1
POTENSI ARANG AKTIF DARI KULIT JERUK MEDAN (CITRUS SINENSIS (L) OSBECK.) SEBAGAI ADSORBEN ION KADMIUM (II) DAN TIMBAL (II)
DALAM LARUTAN
Rahmaniah1, Sofia Anita2, Subardi Bali2
1
Mahasiswa Program Studi S1 Kimia FMIPA-Universitas Riau
2
Bidang Kimia Analitik Jurusan Kimia FMIPA-Universitas Riau Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau
Kampus Binawidya Pekanbaru, 28293, Indonesia
rahmaniahmd@gmail.com
ABSTRACT
Orange peel was investigated as adsorbent in activated carbon with variation of sodium hydroxide concentration (2.5%, 5%, and 7.5%) . The characterization result showed that activated carbon of orange peel with 7,5% sodium hydroxide have 1.2% of moisture contain, 3.96% of ash content, 659.7703 mg/g of iodine adsorption and 39.125 m2/g of surface area. The presence of functional groups in orange peel activated carbon was confirmed by FT-IR Spectroscopy. Orange peel activated carbon was reacted with variation of concentration cadmium and lead solution for 24 hours and analyzed with Atomic Adsorption of Spectrophotometer. It was found that adsorption efficiency for cadmium and lead was 98.09% and 99.66% respectively.
Keywords : orange peel, adsorption, sodium hydroxide
ABSTRAK
Kulit jeruk dijadikan dalam bentuk arang dan diaktivasi menggunakan natrium hidroksida dengan variasi konsentrasi (2,5; 5,0 dan 7,5%). Dari hasil karakterisasi didapat bahwa arang kulit jeruk yang diaktivasi dengan konsentrasi natrium hidroksida 7,5% memiliki karakteristik terbaik meliputi kandungan air (1,2%), kandungan abu (3,96%), adsorspi terhadap iodium (659,7703 mg/g) dan luas permukaan (39,125 m2/g). Keberadaan gugus fungsi pada arang kulit jeruk baik sebelum maupun setelah aktivasi dikarakterisasi menggunakan spektroskopi FT-IR. Hasilnya menunjukkan bahwa pada arang kulit jeruk masih terdapat gugus hidroksil dan karboksil serta ion karboksilat (COO-) setelah diaktivasi dengan NaOH 7,5%. Arang kulit jeruk tanpa aktivasi dan aktivasi dengan natrium hidroksida 7,5% dikontakkan dengan variasi konsentrasi larutan kadmium dan timbal selama 24 jam. Larutan tersebut dianalisis menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom. Efisiensi penjerapan dari arang kulit jeruk yang diaktivasi NaOH 7,5% terhadap ion kadmium dan timbal diperoleh masing-masing adalah 98,09% and 99,66%.
2
PENDAHULUAN
Kulit jeruk memiliki kandungan berupa selulosa, hemiselulosa, lignin dan pektin (Liang et al., 2009). Adanya kandungan senyawa organik inilah yang membuat kulit jeruk sebagai biomaterial yang berpotensi untuk dijadikan sebagai adsorben alternatif dengan biaya murah. Selain itu, komponen-komponen ini memiliki gugus fungsi yang berbeda, seperti golongan karboksil dan hidroksil yang membuat kulit jeruk menjadi material yang berpotensi sebagai adsorben untuk menjerap ion logam dari larutan berair (Doulati Ardejani et al., 2007).
Mandina et al (2013) dalam penelitiannya menggunakan bubuk kulit jeruk yang dimodifikasi dengan NaOH untuk menjerap ion kromium (VI) dalam larutan. Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Bernard dan Jimoh (2013) menggunakan arang aktif kulit jeruk yang dimodifikasi menggunakan ZnCl2 untuk menjerap logam Pb, Fe,
Cu, dan Zn. Merujuk pada penelitian tersebut ingin diketahui konsentrasi optimum dari NaOH sebagai aktivator terhadap arang kulit jeruk dengan melakukan variasi konsentrasi aktivator NaOH sebesar 2,5%, 5%, dan 7,5%. Diharapkan kemampuan jerapan dari arang aktif kulit jeruk ini dapat diaplikasikan untuk menjerap ion logam berat diantaranya ion Pb(II) dan Cd(II) dengan hasil penjerapan yang baik.
Buah jeruk memiliki beberapa varietas dimana masing-masing varietas memiliki komposisi kimia yang berbeda. Perbedaan komposisi kimia tersebut memberikan kemampuan serapan berbeda dan pemilihan aktivator juga berbeda. Buah jeruk jenis citrus
sinensis (L) Osbeck. banyak ditemukan
di Indonesia khususnya di Riau yang
merupakan hasil perkebunan dari tanah Sumatra Utara di BerasTagi. Maka melalui penelitian ini ingin diketahui potensi arang kulit jeruk jenis citrus
sinensis (L) Osbeck. menggunakan
aktivator NaOH dengan variasi konsentrasi 2,5; 5; dan 7,5 % sebagai adsorben ion kadmium dan timbal dalam larutan mengingat bahwa ion-ion logam berat tersebut banyak dijumpai pada lingkungan perairan khususnya perairan yang terletak di sekitar daerah industri.
METODE PENELITIAN a. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah spektrofotometer UV-Vis (Termo Scientific Genesys 20), Spektrofotometer Serapan Atom merk Gallemerk Parkin Elmer A.Analysis 200, Furnace merk Gallenkamp Muffle furnace Size 1, oven merk Gallenkamp Hotbox oven Size 1, timbangan analitik (mettler tipe AE 200), desikator, saringan 100 dan 200 mesh, cawan krusibel, buret, statip, stopwatch, magnetik stirer, botol semprot, beker gelas, pipet tetes, kaca arloji, batang pengaduk, spatula, kertas indikator universal, desikator dan peralatan gelas yang umum digunakan di laboratorium.
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah kulit jeruk keprok, larutan NaOH, KI, KIO3, H2SO4 10 %,
amilum, Na2SO4, iodium, metilen biru,
3
b. Persiapan Arang Kulit Jeruk
Sampel kulit jeruk dipisahkan dari daging buahnya, kemudian dicuci dengan akuades hingga bersih, dipotong-potong ukuran kecil, dikeringkan dibawah sinar matahari selama lebih kurang 3-5 hari kemudian kulit jeruk yang telah kering dikarbonisasi menjadi bentuk arang dan dihaluskan. Arang tersebut diayak lolos ukuran 100 mesh dan tertahan 200 mesh. Arang yang dihasilkan dicuci dengan akuades kemudian dikeringkan menggunakan oven.
c. Aktivasi Arang Kulit Jeruk
Arang kulit jeruk masing-masing sebanyak 10 gram diaktivasi menggunakan 100 mL larutan NaOH dengan variasi konsentrasi 2,5; 5,0 dan 7,5% (b/v) kemudian diaduk dengan pengaduk magnet selama 5 menit dan didiamkan selama 24 jam. Arang tersebut kemudian disaring dan dicuci dengan akuades hingga netral. Kemudian arang dikeringkan dalam oven pada suhu 115 oC lalu didinginkan dan disimpan dalam desikator. Arang kulit jeruk dilakukan karakterisasi menggunakan FT-IR sebelum dan sesudah proses aktivasi.
d. Karakterisasi Arang Kulit Jeruk 1. Kandungan air (SNI
06-3730-1995)
Arang kulit jeruk ditimbang sebanyak 0,5 gram. Arang tersebut kemudian dimasukkan ke dalam wadah yang sudah diketahui beratnya. Lalu wadah tersebut dimasukkan ke dalam oven yang telah diatur suhunya ± 115oC selama 30 menit. Setelah itu,
didinginkan dan disimpan dalam desikator selama 15 menit lalu ditimbang hingga konstan.
- (1)
Keterangan :
w1 = Berat sampel dan wadah sebelum
pemanasan (g)
w2 = Berat sampel dan wadah setelah
pemanasan (g) wo = Berat sampel (g).
2. Kandungan abu (SNI 06-3730-1995)
Cawan krusibel kosong dicari berat konstannya dengan pemanasan pada suhu 115oC selama 30 menit kemudian didinginkan dalam desikator selama 15 menit dan ditimbang hingga konstan. Krusibel yang telah diketahui beratnya diisi dengan masing-masing 0,5 g arang kulit jeruk dan ditutup. Kemudian dipanaskan dalam furnace pada suhu 650 oC selama 3 jam. Setelah menjadi abu, kemudian dimasukkan dalam desikator, lalu ditimbang hingga konstan.
Keterangan :
w1= Berat sampel setelah pemanasan (g)
w2 = Berat krusibel kosong (g)
wo = Berat sampel (g)
3. Adsorpsi terhadap iodium
Arang kulit jeruk dipanaskan dalam oven pada suhu 105oC selama 1 jam. Lalu didinginkan dalam desikator selama 30 menit. Sebanyak 0,5 g arang tersebut ditambahkan 50 mL larutan iodium 0,1 N, diaduk selama 15 menit
4 dan didiamkan selama 1 jam. Kemudian
diambil 5 mL larutan jernih, dititrasi dengan Na2S2O3 0,1 N. Bila warna
kuning dari larutan telah samar, selanjutnya ditambah 1 mL larutan amilum 1%. Titrasi kembali secara teratur hingga warna biru hilang.
Iodin yang terjerap (mg/g) =
- (3)
Keterangan :
V1 = larutan iodium yang dianalisis
(mL)
V2 = larutan natrium tiosulftat yang
diperlukan (mL) N1 = Normalitas iodium
N2 = Normalitas natrium tiosulfat
w = Berat sampel (g) fa = faktor aliquot
4. Adsorpsi metilen biru (SNI 06-3730-1995)
Arang aktif kulit jeruk dipanaskan ke dalam oven pada suhu 115 oC selama 1 jam dan didinginkan di dalam desikator, kemudian sebanyak 0,5 g arang kulit jeruk tersebut dimasukkan ke dalam Erlenmeyer. Sebanyak 50 mL metilen biru 250 ppm ditambah ke dalam setiap sampel, kemudian diaduk dengan pengaduk magnetik selama 15 menit didiamkan selama 5 menit kemudian dipisahkan dengan sentrifugasi selama 10 menit. Larutan jernih pada bagian atas diambil dan diukur absorbansinya pada panjang gelombang yang telah ditentukan sebelumnya. (4) Keterangan : X0 = Konsentrasi awal (mg/L) X1 = Konsentrasi akhir (mg/L) V = Volume larutan (L) W = Berat sampel (g) ( ) (5)
Xm = Jumlah metilen biru yang terjerap
tiap gram adsorben N = Bilangan Avogadro (6,02x1023 molekul/mol) A = Luas permukaan metilen biru (197,197x10-20 m2/mol) BM = Berat molekul metilen biru (319,86 g/mol)
e. Penentuan Daya Jerap Arang kulit jeruk Dengan Aktivator NaOH 7,5% Terhadap Ion Cd2+ dan Pb2+ Berdasarkan Variasi Konsentrasi Larutan
1. Daya jerap arang kulit jeruk terhadap ion Cd2+
Sebanyak 0,1 g arang tanpa aktivasi dan aktivasi masing-masing dimasukkan ke dalam gelas piala, kemudian ditambahkan 50 mL larutan kadmium dengan konsentrasi 1,5110; 5,6160 dan 9,9055 ppm. Campuran distirer selama 15 menit dan didiamkan selama 24 jam, kemudian diambil bagian larutan jernih dan dianalisis dengan SSA-nyala pada panjang gelombang 228,8 nm.
2. Daya Jerap arang kulit jeruk terhadap ion Pb2+
Sebanyak 0,1 g arang tanpa aktivasi dan aktivasi masing-masing dimasukkan ke dalam gelas piala, kemudian ditambahkan 50 mL larutan
5 timbal dengan konsentrasi 20, 40 dan 60
ppm. Campuran distirer selama 15 menit dan didiamkan selama 24 jam, kemudian diambil bagian larutan jernih dan dianalisis dengan SSA-nyala pada panjang gelombang 283,3 nm.
f. Analisis Data
Analisis data dari penjerapan arang aktif kulit jeruk sebagai adsorben ion timbal dan kadmium disajikan dalam bentuk tabel, grafik dan kurva kalibrasi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Persiapan dan Aktivasi Arang Kulit Jeruk
Sampel kulit jeruk yang telah diarangkan digerus dan diayak menggunakan ayakan bertingkat lolos ukuran 100 mesh dan tertahan ukuran 200 mesh adalah untuk mendapatkan arang dengan ukuran partikel yang kecil dan homogen sehingga dapat memperbesar luas permukaan dari adsorben tersebut. Semakin luas permukaan adsorben maka kapasitas adsorpsi akan semakin besar, hal ini karena tumbukan efektif antara partikel adsorben dan adsorbat akan meningkat seiring meningkatnya luas permukaan (Suryani, 2009).
Kulit jeruk sebagian besar terdiri dari senyawa organik seperti selulosa, hemiselulosa, pektin, lignin dan salah satunya lagi adalah minyak atsiri. Minyak atsiri merupakan senyawa yang bersifat nonpolar dan tidak larut dalam air. Adanya minyak pada kulit jeruk akan mempengaruhi daya jerapnya terhadap ion-ion logam, maka untuk menghilangkan minyak tersebut perlu dilakukan proses penghilangan minyak
tersebut dengan penambahan NaOH sekaligus sebagai aktivator dalam penelitian ini.
Kandungan senyawa-senyawa organik lainnya, seperti selulosa, pektin, hemiselulosa, lignin yang memiliki gugus fungsi yang akan berperan dalam proses adsorpsi. Untuk meningkatkan persentase penjerapan, gugus fungsi tersebut perlu diaktivasi agar lebih aktif dalam proses adsorpsi dengan penambahan aktivator NaOH. Adapun kemampuan NaOH diuji dengan variasi konsentrasi 2,5; 5,0 dan 7,5% (Khairani, 2015). Aktivator NaOH memiliki sifat
dehydrating agent yaitu dapat mengikat
air dari molekul yang terikat padanya, hal ini karena NaOH memiliki afinitas yang besar terhadap air, sehingga dengan sifatnya tersebut maka proses aktivasi dapat menyebabkan pori-pori pada arang terbuka. Kemudian pencucian arang kulit jeruk dengan akuades hingga pH netral adalah untuk menghilangkan sisa basa yang masih terdapat pada arang. Lalu arang kulit jeruk disimpan di dalam desikator untuk menjaga agar arang dalam keadaan kering.
b. Karakterisasi Arang
Karakterisasi arang kulit jeruk terdiri dari pengukuran kadar air, kadar abu, adsorpsi terhadap iodium dan adsorpsi terhadap metilen biru dilakukan untuk dapat menentukan konsentrasi optimum dari NaOH sebagai aktivator arang dengan variasi 2,5; 5,0 dan 7,5%. Dari hasil karakterisasi diperoleh bahwa arang kulit jeruk dengan konsentrasi aktivator NaOH 7,5% memiliki hasil karakterisasi yang lebih baik dibandingkan dengan arang pada konsentrasi lainnya, hal ini terlihat dari
6 nilai kadar air dan kadar abu yang
rendah serta daya jerap iodium dan luas permukaan yang tinggi. Data pada Tabel 1 menunjukkan nilai kadar air terendah sebesar 1,2%. Penetapan kadar air bertujuan untuk mengetahui kandungan air dari arang. Aktivator NaOH pada konsentrasi 7,5% berkerja optimal dalam melarutkan senyawa-senyawa yang menutupi permukaan arang sehingga saat pemanasan molekul-molekul air yang terperangkap akan lebih mudah untuk menguap. Selain itu, penurunan kadar air untuk arang seiring meningkatnya konsentrasi NaOH menujukkan sifat higroskopis dari aktivator. Bahan pengaktif yang bersifat higroskopis dapat menurunkan kadar air. Terikatnya molekul air oleh aktivator akan membuka pori-pori dari arang (Pari, 2004). Sehingga dengan terbuka pori-pori arang akan memperbesar luas permukaan arang. Semakin besar luas permukaan maka semakin baik kualitas dari arang tersebut dalam proses adsorpsi terhadap molekul berukuran kecil seperti iodium (Rumidatul, 2006). Hal ini berdasarkan besarnya iodium yang terjerap sebesar
265,2969 mg/g dibandingkan dengan adsorpsi arang terhadap iodium pada konsentrasi lainnya. Banyaknya iodium yang dijerap berkaitan dengan terbentuknya pori pada arang yang semakin banyak (Pari, 2004). Penetapan kadar abu bertujuan untuk menentukan kandungan mineral atau logam dalam bentuk oksida dari arang kulit jeruk.
Kadar abu dapat mempengaruhi kualitas arang sebagai adsorben. Hal ini disebabkan karena mineral yang masih tersisa akan menyebabkan terjadinya penyumbatan pori-pori adsorben sehingga mempengaruhi adsorpi yang terjadi (Herlandien, 2013). Aktivator berfungsi sebagai zat pelarut mineral yang menutupi pori-pori sehingga semakin tinggi konsentrasi aktivator maka semakin banyak pula mineral yang larut dan menyebabkan terbukanya pori-pori serta memperbesar luas permukaan adsorben (Budiono et al., 2007) sehingga mempengaruhi daya jerap terhadap iodium dan metilen biru.
Daya jerap iodium menunjukkan jumlah relatif mikropori yang terdapat pada adsorben (Heng et al., 1985).
Tabel 1. Karakterisasi arang kulit jeruk dengan variasi konsentrasi NaOH Konsentrasi NaOH (%) Kandungan Air (%) Kandungan Abu (%) Adsorpsi Iodium (mg/g) Adsorpsi Metilen Biru (mg/g) Luas Permukaan Adsorben (m2/g) 2,5 1,54 2,30 563.94 10,55 38,4780 5,0 1,60 4,02 624,57 10,31 38,2624 7,5 1,20 3,96 659,77 10,37 39,1253
SNI Maks.15 Maks.10 Min.750 Min.25
Selain itu, penetapan adsorpsi terhadap iodium bertujuan untuk mengetahui kemampuan adsorben untuk menjerap larutan berwarna (Pujiarti dan Sutapa,2005). Semakin besar angka iodium maka semakin besar kemampuan dalam mengadsopsi
adsorbat atau zat terlarut. Oleh karena itu, adsorpsi terhadap iodium merupakan indikator penting dalam menentukan kualitas adsorben. Besarnya iodium yang terjerap pada arang dengan konsentrasi aktivator NaOH 7,5% memiliki korelasi terhadap
7 luas permukaan yang diperoleh dari
adsorpsi arang terhadap metilen biru sebesar 87,5253 m2/g. Sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin besar luas permukaan arang maka semakin besar daya adsorpsinya terhadap iodium.
c. Karakterisasi Gugus Fungsi
Adanya gugus fungsi pada permukaan arang kulit jeruk baik sebelum maupun sesudah proses aktivasi diamati menggunakan spektroskopi FTIR. Gambar 1 menunjukkan spektrum FTIR sebelum dan sesudah proses adsorpsi. Bilangan gelombang pada 3045,73 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi dari hidrogen yang berikatan dengan gugus hidroksil (O-H). Pada 2926,14 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi regangan dari C-H alifatik. Pada 1593,27 dan 1439,92 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi regangan C=O dari gugus karboksilat dan vibrasi ikatan C=C aromatik. Puncak pada 1149,62 dan 1054,14 cm-1 berturut-turut menunjukkan adanya vibrasi ikatan C-O alkohol dan C-N. Spektrum IR setelah proses aktivasi dengan aktivator variasi 2,5; 5,0 dan 7,5% tidak jauh berbeda dan memiliki pola spektrum yang hampir sama dengan spektrum IR sebelum proses aktivasi hanya terdapat perubahan intensitas dan transmitan.
Gambar 1. Karakterisasi gugus fungsi pada arang kulit jeruk sebelum dan sesudah aktivasi NaOH 2,5; 5,0 dan 7,5%
d. Adsorpsi Arang Kulit Jeruk Terhadap Ion Kadmium dan Timbal
Penentuan daya adsorpsi arang kulit jeruk baik tanpa aktivasi maupun aktivasi dengan aktivator NaOH 7,5% dilakukan terhadap ion kadmium dengan variasi konsentrasi 38,2872; 14,1188 dan 47,7610 ppm dengan waktu kontak 24 jam. Dari hasil penelitian yang dicantumkan pada Tabel 2 menunjukkan bahwa persentase penjerapan arang yang diaktivasi lebih besar daripada arang tanpa aktivasi. Menurut Safrianti et al (2012) persentase dan kapasitas penjerapan terhadap ion logam dapat ditingkatkan dengan proses aktivasi, hal ini karena proses aktivasi dapat melarutkan mineral yang terdapat pada sampel seperti kalsium dan fosfor dan juga meningkatkan kereaktifan gugus fungsi seperti karbonil dan hidroksil lebih 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2500 3000 3500 4000 4500 1/cm -0 15 30 45 60 75 90 %T 3 4 1 9 ,9 4 2 9 2 8 ,0 7 2 9 1 4 ,5 7 1 7 9 4 ,8 4 1 7 3 3 ,1 2 1 6 1 6 ,4 2 1 3 7 8 ,2 0 1 2 4 3 ,1 8 1 0 6 3 ,7 9 3 4 1 8 ,0 1 2 9 2 8 ,0 7 2 9 2 1 ,3 2 1 7 6 1 ,0 8 1 7 3 8 ,9 0 1 6 2 2 ,2 0 1 4 1 8 ,7 1 1 3 5 9 ,8 7 1 2 0 7 ,4 9 1 0 5 4 ,1 4 3 4 1 8 ,9 7 2 9 1 4 ,5 7 1 7 6 1 ,0 8 1 7 4 2 ,7 6 1 6 2 2 ,2 0 1 4 0 4 ,2 4 1 2 0 7 ,4 9 1 1 9 7 ,8 5 1 0 6 2 ,8 2 3 4 1 9 ,9 4 2 9 1 1 ,6 7 1 7 7 0 ,7 3 1 7 4 2 ,7 6 1 6 1 6 ,4 2 1 5 8 5 ,5 5 1 4 1 1 ,9 5 1 3 7 4 ,3 4 1 1 9 6 ,8 8 1 0 5 4 ,1 4 AK JR 0% NaOH1 AK JR 2,5% NaOH1 AK JR 5% NaOH1 AK JR 7,5% NaOH1 AK JR 7,5% NaOH
8 banyak sehingga ion logam berat yang
diadsorpsi meningkat. Tingginya persentase arang yang diaktivasi menunjukkan bahwa aktivator NaOH begitu mempengaruhi kemampuan jerapan arang terhadap ion kadmium. Tabel 2. Hasil uji daya jerap arang kulit jeruk
Keterangan :
Kode A : Aktivasi dengan NaOH7,5% Kode B : Tanpa aktivasi
Uji kemampuan jerapan arang tanpa aktivasi maupun aktivasi dengan aktivator NaOH 7,5% juga dilakukan terhadap ion timbal dengan variasi konsentrasi 14,1188; 38,2872; dan 47,7610 ppm dengan waktu kontak 24 jam. Tabel 3 menunjukkan bahwa kemampuan jerapan optimum dari arang kulit jeruk tanpa aktivasi dan aktivasi berada pada konsentrasi 38,2872 ppm dengan persentase penjerapan adalah 94,6115% dan 99,66%. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa arang dengan aktivasi memiliki persentase penjerapan yang lebih besar daripada tanpa aktivasi, hal ini menunjukkan bahwa adanya proses aktivasi dengan aktivator NaOH menyebabkan kapasitas dan persentase penjerapan terhadap ion timbal meningkat. Hal ini dapat disebabkan terjadinya adsorpsi kimia pada proses adsorpsi terhadap timbal dimana adanya ion-ion COO- pada arang cenderung mempercepat proses penjerapan.
Tabel 3. Hasil uji daya jerap arang kulit jeruk terhadap ion timbal
Keterangan:
Kode A : Aktivasi dengan NaOH7,5% Kode B : Tanpa aktivasi
Gambar 2 menunjukkan bahwa kemampuan jerapan optimum dari arang kulit jeruk tanpa aktivasi dan aktivasi berada pada konsentrasi 5,6160 ppm dengan efisiensi penjerapan masing-masing adalah 94,09% dan 98,09%. Hal ini memperlihatkan terjadinya peningkatan efisiensi penjerapan arang baik tanpa aktivasi maupun aktivasi dari konsentrasi 1,5110 ppm dan mengalami penurunan lagi pada konsentrasi 9,9055 ppm.
Gambar 2. Efisiensi penjerapan arang kulit jeruk dengan aktivasi dan tanpa aktivasi berdasarkan variasi konsentrasi ion kadmium.
86 88 90 92 94 96 98 100 0 10 20 Pe rsen Pe n je ra p a n ( % ) Konsentrasi (ppm) Aktivasi NaOH 7.5% Tanpa Aktivasi Kode Konsentrasi Awal (ppm) Konsentrasi Larutan (ppm) Persentase Penjerapan (%) Kapasitas Penjerapan (mg/g) A1 1,5110 0,1211 91,98 0,6949 A2 5,6160 0,1070 98,09 2,7545 A3 9,9055 0,3752 96,21 4,7651 B1 1,5110 0,1833 87,86 0,6638 B2 5,6160 0,3318 94,09 2,6421 B3 9,9055 0,7231 92,70 4,5912 Konsentrasi Awal (ppm) Kode Konsentrasi Larutan (ppm) Persentase Penjerapan (%) Kapasitas Penjerapan (mg/g) 14,1188 A1 0,1542 98,90 6,9823 38,2872 A2 0,1276 99,66 19,0798 47,7610 A3 1,6184 96,61 23,0713 14,1188 B1 1,2442 91,18 6,4373 38,2872 B2 2,0631 94,61 18,1120 47,7610 B3 14,6203 69,38 16,5703
9 Menurut Suryani (2009)
semakin tinggi konsentrasi adsorbat, maka laju reaksi adsorpsi akan semakin cepat karena adanya daya dorong yang tinggi dari molekul adsorbat, namun pada kondisi tertentu akan stabil karena sudah mengalami kejenuhan dan terjadi proses kesetimbangan. Hal ini terlihat dari penurunan efisiensi penjerapan arang kulit jeruk pada konsentrasi 9,9055 ppm yang dapat disebabkan terjadinya pelepasan ion kadmium yang telah terikat oleh situs aktif pada arang sehingga mengakibatkan konsentrasi ion kadmium dalam larutan meningkat.
Pada Gambar 3 dapat dilihat adanya kenaikan dan penurunan persentase spenjerapan dengan variasi konsentrasi logam. Pada konsentrasi 14,1188 ppm persentase penjerapan rendah dan akan naik pada konsentrasi 38,2872 ppm kemudian akan menurun kembali seiring peningkatan konsentrasi pada 47,7610 ppm. Naik turunnya grafik dapat diakibatkan karena pada konsentrasi logam yang rendah, perbandingan dari jumlah mol awal ion logam terhadap luas permukaan yang tersedia sangat kecil.
Gambar 3. Efisiensi penjerapan arang kulit jeruk dengan aktivasi dan tanpa aktivasi berdasarkan variasi konsentrasi ion timbal
KESIMPULAN
Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa konsentrasi aktivator NaOH optimum diperoleh pada konsentrasi NaOH 7,5% dengan kadar air 1,2%, kadar abu 3,96%, adsorpsi iodium 659,77 mg/g dan luas permukaan 39,1253 m2/g dan arang kulit jeruk berpotensi sebagai adsorben ion kadmium (II) dan timbal (II) dengan efisiensi penyerapan masing-masing adalah 98,09% dan 99,66%.
DAFTAR PUSTAKA
Bernard, E., and Jimoh, A. 2013. Adsorption of Pb, Fe, Cu, Zn from Industrial Indoplating Wastewater by Orange Peel Activated Carbon. International Journal of Engineering and
Applied Sciences.4, No.2
Budiono, A. Suhartana dan Gunawan. 2007. Pengaruh Aktivasi Arang
Tempurung Kelapa Dengan
Asam Sulfat dan Asam Fosfat
Untuk Adsorpsi Fenol.
Universitas Diponegoro.
Doulati Ardejani, F., Badi, KH., Yousefi Limaee, N. Mahmoodi, N.M., Arami, M., Shafaei, S. Z dan Mirhabila, A.R., 2007. Numerical Modelling and Laboratory Studies on the Removel of Direct Red 23 and Direct Red 80 Dyes from Textile Efluents Using Orange Peel a Low-Cost Adsorbent. Dyes and
Pigments, 73(2), 178-185. 0 20 40 60 80 100 120 0 50 100 P e r se n P enje r a pa n (% ) Konsentrasi (ppm) Akivasi NaOH 7.5%
10 Heng, S., Verheyen, T.V., Perry, G.J.,
MC Allan, C.G dan J.A. Harris. 1985. Effect of Chemical Pretreatment on Carbonization of Victorian Brown Coal.
Proceedings International
Conference on Coal, Sydney.
Herlandien, Y.L. 2013. Pemanfaatan Arang Aktif Sebagai Absorben Logam Berat Dalam Air Lindi di TPA Pakusari Jember. Skripsi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Jember.
Hughes, M.N dan Poole, R.K. 1984.
Metals and Microorganism.
Chapman and Hall, London. Khairani, F.2015. Potensi Arang Aktif
dari Tulang Kambing Sebagai Adsorben Ion Besi (III), Kadmium (II), Klorida dan Sulfat Dalam Larutan. Skripsi.
Jurusan Kimia FMIPA UR. Pekanbaru.
Liang, S. Guo, X.Y.;Feng, N.C. & Tian,Q.H. 2009. Isoterms, Kinetic and Thermodinamic Studies of Adsorption of Cu2+ and Cd2+ from Aquos Solutions by Mg2+/K+Type Orange Peel Adsorbents. Journal of
hazardous material,174 (1-3).
756-762
Mandina,S., Fidelis Chigando, Munyaradzi Sumba, Benias Chomunorwa Nyamunda, Edith Sebata. 2013. Removal of Cromium(VI) from Aquos Solution Using Chemically Modified Orange (Citrus
Sinensis) Peel. IOSR Journal of
Applied Cemistry. 6, No.66-75
Pari, G. 2004. Kajian Struktur Arang Aktif dari Serbuk Gergaji Kayu sebagai Adsorben Emisi Formaldehida Kayu Lapis.
Disertasi. Pascasarjana IPB,
Bogor.Palar, Heryanto. 1994, Pencemaran dan Toksikologi
Logam Berat. Jakarta: Rineke
Cipta.
Pujiarti, R. dan Setupa, J.G. 2005. Mutu Arang Aktif dari Limbah Kayu Mahoni (Swietenia Macrophylla
King) Sebagai Bahan Penjernih Air. Jurnal Ilmu dan Teknologi
Kayu Tropis.
Rumidiatul, A. 2006. Effectivity of Activated Charcoal as Adsorbent for Wastewater Treatment. Tesis, ITB.
Suryani A. M. 2009. Pemanfaatan Tongkol Jagung Untuk Pembuatan Arang Aktif Sebagai Adsorben Pemurnian Minyak Goreng Bekas. Skripsi. FMIPA IPB, B
