BIOSORPSI BIRU METILENA OLEH KULIT BUAH KAKAO
ZULFIKAR ALAMSYAH
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
ABSTRAK
ZULFIKAR ALAMSYAH. Biosorpsi Biru Metilena oleh Kulit Buah Kakao. Dibimbing oleh CHARLENA dan BETTY MARITA SOEBRATA
Kajian tentang biosorben zat warna semakin dikembangkan sejak ditemukannya kekurangan teknik konvensional dalam penurunan konsentrasi zat warna dari limbah industri dan penemuan biomassa pertanian yang dapat dimanfaatkan sebagai biosorben. Penelitian ini memanfaatkan selulosa dan tanin dari kulit buah kakao sebagai biosorben zat warna. Perlakuan terhadap kulit buah kakao meliputi modifikasi asam terimpregnasi basa, modifikasi basa, dan tanpa modifikasi. Modifikasi asam menggunakan asam nitrat 0.6 M sedangkan modifikasi basa menggunakan natrium hidroksida 0.1 M.
Adsorpsi dilakukan dengan ragam waktu adsorpsi, bobot biosorben, pengaruh kuat ion, isoterm, pH, dan diaplikasikan pada limbah industri zat warna. Waktu dan bobot biosorben optimum adsorpsi untuk biosorben tanpa modifikasi adalah 60 menit dengan bobot biosorben 2 g, pengaruh kuat ion 0.01 M, dan pH 3.02. Waktu dan bobot biosorben optimum adsorpsi modifikasi asam terimpregnasi basa adalah 45 menit dengan bobot 1 g, pengaruh kuat ion 1 M, dan pH 3.04. Biosorben modifikasi basa optimum pada menit 30, bobot 2 g, pengaruh kuat ion 1 M, dan pH 5.01. Adsorpsi biru metilena oleh biosorben kulit buah kakao tanpa modifikasi mengikuti tipe isoterm Freundlich dengan nilai n
sebesar 0.3886 dan k sebesar 7.5474, sama halnya dengan biosorben modifikasi asam impregnasi basa mengikuti tipe isoterm Freundlich dengan nilai n 0.6263 dan nilai k
sebesar 9.3389 dan biosorben modifikasi basa mengikuti tipe isoterm Langmuir dengan nilai α sebesar 0.0138 dan nilai β sebesar 3.4518. Aplikasi biosorben terhadap limbah industri zat warna menunjukkan kapasitas adsorpsi sebesar 1069.5697 µg/g biosorben. Arang aktif digunakan sebagai pembanding menunjukkan kapasitas adsorpsi sebesar 3150.7858 µg/g biosorben.
Berdasarkan penelitian ini kulit buah kakao dapat digunakan sebagai biosorben alternatif penjerap limbah zat warna bermuatan positif. Hasil penelitian ini juga menunjukkan bahwa variasi konsentrasi dengan KNO3, tipe biosorben tanpa modifikasi,
biosorben modifikasi asam terimpregnasi basa, biosorben modifikasi basa, dan interaksi antara keduanya memberikan pengaruh yang nyata terhadap kapasitas adsorpsi zat warna.
ABSTRAK
ZULFIKAR ALAMSYAH. Biosorption of Methylene Blue by cacao Rind. Supervised by CHARLENA and BETTY MARITA SOEBRATA
Study of coloring agent biosorbent is developed due to disadvantages in conventional technique that were found in reduction of coloring agent from industrial waste and the discovery of agricultural biomass that is potential to be utilized as a biosorbent. This research made use of cellulose and tannins from cacao rind as coloring agent biosorbent. Treatments toward cacao rind were base-impregnated acid modification using nitric acid 0.6 M, base modification using sodium hydroxide 0.1 M, and without modification.
Adsorption was carried out with variations of adsorption time, biosorbent weight, activity ion effect, isotherm, pH, and to be applicated wastewater industry of coloring agent. The optimum adsorption time, biosorbent weight, activity ion effect, and pH for unmodified biosorbent were 60 minutes, 2 g, 0.01 M, and 3.02, respectively. On the other hand, for base-impregnated acid modified biosorbent were 45 minutes, 1 g, 1 M, and 3.04 plus for base modified biosorbent were 30 minutes, 2 g, 1 M, and 5.01. The adsorption of metylene blue by unmodified and base-impregnated acid modified biosorbent was in accordance with Freundlich isotherm with n and k values of 0.3886 and 7.5474 and also 0.6263 and 9.3389, correspondingly. On the other hand, base modified biosorbent corresponded to Langmuir isotherm with α and β value of 0.0138 and 3.4518, respectively. Application of biosorbent toward industrial coloring agent waste showed an adsorption capacity of 1.069,5697 µg/g biosorbent, whereas charcoal (as a reference) exhibited a capacity of 3.150,7858 µg/g biosorbent.
This research showed that cacao rind was able to be used as a positive charged alternative coloring agent waste biosorbent plus variation of consentration KNO3 for each
BIOSORPSI BIRU METILENA OLEH KULIT BUAH KAKAO
ZULFIKAR ALAMSYAH
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
Judul : Biosorpsi Biru Metilena oleh Kulit Buah Kakao Nama : Zulfikar Alamsyah
NIM : G44202019
Menyetujui:
Pembimbing I, Pembimbing II,
Dra. Charlena, M.Si Betty Marita Soebrata, S.Si, M.Si NIP 132 088 359 NIP 131 694 523
Mengetahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S. NIP 131 473 999
PRAKATA
Bismillahirrahmanirrahim…Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT karena atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Karya ilmiah ini berjudul Biosorpsi Biru Metilena oleh Kulit Buah Coklat, yang dilaksanakan pada bulan November 2006 sampai dengan Mei 2007 bertempat di laboratorium Kimia Fisik dan lingkungan, IPB.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dra. Charlena, M.Si. dan Ibu Betty Marita, S.Si, M.Si. selaku pembimbing yang telah memberikan masukan dan pengarahan kepada penulis. Ungkapan terima kasih dihaturkan kepada Papa, Mama tercinta, Leni, Vivi, Mamak Ito, Mamak Iin, Mamak Agus, Tante Rani, Tante Risna, dan nenek saya tercinta atas doa dan dorongan semangat, dan kasih sayang kepada penulis. Ucapan terima kasih juga disampaikan Kepada Ibu Tun Tedja, Ibu Suminar, Bapak Zainal Hasan, Ibu Ai, Bapak Nano, Bapak Mail,Bapak Eman, Bapak Didi, dan Mas Heri. Saya haturkan banyak terima kasih kepada Lukman, Obie, David, Tri, Angga, Fahrizal, Amar, Rio, Steven, dan Kak Mamak atas kerjasamanya dan kebaikannya selama ini, dan kepada teman-teman angkatan 39 atas dukungan dan kenangan manisnya selama ini.
Akhir kata, penulis menyampaikan semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi ummat manusia pada umumnya dan dunia pendidikan Indonesia pada khususnya. Amin
Bogor, Mei 2007
Zulfikar Alamsyah
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kotanopan pada tanggal 21 Desember 1983 sebagai anak pertama dari tiga bersaudara, putra dari pasangan Amir Wahni dan Afni Junida.
Tahun 2002 penulis lulus dari SMU Negeri 3 plus Sipirok YPMHB, Padang Sidimpuan dan memperoleh kesempatan melanjutkan studi di Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB (USMI).
Tahun 2005 penulis melaksanakan Praktik Lapangan di Proses Kontrol Laboratorium dan Lingkungan PT Dystar Colour Indonesia, Ciwandan-Cilegon dengan judul Analisis Limbah Cair PT Dystar Colour Indonesia dengan nilai sangat memuaskan.
Selama mengikuti perkuliahan penulis aktif di dalam organisasi kampus di IPB. Priode kepengurusan 2005/2006 menjadi staf di Departemen Olahraga, Ikatan Mahasiswa Kimia (Imasika) IPB. Penulis juga sangat aktif dalam mengikuti seminar-seminar baik yang berbasis IPTEK dan wirausaha selama mengikuti perkuliahan di IPB.
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR TABEL ... iv DAFTAR GAMBAR ... iv DAFTAR LAMPIRAN ... iv PENDAHULUAN ... 1 TINJAUAN PUSTAKA Tanaman dan Limbah Perkebunan Kakao ... 2Modifikasi Biosorben ... 2
Adsorpsi dan Isoterm Adsorpsi ... 3
Karbon Aktif ... 4
Kuat Ion dan pH ... 4
Zat Warna ... 4
BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat ... 5
Metode Penelitian ... 5
HASIL DAN PEMBAHASAN Penentuan Kondisi Optimum BTM ... 7
Penentuan Kondisi Optimum BMATB ... 9
Penentuan Kondisi Optimum BMB ... 10
Adsorpsi pada Limbah Industri ... 12
Isoterm Adsorpsi ... 12
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan ... 14
Saran ... 14
DAFTAR PUSTAKA ... 14
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Kondisi optimum BTM ... 9
2 Kondisi optimum BMATB ... 10
3 Kondisi optimum BMB ... 12
4 Nilai konstanta n dan k dari persamaan Freundlich ... 13
5 Nilai konstanta αdan β dari persamaan Langmuir... 13
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1 Buah kakao... 22 Struktur biru metilena [2,7-bis (diamin tetrametil) ... 5
3 Biosorben kulit buah kakao ... 7
4 Waktu optimum adsorpsi biru metilena oleh BTM ... 8
5 Bobot optimum adsorpsi biru metilena oleh BTM ... 8
6 Adsorpsi larutan biru metilena oleh BTM dengan pengaruh kuat ion ... 8
7 Kapasitas adsorpsi biru metilena pada berbagai variasi pH oleh BTM ... 9
8 Waktu optimum adsorpsi biru metilena oleh BMATB ... 9
9 Bobot optimum adsorpsi biru metilena oleh BMATB ... 9
10 Adsorpsi larutan biru metilena oleh BMATB dengan pengaruh kuat ion... 10
11 Kapasitas adsorpsi biru metilena pada berbagai variasi pH oleh BMATB... 10
12 Waktu optimum adsorpsi biru metilena oleh BMB ... 10
13 Bobot optimum adsorpsi biru metilena oleh BMB ... 11
14 Adsorpsi larutan biru metilena oleh BMB dengan pengaruh kuat ion... 11
15 Kapasitas adsorpsi biru metilena pada berbagai variasi pH oleh BMB ... 11
16 Kapasitas adsorpsi limbah industri pada kondisi optimum... 12
17 Isoterm Langmuir adsorpsi biru metilena oleh BTM pada suhu 28oC... 12
18 Isoterm Freundlich adsorpsi biru metilena oleh BTM pada suhu 28oC ... 13
19 Isoterm Langmuir adsorpsi biru metilena oleh BMATB pada suhu 28oC ... 13
20 Isoterm Freundlich adsorpsi biru metilena oleh BMATB pada suhu 28oC ... 13
21 Isoterm Langmuir adsorpsi biru metilena oleh BMB pada suhu 28oC ... 13
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1 Bagan alir penelitian ... 17 2 Kadar air kulit buah kakao kering ... 18 3 Konsentrasi dan absorbans larutan biru metilena pada pembuatan kurva standar biru
metilena (λ maksimum = 665 nm) ... ... 18 4 Konsentrasi dan absorbans larutan biru metilena pada pembuatan kurva standar biru
metilena untuk limbah industri (λ maksimum = 665 nm) ... 18 5 Efektivitas dan kapasitas adsorpsi (Q) biosorben kulit buah coklat tanpa modifikasi
pada penentuan waktu optimum adsorpsi biru metilena ... 19 6 Efektivitas dan kapasitas adsorpsi (Q) biosorben kulit buah coklat modifikasi asam
terimpregnasi basa penentuan waktu optimum adsorpsi biru metilena …... 19 7 Efektivitas dan kapasitas adsorpsi (Q) biosorben kulit buah coklat modifikasi basa Penentuan waktu optimum adsorpsi biru metilena ... 19 8 Pengaruh bobot biosorben tanpa modifikasi pada kapasitas
adsorpsi biru metilena ... 20 9 Pengaruh bobot biosorben modifikasi asam terimpregnasi basa pada kapasitas
adsorpsi biru metilena ... 20 10 Pengaruh bobot biosorben modifikasi basa pada kapasitas adsorpsi
biru metilena ... 20 11 Pengaruh pH terhadap kapasitas adsorpsi biru metilena
oleh biosorben tanpa modifikasi .. ... 21 12 Pengaruh pH terhadap kapasitas adsorpsi biru metilena oleh biosorben
modifikasi asam terimpregnasi basa ... 21 13 Pengaruh pH terhadap kapasitas adsorpsi biru metilena
oleh biosorben modifikasi basa . . ... 21 14 Data kuat ion ... 22 15 Statistik uji Duncan ... 23 16 Kapasitas adsorpsi (Q) zat warna dalam limbah industri tekstil oleh
biosorben kulit buah kakao pada perlakuan optimum ... 26 17 Kapasitas adsorpsi (Q) zat warna biru metilena oleh
biosorben kulit buah kakao pada perlakuan optimum... 26 18 Isoterm Langmuir untuk adsorpsi biru metilena dengan
biosorben tanpa modifikasi ... 26 19 Isoterm Freundlich untuk adsorpsi biru metilena dengan biosorben
tanpa modifikasi ... 27 20 Isoterm Langmuir untuk adsorpsi biru metilena dengan biosorben modifikasi
asam terimpregnasi basa ... 27 21 Isoterm Freundlich untuk adsorpsi biru metilena dengan biosorben modifikasi
