Uji Selektifitas Transpor Fenol Melalui Teknik Membran Cair Fasa Ruah

Semirata 2013 FMIPA Unila |319

Uji Selektifitas Transpor Fenol Melalui Teknik Membran Cair

Fasa Ruah

Olly Norita Tetra,* Admin Alif, Refinel, Hermansyah Aziz dan Desniwati

Laboratorium Elektro/Fotokimia, Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Andalas Email : Olly512@yahoo.com

Abstrak. Ekstraksi fenol dari dalam air dapat dimodifikasi kedalam teknik membran cair fasa ruah tanpa zat pembawa. Berdasarkan hasil optimasi transpor fenol antarfasa melalui teknik membran cair fasa ruah didapatkan persentase fenol ke fasa penerima 95,11% dan bersisa difasa sumber 6,55%. Untuk itu dilakukan uji selektifitas transpor fenol dengan adanya ion-ion logam lain dimana fenol 2.13 x 10-4 M ditranspor secara berpasangan dengan logam Cd(II), Zn(II), Ca(II) dan Mg(II) dalam 6 ml fasa sumber ke dalam 12 ml larutan NaOH 0,1 M sebagai fasa penerima melalui 30 ml fasa membran organik. Pengukuran konsentrasi fenol pada kedua fasa air dilakukan dengan Spektrofotometer UV-VIS menggunakan metoda 4-aminoantipirin, sedangkan konsentrasi ion-ion logam ditentukan dengan Spektroskopi Serapan Atom (SSA). Proses transpor fenol melalui teknik membran cair fasa ruah selektif terhadap adanya Cd(II), Zn(II), Ca(II) dan Mg(II) dimana tidak ditemukannya ion-ion tersebut dalam fasa penerima setelah proses transpor dan sebagian besar ion tersebut tersisa dalam fasa sumber. Sedangkan transport fenol melalui teknik membran cair fasa ruah dengan adanya Cd(II), Zn(II), Ca(II) dan Mg(II) masing-masing dalam bentuk campuran dengan fenol ternyata mengalami penurunan persentase transpor fenol ke fasa penerima namun tidak mempengaruhi transpor fenol ke fasa penerima secara signifikan.

Kata kunci : Fenol, Membran cair fasa ruah, Selektifitas, Transpor

PENDAHULUAN

Teknik membran cair fasa ruah merupakan modifikasi dari proses ekstraksi

kembali dimana teknologi ini

mengkombinasikan ekstraksi pelarut dan proses ‖stripping‖ dalam suatu perpaduan yang sangat menarik untuk pemisahan spesi tertentu pada konsentrasi rendah.

Pemisahan fenol dari dalam air tanpa menggunakan zat pembawa telah dikembangkan oleh Charlena pada tahun 1995 melalui teknik emulsi membran cair.[3] Yin Hua Wan dan Xiang De Wang (1997) juga melakukan pemisahan fenol dalam limbah buangan melalui teknik membran cair dengan menggunakan N503

sebagai zat pembawa.[4]

Zhou, J. Yuanhua (2006) dan M. Teresa, et al (2007) menyatakan bahwa keselektifan membran sebagai mediator pemisahan

sangat dipengaruhi oleh pemilihan yang cocok dari zat pembawa yang dipakai dan teknik pengaturan sistem operasi transpor yang tepat dari spesi yang akan dipisahkan.

Ekstraksi fenol dari dalam air dapat dimodifikasi kedalam teknik membran cair fasa ruah dengan memakai N,N-dimetilasetamida sebagai zat pembawa yang telah dilakukan pada penelitian sebelumnya. Pada kondisi ini fenol dapat ditranspor ke fasa penerima sebesar 96,67%.[7] Pengaruh ion sulfat, fosfat dan beberapa ion logam pada pemisahan senyawa fenol dalam air dengan teknik emulsi telah pernah diteliti oleh Zaharasmi K, et al (2000) dan dilaporkan bahwa penambahan beberapa zat aditif (surfaktan) dan ion-ion logam ternyata bisa meningkatkan transpor fenol ke fasa penerima.

Transpor fenol melalui teknik membran cair fasa ruah ini juga telah pernah dilakukan sebelumnya tanpa menggunakan zat pembawa, hal ini dilakukan dengan mengatur pH fasa sumber, dari laporan sebelumnya didapatkan transpor fenol ke fasa penerima tanpa adanya zat pembawa adalah 95,11%

Berdasarkan hasil laporan penelitian tersebut dan dari hasil penentuan kondisi optimum transport fenol yang telah pernah dilakukan maka perlu dilakukan uji keselektifan dari transport fenol ini melalui teknik membran cair fasa ruah tanpa zat pembawa. Uji selektifas ini dilakukan dengan penambahan beberapa ion logam yang ditambahkan dalam fasa sumber seperti Ca(II), Mg(II), Zn(II) dan Cd(II) dan dipelajari bagaimana tingkat selektifitas dari transport fenol tersebut dalam adanya ion-ion logam ini dalam campurannya.

METODE PENELITIAN

Pengukuran Persentase Transpor Fenol pada Kondisi Optimum dengan Teknik Membran Cair Fasa Ruah

Proses transpor fenol melalui teknik membran cair fasa ruah seperti yang dilakukan pada penelitian sebelumnya (Gambar 1).13,20 Disiapkan beker gelas 50 mL dan dimasukkan fasa membran yaitu 30 mL kloroform. Dalam larutan fasa membran ini dicelupkan sebuah tabung kaca silindris dan dipipetkan ke dalamnya 6 mL larutan fasa sumber berupa fenol 2,13 x 10-4 M dengan pH 2. Di luar tabung gelas dimasukkan 12 mL fasa penerima NaOH 0,1 M. Teknis operasi dilakukan melalui pengadukan dengan memakai magnetik stirer pada kecepatan 340 rpm selama 2 jam. Setelah pendiaman 15 menit, fasa penerima dan fasa sumber diambil untuk diukur jumlah konsentrasi fenol yang terkandung di dalamnya dengan Spektrofotometer UV-Vis pada λmax 510

nm.

Gambar 1. Model percobaan transpor senyawa

fenol melalui teknik membran cair fasa ruah.

Penentuan Transpor Fenol yang berpasangan dengan masing-masing ion logam Cd(II) Zn(II), Ca(II) dan Mg(II) melalui Teknik Membran Cair Fasa Ruah

Larutan campuran fenol 2,13 x 10-4 M dengan pH 2 yang berpasangan dengan masing-masing ion logam Cd(II), Zn(II), Ca(II) dan Mg(II) pada konsentrasi tertentu, masing-masingnya dimasukkan kedalam fasa sumber sebanyak 6 mL. Campuran ini kemudian dioperasikan sama dengan prosedur teknik membran cair fasa ruah diatas. Setelah percobaan selesai, fenol dan semua ion baik dalam fasa sumber maupun fasa penerima ditentukan konsentrasinya dengan dengan Spektrofotometer UV/VIS spektronik 20 D dan Spektroskopi Serapan Atom (SSA).

HASIL DAN PEMBAHASAN Panjang gelombang maksimum untuk penentuan fenol dengan metoda 4-aminoantipirin adalah 510 nm. Kemudian dilakukan dilakukan penelitian ulang terhadap data optimasi yang telah didapatkan pada penelitian sebelumnya.

Pengaruh penambahan Cd(II) kedalam fasa sumber terhadap transpor fenol melalui membran cair fasa ruah

Fenol dalam larutan air cenderung berdisosiasi menjadi PhO- dan H+.

C6H5OH C6H5O- + H+ S = fasa sumber yang berisi

fenol 2,13 x 10-4 M

M = fasa membran, 30mL kloroform

P = fasa penerima berisi NaOH 0,1 M

Semirata 2013 FMIPA Unila |321

Gambar 2. Pengaruh penambahan Cd(II) dalam

fasa sumber terhadap % transpor fenol ke fasa penerima (--), dan sisa dalam fasa sumber (-♦-)

Pada kondisi ini, fenol akan sulit terdifusi ke fasa membran dan memudahkan Cd(II) untuk membentuk kompleks dengan fenol dan masuk ke fasa membran.

Penambahan Cd(II) sampai dengan 8,9 x 10-5 M (10 ppm) ternyata mampu menurunkan persen fenol di fasa sumber sampai dengan 6,13% (Gambar 2).

Penambahan Cd(II) sampai dengan konsentrasi 17,8 x 10-5 M (20 ppm) menyebabkan persentase transpor fenol yang sampai di fasa penerima mengalami penurunan sampai dengan 79,82%. (Gambar 2).

Transpor fenol melalui teknik membran cair fasa ruah ternyata selektif dengan adanya Cd(II) dalam fasa sumber sampai 17,5 x 10

-5

M (Gambar 3). Secara umum, Cd(II) cenderung akan tertahan pada fasa sumber dan sisanya terperangkap di fasa membran.

Gambar 3. Persentase Cd(II) pada fasa sumber (--)

dan pada fasa penerima (-♦-) terhadap transpor fenol melalui teknik membran cair fasa ruah

Komplek Cd-fenolat yang terbentuk cenderung kuat sehingga tidak ikut tertanspor ke fasa penerima.

Pengaruh Penambahan Zn(II) ke Dalam Fasa Sumber Terhadap Transpor Fenol Melalui Membran Cair Fasa Ruah

Penambahan Zn(II) ke dalam fasa sumber sampai dengan 15,3 x 10-5 M (10 ppm) menurunkan persentase fenol di fasa sumber sampai dengan 1,43%. Tetapi jika penambahan Zn(II) terlalu besar akan menyebabkan kenaikan persentase fenol sisa di fasa sumber. Tanpa adanya Zn(II) dalam fasa sumber, fenol yang tertranspor ke fasa penerima mencapai 95,11%. Sedangkan dengan penambahan Zn(II) sampai dengan konsentrasi 30,6 x 10-5 M, transpor yang sampai di fasa penerima

Gambar 4. Pengaruh penambahan Zn(II) dalam fasa

sumber terhadap transpor fenol ke fasa penerima (--), dan sisa fenol dalam fasa sumber (-♦-).

Gambar 5. Persentase Zn(II) pada fasa sumber (--)

dan pada fasa penerima (-♦-) terhadap transpor fenol melalui teknik membran cair fasa ruah

0 20 40 60 80 100 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 % F e nol Konsentrasi Cd(II) (10-5 _M) 0 20 40 60 80 100 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 % Cd (II) Konsentrasi Cd(II) (10-5 _M) 0 20 40 60 80 100 0 5 10 15 20 25 30 35 % Z n (II ) Konsentrasi Zn(II) (10-5_M)

Gambar 6. Pengaruh penambahan Ca(II) dalam fasa

sumber terhadap persentase transpor fenol ke fasa penerima (--) dan sisa fenol di fasa sumber (--)

mengalami penurunan sampai dengan 76,15% (Gambar 4).

Pada Gambar 5, dapat dijelaskan bahwa transpor fenol melalui teknik membran cair fasa ruah selektif terhadap adanya Zn(II) dalam fasa sumber, dimana Zn(II) cenderung tertahan pada fasa sumber dan hanya sedikit sekali yang masuk ke fasa membran sehingga Zn(II) tidak tertranspor ke fasa penerima.

Pengaruh Penambahan Ca(II) ke Dalam Fasa Sumber Terhadap Transpor Fenol Melalui Membran Cair Fasa Ruah

Penambahan Ca (II) dalam fasa sumber sampai dengan konsentrasi 5,00x10-4 M tidak memberikan perbedaan yang signifikan terhadap persentase fenol yang masuk ke dalam fasa membran, hal ini dikarenakan tidak adanya interaksi antara Ca (II) dengan fenol dalam fasa sumber, tetapi adanya Ca(II) menyebabkan daya transpor ke fasa penerima menjadi menurun.

Penambahan Ca (II) selanjutnya sampai dengan konsentrasi 5,0x10-4 M memberikan persentase fenol ke fasa penerima tidak bertambah secara signifikan. Hal ini disebabkan terjadinya penumpukan fenol dalam fasa membran sehingga mengurangi daya dorong transpor fenol ke fasa penerima(Gambar 6).

Penambahan Ca (II) sampai konsentrasi 5,0x10-4 M menyebabkan kecendrungan Ca(II) tertahan dalam fasa sumber dan tidak

Gambar 7. Persentase Ca(II) pada fasa sumber (--)

dan pada fasa penerima (--) terhadap transpor fenol melalui teknik membran cair fasa ruah

ikut tertranspor ke fasa penerima.

Hal ini disebabkan karena tidak adanya interaksi kimia antara Ca(II) dengan fenol sehinga transpor fenol selektif terhadap Ca(II), tetapi adanya Ca(II) menyebabkan proses transpor fenol ke fasa penerima sedikit menurun (Gambar 7).

Pengaruh Penambahan Mg (II) ke dalam Fasa Sumber Terhadap Transpor Fenol Melalui Teknik Membran Cair Fasa Ruah

Tanpa adanya Mg (II) dalam fasa sumber, fenol yang tertranspor ke fasa penerima mencapai 92,60%. Sedangkan dengan penambahan Mg (II) sampai dengan konsentrasi 8,229x10-4 M, menyebabkan penurunan transpor fenol ke fasa penerima sampai dengan 73,56% (Gambar 8).

Gambar 8. Pengaruh penambahan Mg(II) dalam

fasa sumber terhadap % transpor fenol ke fasa penerima (--), dan sisa dalam fasa sumber (--)

0 20 40 60 80 100 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 % C a( II) Konsentrasi Ca (II) (10-4_M) 0 20 40 60 80 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 % F e n o l Konsentrasi Mg (II) (10-4 _M)

Semirata 2013 FMIPA Unila |323 Penambahan Mg(II) dalam fasa sumber

dari konsentrasi 0,823x10-4 M (2 ppm) sampai dengan 8,229x10-4 M (20 ppm) menyebabkan sedikit penurunan persentase Mg (II) dalam fasa sumber yaitu dari 99,54 % menjadi 97,28 % dan ditemukan bahwa tidak tertranspornya Mg(II) ke fasa penerima, hal ini menjelaskan bahwa transpor fenol selektif terhadap adanya Mg(II) dalam fasa sumber.

KESIMPULAN

Proses transpor fenol melalui teknik membran cair fasa ruah selektif terhadap adanya Cd(II), Zn(II), Ca(II) dan Mg(II) dimana tidak ditemukannya ion Cd(II), Zn(II), Ca(II) dan Mg(II) dalam fasa penerima setelah proses transpor dan sebagian besar ion tersebut tersisa dalam fasa sumber.

Transpor fenol dalam adanya Cd(II), Zn(II), Ca(II) dan Mg(II) masing-masing dalam bentuk campuran dengan fenol ternyata menurunkan persentase transpor fenol ke fasa penerima namun tidak mempengaruhi transpor fenol ke fasa penerima secara signifikan.

UCAPAN TERIMA KASIH Kami peneliti mengucapkan terima kasih atas dana dan bantuan dari Penelitian Dosen Muda tahun 2012, Universitas Andalas Padang.

DAFTAR KEPUSTAKAAN

Mulder, M. 1991. Basic Principle of Membrane Technology. Kluwer Academic Publisher, Dordrencht. 244 -259

Mulyasuryani A, dkk. 1997. Metoda Sederhana untuk Monitoring Senyawa-Senyawa Fenol di Perairan. J.

Penelitian Ilmu-ilmu Teknik (engineering). 107-125Charlena. 1995. Ekstraksi Fenol dalam Air dengan Teknik

Emulsi Membran Cair. Tesis Pascasarjana Kimia Institut Teknologi Bandung. 1-37

Wan,Yin Hua and Xiang De Wang. 1997. Treatment of High Concentration Phenolic Waste Water by Liquid Membrane with N503 as Mobile

Pembawa. J. Membrane Science, 135 : 263 -270

Xiao, M., Zhou, J. and Yuanhua. 2006. Treatment of Highly-Concentrated Phenol Wastewater with an Extractive Membrane Reactor Using Silicone Rubber. J. Membrane Science,195 : 281-293

M. Teresa, A. Reis, Omdina.M.F, de Freitas, M. Rosinda, C, Ismael, and Jorge Carvalho, 2007. Recovery of Phenol From Aqueous Solutions Using Liquid Membranes With Cyanex 923. J. Membrane science, 305, 313-324 Olly Norita Tetra, Zaharasmi K, Refinel,

dan Eka Kurniawaty, 2010. Optimasi Ekstraksi Fenol Melalui Teknik Membran Cair Fasa Ruah, Laporan Penelitian Dosen Muda DIPA UNAND, 2010

Zaharasmi K, Refinel dan Fetri Dewi, 2000, Pengaruh Ion Sulfat Dan Fosfat Pada Pemisahan Senyawa Fenol Dalam Air Dengan Teknik Emulsi Membran Cair, Journal Kimia Andalas, 6 (1), 27-31A Ammar. Ibrahim and Abdulrazaq, 2009.

Physical Properties of Phenol Compound: Semi-empirical Calculation of Substituent Effects [Part One], Am.J .of Appl. Scie 6 (7): 1385-1389

M.Aziz Setiawan (2010) Optimasi Transpor Fenol melalui Membran Kloroform Dalam Teknik Membran Cair Fasa Ruah. Skripsi Sarjana Kimia Universitas Andalas.

Refinel, Zaharasmi, Mofliarti , 1999. Optimasi Kestabilan Emulsi Sebagai Membran Cair Untuk Ekstraksi fenol Dalam Air. Jurnal Kimia Andalas. 5 (2). 104-109

Refinel , Zaharasmi K, 2000, Pengaruh Ion Klorida Dan Nitrat Terhadap Pemisahan Senyawa Fenol Dalam Air Dengan Teknik Emulsi Membran Cair, Journal

Kimia Andalas, 6 (2), 77-80

Refinel, Zaharasmi K , 2000. Pengaruh Ion Klorida Dan Nitrat Terhadap Pemisahan Senyawa Fenol Dalam Air Dengan Tehnik Emulsi Membran Cair. Jurnal Kimia Andalas. 6 (2). 77-80

Olly Norita Tetra, Admin Alif, Hermansyah Aziz Dan Emriadi, 2007. Transpor Ion Tembaga (II) Melalui Membran Cair Fasa Ruah, Jurnal Riset Kimia, 1(1) September 2007