon dan 0.4 g arang kulit pisang kepok yang sebesar 4.084 N cm-2. Sebenarnya tidak terlalu jauh dengan membran dengan komposisi 6.5 g benang nilon dan 0.75 g arang kulit pisang kepok, tapi karena ada pengaruh dari filtrasi dengan timbal yang menyebabkan komposisi tersebut memiliki kuat tekan lebih besar. Dapat dilihat pada Tabel 3, 4 dan 5 bahwa membran dengan komposisi 6.6 g benang nilon dan 0.4 g arang kulit pisang kepok memiliki nilai kuat tekan dan kuat tarik terbesar. Berturut-turut nilai kuat takan dan kuat tariknya yang terbesar adalah 4.084 N cm-2, 3.916 N cm-2 dan 1.642 N cm-2. Sedangkan Tabel 6 yang memperlihatkan kuat tarik pada membran setelah melakukan filtrasi tahap dua didapat bahwa membran dengan komposisi 6.5 g nilon dan 0.75 g arang kulit pisang kepok memiliki nilai kuat tarik terbesar dengan nilai 1.327 N cm-2.

Hal tersebut menggambarkan bahwa komposisi arang kulit pisang kepok mempengaruhi hasil kuat tekan dan tarik dari membran benang nilon. Begitu juga dengan larutan timbal yang ikut mempengaruhi sifat mekanik membran benang nilon, terlihat dari pergeseran nilai kuat tekan dan kuat tarik yang paling besar sebelum dan sesudah filtrasi dari komposisi 6.6 g benang nilon dan 0.75 g arang kulit pisang kepok ke 6.6 g benang nilon dan 0.4 g arang kulit pisang kepok. Terlihat juga dari kenaikan nilai-nilai kuat tekan dan kuat tarik dari sebelum melakukan filtrasi ke sesudah melakukan filtrasi.

Tabel 3 Kuat tekan membran komposit setelah filtrasi tahap satu Bobot nilon

* Nilai kuat tekan membran terbesar

Tabel 4 Kuat tekan membran komposit setelah filtrasi tahap dua Bobot nilon

(26)

14

Tabel 5 Kuat tarik membran komposit setelah filtrasi tahap satu Bobot nilon

* Nilai kuat tarik membran terbesar

Tabel 6 Kuat tarik membran komposit setelah filtrasi tahap dua Bobot nilon

* Nilai kuat tarik membran terbesar

Karakteristik sifat listrik

LCR hitester HIOKI 3532-50 dengan dihubungkan ke komputerisasi menggunakan interface dapat mengukur 14 parameter sifat listrik. Penelitian ini mengkaji diantaranya yaitu impedansi, konduktansi, dan kapasitansi. Pengukuran sifat listrik pada membran sebelum dan sesudah filtrasi dilihat dari pergeseran kurva akibat dari adanya penambahan material pada pori membran setelah filtrasi, dalam penelitian ini yaitu timbal. Hasil dari pengukuran sifat listrik pada lima karakter membran benang nilon dengan komposisi arang kulit pisang kepok berbeda didapat pergeseran kurva pada masing-masing sifat listrik.

Impedansi merupakan hambatan total pada rangkaian arus bolak-balik atau tingkat resistansi terhadap aliran arus listrik bolak-balik (ac = alternating current). Dalam model rangkaian listrik pada membran. Suatu hambatan (R) didapat untuk menghadirkan komponen dissipative (menghilangkan) respon dielektrik (kemampuan menyimpan dan melepas energi listrik).6 Terlihat dari Gambar 11 (halaman 16) terjadi pergeseran kurva pada variasi komposisi membran benang nilon dengan arang kulit pisang kepok sebelum dan setelah melakukan filtrasi dua tahapan.

(27)

15 sedikit dibanding tahap satu mengakibatkan yang terfilter di tahap dua tidak lebih banyak dari tahap satu dan peningkatan impedansi terhadap frekuensi tidak lebih besar dari tahap satu bisa juga dilihat pada pembahasan hasil pengujian konsentrasi timbal.

Pergeseran kurva pada komposisi 6.5 g benang nilon dan 0.75 g arang dan 6.5 g benang nilon dan 0.25 g arang tahap satu dan tahap dua tidak terlalu jauh berbeda. Tahap dua terlihat sedikit lebih meningkat, hal itu karena bisa lihat dari data konsentrasi timbal di air bahwa setelah melewati filtrasi tahap satu pada membran tersebut penerunan konsentrasi timbalnya tidak begitu besar. Sehingga peningkatan kurvanya juga tidak terlalu besar. Sedangkan pada komposisi 6.5 g benang nilon dan 0.5 g arang terjadi pergeseran kurva impedansi dari sebelum filtrasi ke tahap satu terhadap frekuensi terbesar, dapat dilihat pada Gambar 11 bagian (c) (halaman 16).

Konduktansi merupakan sifat yang muncul karena adanya interaksi antara ion dengan membran. Sifat ini sangat penting dalam proses pemisahan pada membran karena dapat menentukan geometri dan dimensi pori.6 Semakin banyak pori pada suatu bahan akan mengakibatkan densitas atau kerapatannya semakin kecil.15 Semakin kecil kerapatan maka kemampuan suatu bahan untuk melewati arus listrik (konduktansi) meningkat. Ion yang melintasi membran merupakan kuantitas elektrik yang dikenal sebagai arus.

Dapat dilihat pada Gambar 12 (halaman 17) bahwa pada setiap variasi membran terjadi penurunan nilai konduktansi terhadap frekuensi. Penurunan atau bergesernya kurva kebawah hubungan konduktansi terhadap frekuensi terjadi karena setelah membran dilakukan filtrasi terjadi penyumbatan pada pori oleh timbal. Sehingga penyumbatan mengakibatkan tertutupnya pori dan peningkatan densitas jadi nilai konduktansinya menurun, karena tertutupnya pori membuat lebih besar hambatan suatu bahan.

Gambar 12 (halaman 17) menjelaskan bahwa tahap satu terjadi penurunan yang lebih besar dari tahap dua. Karena konsentrasi timbal yang akan diuji ke tahap dua sudah berkurang akibat filtrasi tahap satu. Sehingga pori yang tertutup di tahap dua tidak lebih banyak dari tahap satu. Kecuali pada membran komposisi 6.5 g benang nilon dengan 0.75 g arang memiliki kurva yang yang sama antara tahap satu dan tahap dua karena tidak terjadi penurunan konsentrasi timbal yang besar pada tahap satu, dapat dilihat pada pembahasan konsentrasi timbal.

(28)

16

Frekuensi (kHz) Frekuensi (kHz)

(29)

17

(a) (b)

(c) (d)

(e)

Gambar 12 Konduktansi membran (a) Nr1, (b) Nr2, (c) Nr3 ,(d) Nr4, (e) Nr5.

1000

(30)

18

(a) (b)

(c) (d)

(e)

Gambar 13 Kapasitansi membran (a) Nr1, (b) Nr2, (c) Nr3 ,(d) Nr4, (e) Nr5.

1000

(31)

19 Gambar 13 juga menunjukan pergeseran kurva kapasitansi terhadap frekuensi kebawah. Karena setelah filtrasi terjadi penambahan bobot oleh timbal. Penambahan timbal pada pori-pori membran mengakibatkan pengurangan konstanta dielektrik yang mengakibatkan penurunan kapasitansinya.6 Filtrasi tahap satu menghasilkan penurunan kurva lebih besar dari filtrasi tahap dua, karena konsentrasi timbal yang akan diuji pada tahap dua sudah berkurang akibat sudah difiltrasi pada tahap satu. Kecuali pada membran komposisi 6.5 g benang nilon dengan 0.75 g arang pada tahap dua dan satu kurvanya berhimpit. Artinya memiliki kesamaan nilai kapasitansinya. Karena bisa dilihat di pembahasan konsentrasi timbal pada membran tersebut filtrasi tahap satu penurunan konsentrasi timbalnya tidak terlalu besar.

Filtrasi Larutan Uji

Sifat larutan diukur untuk mengetahui apakah terjadi perubahan saat sebelum melewati membran dan sesudah melewati membran. Karena, dikatakan membran apabila dapat memisahkan larutan yang berbeda karakter. Sifat larutan yang diuji pada penelitian ini adalah massa jenis, kekentalan atau viskositas dengan gilmont, dan konsentrasi timbal dengan menggunakan spektroskopi serapan atom.

Massa jenis atau kerapatan larutan

Kerapatan suatu larutan atau massa jenis dapat dihitung dengan massa larutan tersebut dibagi volume larutan. Sehingga didapat bahwa massa jenis larutan timbal nitrat 2.5 % setelah melewati lima membran beda karakter dengan dua tahapan akan menghasilkan massa jenis atau kerapatan yang berbeda namun tidak terlalu jauh. Hal tersebut karena setiap larutan tersebut telah memiliki jumlah zat endapan terlarut yaitu timbal yang berbeda-beda. Bisa dilihat dengan jelas dari nilai konsentrasi timbal di masing-masing larutan setelah diuji dengan spektroskopi serapan atom. Volume larutan ditetapkan ukur sampai 20 ml, kemudian massa dari masing-masing larutan ditimbang lalu dihitung massa jenisnya dengan membagi massa dengan volumenya. Sehingga didapat hasil seperti Tabel 7 (halaman 20).

Kekentalan atau viskositas larutan

(32)

20

Hasil bisa dilihat pada Gambar 14. Larutan yang awalnya memiliki konsentrasi 2.5 % timbal nitrat dilewatkan pada lima jenis membran benang nilon yang ditambahkan arang kulit pisang kepok beda komposisi dengan dua tahapan. Sehingga dapat dilihat terjadi penurunan kekentalan pada masing-masing larutan. Penurunan kekentalan paling besar terjadi pada larutan yang dilalui ke membran dengan komposisi 6.5 g benang nilon dan 0.5 g arang yaitu 95.389 % pada tahap satu dan 94.209 % pada tahap dua. Artinya pada tahap satu memiliki kekentalan 95.389 % dari keadaan kontrol atau terjadi penurunan kekentalan sekitar 4.6112 %. Sedangkan pada tahap dua terjadi penurunan kekentalan sekitar 5.7906 % . Penurunan kekentalan dapat dilihat pada Tabel 8 yang menjelaskan hasil pengukuran kekentalan atau viskositas dari masing-masing larutan.

Tabel 7 Massa jenis dari larutan dengan volume 20 ml Larutan dari filtrasi

Tabel 8 Kekentalan atau viskositas dari larutan Membran Viskositas (dyne s cm

-2

) Persentase (%) Tahap satu Tahap dua Tahap satu Tahap dua

Kontrol 0.013142 100

Nr1 0.012709 0.012527 96.70522 95.32035

Nr2 0.012678 0.012671 96.46933 96.41607

Nr3 0.012536 0.012381 95.38883* 94.2094*

Nr4 0.012838 0.012478 97.68681 94.9475

Nr5 0.012859 0.012803 97.8466 97.42048

(33)

21

Gambar 14 Hasil pengukuran viskositas larutan uji setelah filtrasi tahap satu dan dua, yaitu yang melewati membran Nr1, Nr2, Nr3, Nr4, dan Nr5.

Konsentrasi timbal dalam air

Spektroskopi serapan atau (SSA) dapat mendeteksi kandungan logam hingga mencapai satuan ppm atau mg/l. Spektroskopi serapan atom menggunakan lampu katoda yang memancarkan panjang gelombang sesuai serapan dari setiap logam salah satunya logam timbal. Timbal merupakan logam yang relatif mudah menguap (mempunyai titik didih yang lebih rendah dari kebanyakan logam lainnya) dan larut dalam bentuk air. Sehingga jika diukur dengan spekroskopi serapan atom yang terdeteksi hanya 10 % dari konsentrasi yang sebenarnya, sisanya 90 % terkondensasi bersama sisa buangan.16

Timbal yang diukur pada setiap larutan yang dilewati masing-masing membran memiliki konsentrasi berbeda-beda. Data didapat sesudah melakukan pengulangan dan dicari rataan nilainya. Ternyata setelah melewati membran uji didapat bahwa membran dengan komposisi 6.5 g benang nilon dengan 0.5 g arang kulit pisang kepok memiliki penurunan konsentrasi timbal lebih besar dari komposisi membran yang lainnya. Dapat dilihat pada Tabel 9 dan diperjelas pada Gambar 15, membran tersebut menyebabkan larutan memiliki konsentrasi timbal 43.48947 % pada tahap satu dan 42.6257 % terhadap kontrol yang belum difiltrasi. Artinya terjadi penurunan konsentrasi sampai 56.5105 % pada tahap satu dan 57.3743 % pada tahap dua.

Tabel 9 Konsentrasi timbal dalam larutan

Membran Nilai konsentrasi (mg/l) Persentase (%) Tahap satu Tahap dua Tahap satu Tahap dua Kontrol

(timbal 2.5%) 1491.5 100

Nr1 729.491 645.0234 48.91317 43.24952

Nr2 734.483 715.875 49.24789 48.0002

Nr3 648.602 635.72 43.48947* 42.62572*

Nr4 1098.074 1066.557 73.62706 71.51381

Nr5 1182.809 989.2886 79.30864 66.33288

(34)

22

Gambar 15 Konsentrasi timbal pada masing-masing larutan uji

Spektrum Forier Transform Infra Red

Gugus fungsi pada suatu bahan dapat dianalisa dengan menggunakan spektroskopi FTIR. Penelitian ini mencoba melihat gugus fungsi dari bilangan gelombang terhadap transmitansi yang terlihat pada alat yang terlihat dalam bentuk peak atau puncak. Bahan yang diuji pada penelitian ini adalah arang kulit pisang kepok yang sudah diaktivasi, membran benang nilon 6.5 g, membran benang nilon 6.5 g yang ditambahkan arang kulit pisang kepok 0.5 g, dan membran benang nilon 6.5 g yang ditambahkan arang kulit pisang kepok 0.5 g yang sudah menyerap larutan timbal nitrat.

Spektra FTIR arang kulit pisang menunjukan puncak-puncak transmitansi pada bilangan gelombang tertentu. Dapat dilihat pada Gambar 16 dan diperjelas pada Tabel 10 terbaca puncak pada bilangan gelombang 3445 cm-1 yang merupakan gugus O-H sesuai penelitian Antintia Sherly tahun 2014 dan buku Barbara Stuart 2004. Spektra juga terbaca pada 2221 cm-1 merupakan gugus C≡N nitril aromatik stertching, sedangkan pada literatur yang merupakan spektrum dari kulit pisang kepok terbaca 2346.42 cm-1.

Hal ini terjadi karena proses karbonisasi dengan perlakuan suhu dan aktivasi yaitu penambahan zat kimia NaOH yang merubah struktur terjadinya dan penghilangan pengotor mengakibatkan terjadi pergeseran spektrum dan perbedaan nilai transmitansi. Spektra dengan nilai 1647, 1396, 1319, dan 1068 cm-1 juga terlihat yang berturut-turut yang merupakan gugus C=C, C-H, C-N, C-O

stretching. Arang kulit pisang kepok memiliki gugus fungsi C=C stretching

karena merupakan arang yang memiliki gugus hidrokarbon.9 Gugus C-N ada pada kulit pisang karena kulit pisang mengandung tryptophan yang merupakan protein meliliki gugus fungsi amino.17

(35)

23

Gambar 16 (a) Spektra FTIR kulit pisang kepok.17 (b) spektra FTIR arang kulit pisang kepok eksperimen.

Tabel 10 Karakteristik inframerah arang kulit pisang kepok Gugus fungsi Bilangan gelombang (cm

-1 C≡N nitril aromatik (Stretching) 2221 2346.42.

17

2240-2220.9 C=C (Stretching) 1647 1680-1600.9 C-H anharmonik (Stretching) 1396

1377

1396.18 1420-1300.9 C-N aromatik (Stretching) 1319 1360-1250.9 C-O (Stretching) 1068 1300-1000.

9

1064.16.17

Spektra FTIR pada Gambar 17 menunjukkan adanya kesamaan antara membran benang nilon 6.5 g yang dilakukan pada penelitian dan membran benang nilon pada literatur yang dikerjakan Epa Rosidah Apipah 2013. Terlihat adanya puncak pada bilangan gelombang 710, 625, dan 517 cm-1 yang merupakan gugus C-Cl karena menggunakan bahan HCl sebagai pelarut benang nilon dalam pembuatan membran dengan sistem inversi fasa. Sedangkan pada penelitian sangat terbaca adanya gugus amida yang menggambarkan penyusun utama membran benang nilon.

Karena benang nilon adalah poliamida yang penyusunnya terdiri dari amida-amida. Dapat dilihat pada Tabel 11 adanya puncak pada bilangan gelombang 1643 cm-1 yang merupakan gugus utama dari amida atau primary amide yaitu uluran atau gugus NH2bending. Sedangkan bilangan gelombang 3294 cm-1 dan 1551 cm -1

berturut-turut adalah gugus ikatan N-H stretching dan N-H bending yang keduanya merupakan second amide atau ikatan pada rantai sekunder.9 Terdapat juga puncak 1173 cm-1 dan 1119 cm-1 yang keduanya dalam rentang gugus fungsi

second overtone C-H stretching yang dimiliki setiap bahan organik pada spektrum

(36)

24

Gambar 17 (a) Spektra FTIR membran benang nilon.6 (b) spektra FTIR membran benang nilon eksperimen.

Tabel 11 Karakteristik inframerah membran benang nilon Gugus fungsi Bilangan gelombang (cm

-1

) Sampel Literatur

O-H stretching 2932 3800-2500.9

N-H second amide (Stretching) 3294 3300-3250.9

-NH2 (Bending) 1643 1650-1620.9

N-H second amide (Bending) 1551 1560-1530.9 C-H second overtone (Stretching) 1173

1119 1125-1100.

9

C-Cl anharmonik (Stretching) 710, 625, dan 517

800-400.9 702 dan 516.6

Gambar 18 membandingkan spektra membran benang nilon dengan spektra FTIR benang nilon yang sudah ditambahkan arang kulit pisang. Dapat terlihat pada dan Tabel 12 bahwa tidak terlihat perbedaan yang begitu besar pada spektra FTIR hanya ada beberapa pergeseran bilangan gelombang dan perbedaan besar puncak transmitansinya. Arang kulit pisang kepok khas pada gugus C=C, H, C-N, C-O, C=C-N, dan O-H.

Tetapi saat arang didadah ke membran benang nilon terjadi overlap antar gugus fungsi benang nilon dengan arang kulit pisang kepok. Terlihat pada Tabel 12, contohnya gugus C=C yang pada arang kulit pisang puncaknya di bilangan gelombang 1647 cm-1. Tetapi karena di membran benang nilon ada gugus NH2

(Bending) pada puncak 1643 cm-1 sehingga terjadi overlap. Kedua gugus tersebut masuk kedalam rentang bilangan gelombang 1650-1620 cm-1.9

Tr

ansmi

tansi (%

(37)

25

Gambar 18 (a) Spektra FTIR membran benang nilon ekperimen (b) Spektra FTIR membran komposit dengan komposisi arang kulit pisang kepok 5.71 % ekperimen.

Tabel 12 Karakteristik inframerah membran benang nilon dan membran komposit dengan komposisi arang kulit pisang kepok 5.71 %.

Gugus fungsi Bilangan gelombang (cm

-1

C-N aromatik (Stretching) 1304 1360-1250.9

O-H stretching 2932 2932 3800-2500.9

Spektra FTIR pada Gambar 19 membandingkan antara ketiga spektra membran, yaitu membran benang nilon, membran benang nilon yang sudah didadah arang kulit pisang kepok, dan membran benang nilon didadah arang yang sudah dilakukan adsorbsi larutan timbal 25 %. Ternyata dari gambar terlihat hanya terjadi pergeseran bilangan gelombang dan lebar puncak. Hal tersebut terjadi karena timbal menjadi pengotor dan melakukan reaksi terhadap membran. Sehingga ada beberapa gugus fungsi yang hilang, seperti 1273 cm-1 yang merupakan gugus fungsi C-N stretching yaitu gugus aromatik milik arang kulit pisang menjadi hilang. Sedangkan gugus C-Cl pada bilangan gelombang 710 cm-1 bergeser ke 717 cm-1 dan muncul puncak pada bilangan gelombang 3726 cm-1 dan 3664 cm-1.

Bilangan gelombang (cm-1₎

(a) (b)

100

0

(38)

26

Gambar 19 (a) Spektra FTIR membran benang nilon, (b) Spektra FTIR membran dengan komposisi arang kulit pisang kepok 5.71 %. (c) Spektra FTIR membran dengan komposisi arang kulit pisang kepok 5.71 % yang sudah menyerap Timbal 25 %.

Tabel 13 Perbedaan karakteristik inframerah antara membran nilon, membran komposit dan membran komposit yang sudah dilakukan penyerapan terhadap larutan timbal.

Gugus fungsi Bilangan gelombang (cm

-1

Tabel 14 Konstanta pegas harmonik dan anharmonik sampel Molekul membran komposit, d = membran komposit yang sudah menyerap timbal.

Tabel 14 menjelaskan konstanta pegas yang didapat dari menghitung frekuensi vibrasi harmonik dan anharmonik pada masing-masing sampel. Konstanta pegas dihitung untuk menjelaskan apakah gugus tersebut benar ada

0

Bilangan gelombang (cm-1₎

(a)

Tr

ansmi

tansi

(39)

27 pada puncak vibrasi atau bilangan gelombang tersebut. Perhitungan menggunakan persamaan (6) dan (7) diperlihatkan contoh perhitungannya pada Lampiran 27 dan 28. Nilai konstanta pegas menguatkan penjelasan mengenai gugus-gugus yang terdapat pada setiap puncak tertentu. Puncak didapat karena terjadinya kesamaan antara gelombang natural yang dimiliki molekul tertentu dengan gelombang yang dipancarkan alat. Sehingga, terjadinya penyerapan oleh molekul tersebut yang mengakibatkan sedikitnya transmitansi yang diterima detektor mengakibatkan munculnya puncak. Konstanta pegas tiap rangkap ikatan tertentu memiliki nilai yang spesifik. Apabila nilai konstanta pegas tidak sesuai, maka dimungkinkan pada puncak tersebut tidak terdapat gugus yang bersangkutan.

Morfologi Membran Komposit Nilon-Arang

Gambar 20 dan 21 memperlihatkan permukaan dari membran komposit pada perbesaran 15000 . Komposisi membran 6.9 g benang nilon dan 0.1 g arang memiliki ukuran pori lebih kecil dari komposisi 6.5 g benang nilon dan 0.75 g arang. Karena semakin banyak komposisi benang nilon membuat membran nirang lebih rapat dan rapih. Setelah filtrasi tahap satu pada membran komposit komposisi 6.9 g benang nilon dan 0.1 g arang kulit pisang kepok terlihat terjadinya fouling dan pori menjadi lebih besar dari sebelum filtrasi diakibatkan dari larutan yang melewati pori tersebut seperti ditunjukan oleh Gambar 20 (b). Perbesaran 5000 dan 25000 juga bisa dilihat pada Lampiran 29 dan 30.

(a) (b)

Gambar 20 Morfologi surface (permukaan) membran komposisi 6.9 g benang nilon dan 0.1 g arang (a) sebelum, (b) setelah filtrasi tahap satu

(a) (b)

(40)

28

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dikerjakan menunjukkan bahwa arang kulit pisang benar mempengaruhi sifat mekanik, listrik dan kemampuan serap membran komposit nilon-arang. Dapat dilihat pada pengujian sifat mekanik dengan force sensor pada membran dengan komposisi 6.5 g benang nilon dan 0.75 g arang kulit pisang kepok memiliki nilai kuat tekan dan kuat tarik terbesar. Tetapi setelah filtrasi kuat tarik dan kuat tekan terbesar pada membran dengan komposisi 6.6 g benang nilon dan 0.4 g arang kulit pisang kepok.

Pengujian sifat listrik dengan menggunakan LCR meter memperlihatkan bahwa terjadi pergeseran kurva yang membuktikan adanya perubahan sifat listrik membran dari sebelum dan sesudah filtrasi. Ternyata pada setiap membran setelah melakukan filtrasi untuk sifat impedansinya terjadi peningkatan kurva. Hal itu karena terjerapnya timbal pada membran mengakibatkan pori tertutup dan penghambat arus atau impedansinya meningkat. Komposisi arang didalam membran yang terbuat dari benang nilon cukup mempengaruhi besar pergeseran kurva kecuali pada komposisi 0.75 g arang kulit pisang kepok didalam 6.5 g benang nilon. Sedangkan pada sifat konduktansi terjadi pergeseran kurva kebawah setelah filtrasi karena terjerapnya timbal di pori-pori membran membuat hambatan bahan semakin besar sehingga nilai konduktansi berkurang. Untuk sifat kapasitansinya terjadi penurunan kurva kebawah setelah filtrasi. Karena pori yang tertutupi timbal menyebabkan berkurangnya konstanta dielektrik.

Sehingga dari pengujian sifat tersebut didapat membran dengan komposisi 6.5 benang nilon g dengan 0.5 g arang kulit pisang kepok dapat menjerap timbal lebih baik dari yang lain.Terbukti juga dapat dilihat dari pengujian sifat larutan dengan menghitung viskositas dan konsentrasi timbal dalam air menggunakan spektroskopi serapan atom (SSA). Bahwa pada membran dengan komposisi komposisi 6.5 benang nilon g dengan 0.5 g arang kulit pisang kepok mampu mengurangi atau mendegradasi timbal dalam air. Pengujian spektrum FTIR pada arang kulit pisang kepok dan membran menjelaskan benarnya ada gugus hidrokarbon pada arang dan gugus amida pada membran benang nilon. Sedangkan membran benang nilon yang didadah arang kulit pisang kepok terjadi overlap

antara spektra puncak arang dengan benang nilon.

Saran

(41)

29

DAFTAR PUSTAKA

1. Hartomo, A J. Teknologi Membran Pemurnian Air. Yogyakarta. Andi Offset. 1994.

2. Kurniawan A. Pengaruh fouling terhadap konduktansi listrik pada Proses filtrasi membran polisulfon [skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2002.

3. Aipratomo H. Pembuatan dan karakterisasi membran komposit polisulfon selulosa asetat untuk proses ultrafiltrasi. J Pendidikan Matematika dan Sains. Vol 3. 2003.

4. Darmayanti, Rahman N, Supriadi. Jurnal Akademi Kimia. Vol 1(4). 2012: 159-160. Pendidikan Kimia/FKIP - University of Tadulako, Palu – Indonesia.

5. Dahlan R, Bintara A B, Ibrahim E. Faktor yang berhubungan dengan kandungan timbal (Pb) dalam udara ambien di wilayah sekolah dasar di kawasan kota Makasar. Bagian Kesehatan Lingkungan – Fakultas Kesahatan Masyarakat – Universitas Hasanudin. 2013.

6. Apipah E R. Sintetis dan karakteristik membran nilon yang berasal dari limbah benang [skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2013.

7. Wicaksana I P. Filtrasi ekstrak sari buah jeruk pontianak dan melon menggunakan membran polisulfon [skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2012.

8. Kristianingrum S. Spektroskopi Infra Merah. Universitas Negeri Yogyakarta. 2010.

9. Stuart B. Infrares Spektroscopy Fundamentals and Application. Analytical Techniques in The Science: John Wiley and Sons, Ltd. 2004.

10.Giancoli D C. Fisika Edisi ke-5. Yuhilja H, Irawan, penerjemah. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari : Physics. 1998.

11.Widyanto A S. Optimasi densitas filter berbahan arang kayu-PE dengan proses sinter. Rotasi. Vol 10. 2008: 6-9. Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro.

12.Atmoko, Dewanto R. Pemanfaatan karbon aktiv batubara termodifikasi TiO2 pada proses reduksi gas karbon monoksida (CO) dan penjernihan

asap kebakaran [skripsi]. Fakultas Teknik, Teknik Kimia, Universitas Indonesia. 2012.

13.Adinata M R. Pemanfaatan limbah kulit pisang sebagai karbon aktiv. Fakultas Teknik Industri, Universitas Pembangunan Nasional “V t ran”. 2013.

14.Nurdiansah H, Diah S. Pengaruh variasi temperatur karbonisasi dan temperatur aktivasi fisika dari elektroda karbon aktiv tempurung kelapa dan tempurung kluwak terhadap nilai kapasitansi Elektrik Double Layer Capasitor (EDLC). Jurnal Teknik Pomits. Vol 2(1). 2013: F13-F18. 15.Budi E. Tinjauan proses pembentukan dan penggunaan arang tempurung

(42)

30

16.Cahyadi B. Studi tentang kesensitifan Spektroskopi Serapan Atom (SSA) teknik Vapour Hydride Generation Accessoris (VGHA) dibanding dengan nyala pada analisa unsur arsen (As) yang terdapat dalam air minum [tesis]. Sekolah Pascasarjana. Universitas Sumatra Utara. 2009.

17.Sherly A. Aktivasi kulit pisang kepok (musaacuminate L.) dengan H2SO4 dan aplikasinya sebagai adsorben ion logamCr(VI). UNESA Journal of Chemistery. Vol 3(1). 2014: 22-25.

(43)

31

(44)

32

LAMPIRAN

Lampiran 1 (a) Skema LCR hitester HIOKI, (b) Komputer interface lcr meter, (b) Proses stirer untuk penghomogenan.

(a) (b) (c)

Lampiran 2 (a) Plat kaca dan sudip silinder, (b) Perendaman ke aquades membran yang dicetak (c) Force sensor.

(a) (b) (c)

Lampiran 3 (a) Tabung gelas, (b) Spektroskopi serapan atom, (c) Komputerisasi spektroskopi serapan atom.

(a) (b) (c)

Lampiran 4 (a) Jangka sorong, (b) Gilmont, (c) Penumbukan dengan mortar.

(45)

33 Lampiran 5 (a) Ayakan arang, (b) Filtrasi, (c) kiln drum karbonisasi arang, (d)

Arang kulit pisang kepok.

(a) (b) (c) (d)

Lampiran 6 (a) Arang hasil furnace, (b) Perendaman arang dengan NaOH, (c) Arang kulit pisang kepok yang sudah di aktivasi, (d) Pengenceran larutan timbal nitrat.

(a) (b) (c) (d)

Lampiran 7 (a) skema alat pengujian FTIR, (b) benang nilon, (c) timbal nitrat 25%.

(46)

34

Lampiran 8 Hasil data fluks larutan uji pada filtrasi dengan membran.

Nr1 Nr2 Nr3

Fluks (l m-2 s-1) Fluks (l m-2 s-1) Fluks (l m-2 s-1) Tahap satu Tahap dua Tahap satu Tahap dua Tahap satu Tahap dua

0 0.000153 0.000153 7.63889E-05 0.000688 0 7.64E-05 0.000535 0.000382 0.000458333 0.00084 0.000306 0.000306 0.000611 0.000306 0.000458333 0.000611 0.000458 0.000229 0.000535 0.000611 0.0006875 0.009347 0.000764 0.000153 0.000306 0.000917 0.000611111 0.002931 0.000611 0.000306 0.00084 0.000688 0.000611111 0.001618 0.005493 0.000229 0.000611 0.000535 0.000534722 0.002465 0.000847 0.000306 0.000535 0.000688 0.000534722 0.003236 0.001618 0.000153 0.000611 0.000688 0.000611111 0.004653 0.001465 0.000306 0.000611 0.000687 0.000916667 0.002778 0.000771 0.000229 0.000688 0.000535 0.0006875 0.002778 0.000771 0.000153 0.000993 0.000688 0.000763889 0.002778 0.000771

Nr4 Nr5

Fluks (l m-2 s-1) Fluks (l m-2 s-1) Tahap satu Tahap dua Tahap satu Tahap dua

(47)

35 Lampiran 9 Hasil pengujian impedansi terhadap frekuensi membran 6.9 g benang

nilon dengan 0.1 g arang.

Frekuensi (kHz) Sebelum Tahap satu Tahap dua

Impedansi (Ω) Impedansi (Ω) Impedansi (Ω)

1 5920.4 36163.5 33089

2.154435 5067.3 19902.5 17528.5

2.31013 4995.7 18731 16370.5

2.477076 4933.7 17531 15416

2.656088 4856.9 16465.5 14417.5

2.848036 4709.7 15369 13802.5

3.053856 4554.6 14719.5 12863.5

3.274549 4502.5 13973.5 12373.5

3.511192 4382.9 13105.5 11409.5

3.764936 4237.7 12252.5 10766

Lampiran 10 Hasil pengujian impedansi terhadap frekuensi membran 6.6 g benang nilon dengan 0.4 g arang.

Impedansi (Ω) Impedansi Ω) Impedansi (Ω)

1 807.18 26059.7 25382.1

1.072267 826.63 18419.8 24391.95

1.149757 820.64 17213.05 23351.4

1.232847 844.91 20268.8 22858.75

1.321941 801.29 20076.5 22065.15

1.417474 798.45 19514.05 21302.1

1.519911 807.81 16863.4 20046.05

1.629751 802.12 16827.85 19874.85

(48)

36

1.873817 807.41 15918.95 17863

2.009233 815.07 15110.35 17187.5

2.154435 839.44 13667.45 16429.45

2.31013 830.18 12840.5 15728.95

2.477076 825.51 12408.55 15231.8

2.656088 819.14 11725.45 14477.85

2.848036 865.76 11223.95 13880.8

3.053856 858.89 10638.55 13209.2

3.274549 867.06 9719.65 12492.8

3.511192 868.36 9543.35 12066.5

3.764936 870.71 9144.5 11379.1

4.037017 875.64 8727.55 10864.25

4.328761 878.48 8295.15 10359.6

4.641589 876.32 7894.3 9779.7

4.977024 884.38 7492.45 9298.7

. . . .

1000 20.91 27.1845 24.154

Lampiran 11 Hasil pengujian impedansi terhadap frekuensi membran 6.5 g benang nilon dengan 0.5 g arang.

Impedansi (Ω) Impedansi (Ω) Impedansi (Ω)

1 24584 47926.8 23205.1

1.072267 23171 45097.45 22138.15

1.149757 22187 42481.3 20075.6

1.232847 21077 40018.05 20488.25

1.321941 20388 37766.05 18036.75

1.417474 18665 35560 17629

1.519911 18165 33515.3 16094.3

1.629751 17344 31608.75 15352.1

1.747528 15960 29794.05 14760.25

1.873817 15054 28117.2 13823.8

2.009233 14675 26521.5 13136.75

2.154435 13672 25030.95 12777.8

2.31013 13188 23624.9 11643.05

2.477076 12348 22286.35 10985.35

2.656088 11405 21044.15 10348.85

2.848036 10785 19884 10028.65

3.053856 10213 18745.5 9452.7

3.274549 9541.4 17694.55 8695.45

3.511192 9059.4 16758.5 8480

3.764936 8524.4 15859.95 8068.9

4.037017 8060.5 14976.7 7502.35