KEMAMPUAN BATANG JAGUNG (Zea mays) DALAM MENGADSORPSI ION LOGAM Cu (II) SKRIPSI

(1)

KEMAMPUAN BATANG JAGUNG (Zea mays) DALAM

MENGADSORPSI ION LOGAM Cu (II)

SKRIPSI

Oleh

Ahmad Ridho

100405061

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

OKTOBER 2015

(2)

KEMAMPUAN BATANG JAGUNG (Zea mays) DALAM

MENGADSORPSI ION LOGAM Cu (II)

SKRIPSI

Oleh

Ahmad Ridho

100405061

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

OKTOBER 2015

(3)

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

KEMAMPUAN BATANG JAGUNG (Zea mays) DALAM

MENGADSORPSI ION LOGAM Cu (II)

dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.

Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai aturan yang berlaku.

Medan, 13 Oktober 2015

Ahmad Ridho NIM 100405061

(4)

PENGESAHAN

Stxipsi dengan judut :

KSMAMPUAI\I BATAIIG JAGITNG (Zer aclo) DALAM

MENGADSORPSI tON LOGAI}I Cu (rr]

Dibuat untuk melenglapi persyamtan m€qiadi Saqiana Teloik paaa Oo,parteaoen Te,knik Kimia Fakulras T€knik Univeisits Sumse*a U{ara Slaipsi

iui

telah

diajukan

_@a

sidang ujian skripsi

pe 2l

Oktober 2015 dao dinyatakan

mauhi

syarat/mh sebagai skripsi

pda

Dqiart€m€n Teknik Kimia Fakultas

Tehik Universitas Sumarera Utax&

Medaa, Oltober 2015 Dosen Pembimbing,

Dosen Penguji

I

Bode Harvento. S.T ilI.T Ph.I)

llIP:

19710130 199903

I

001 Dosen Penguji

II

Frride Hanum. S.T M.T nrP. 197E06102W212 2 oGI

*=Q)

KOORDINATOR 141997022W2

xrp.

19611225 19E!lll3

I

003

(5)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Kemampuan Batang Jagung (Zea mays) Dalam Mengadsorpsi Ion Logam Cu (II)”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

Hasil penelitian ini:

 Penelitian ini memberikan informasi tambahan mengenai adsorben yang dibuat dari batang jagung dengan perlakuan berbagai bentuk sebagai pemanfaatan limbah logam berat yang terbuang

 Penelitian ini membantu pengurangan logam berat dalam proses adsorpsi sehingga tidak membahayakan kehidupan masyarakat.

Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu secara khusus penulis mengucapakan terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada Bapak Bode Haryanto, S.T M.T Ph.D

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.

Medan, Oktober 2015

Penulis Ahmad Ridho

(6)

iv

DEDIKASI

Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada kedua orang tua saya yaitu Ayahanda Kpt. Amin Khaswiyanto dan Ibunda Dra. Nurbayah Tanjung, serta kepada adik, teman seperjuangan dan keluarga besar saya yang telah memberikan dukungan moril maupun materil yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini dengan baik.

(7)

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama : Ahmad ridho NIM : 100405061

Tempat/tgl lahir : Binjai / 14 Desember 1991 Nama orang tua : Kapten. Amin Khasiyanto Alamat orang tua :

Jl. Dahlia Ujung No. 6. Rantauprapat Asal Sekolah :

 TK Islam a- ikhlas Medan tahun 1997-1998  SD Negeri 115528 Rantauprapat tahun 1998-2004  SMP Negeri 3 Rantauprapat tahun 2004-2007  MA Negeri Rantauprapat tahun 2007-2010 Pengalaman Organisasi :

 KAMMI Komisariat Teknik USU periode 2013 – 2014 sebagai Ketua Umum

 Covalen Study Group (CSG) periode 2012 – 2013 sebagai Anggota Bidang Sosial Kerohanian

Artikel yang telah dipublikasikan dalam jurnal : -

(8)

vi

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan batang jagung dengan variasi bentuk dalam menyerap ion logam tembaga (Cu2+) pada larutan dengan pH 4,5. Batang jagung yang digunakan dibentuk berupa lingkaran, ½ lingkaran, ¼ lingkaran, 50 mesh, dan 70 mesh. Penelitian ini terbagi menjadi 4 bagian, yaitu penentuan pH netral, pengeringan batang jagung, penentuan waktu kontak optimum dan penentuan kapasitas adsorpsi. Hasil penelitian yang didapatkan adalah waktu kontak optimum yang dibutuhkan adsorben untuk menyerap ion logam Cu2+ selama 120 menit (2 jam). Kapasitas adsorpsi untuk adsorben batang jagung bentuk lingkaran sebesar 4,873 mg/g, bentuk ½ lingkaran sebesar 4,819 mg/g, bentuk ¼ lingkaran sebesar 4,870 mg/g, bentuk serbuk 50 mesh sebesar 4,946 mg/g dan bentuk serbuk 70 mesh sebesar 4,972 mg/g.

Kata kunci : Adsorpsi, Ion Logam Cu2+, Waktu Kontak Optimum, Kapasitas Adsorpsi

(9)

ABSTRACT

This research aims to know availability of different shape corn stalk to adsorp cuprum ion (Cu2+) from solution on pH 4,5. Corn stalk has shape square, half square, quarter square, 50 mesh and 70 mesh. This research divided 4 part, there is determine neutral pH, drying corn stalk, determine optimum contact time and determine adsorption capacity. The results of this research is optimum contact time that corn stalk need to adsorp cuprum ion (Cu2+) is about 120 minutes ( 2 h ). Adsorption capacity of corn stalk for square is 4,873 mg/g, for half square is

4,819 mg/g, for quarter square is 4,870 mg/g, for 50 mesh is 4,946 mg/g and for

70 mesh is 4,972 mg/g.

Keywords : Adsorption, Cuprum Ion (Cu2+), Optimum Contact Time, Adsorption Capacity

(10)

viii

DAFTAR ISI

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i

PENGESAHAN ii

PRAKATA iii

DEDIKASI iv

RIWAYAT HIDUP PENULIS v

ABSTRAK vi

ABSTRAC vii

DAFTAR ISI viii

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR LAMPIRAN xiii

DAFTAR SINGKATAN xiv

DAFTAR SIMBOL xv BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 5 1.3 Tujuan Penelitian 5 1.4 Manfaat Penelitian 5 1.5 Ruang Lingkup Penelitian 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 7

2.1 Tanaman Jagung 7

2.2 Pencemaran Logam Berat 8

2.3 Logam Berat 10

2.3.1 Definisi Logam Berat 10 2.3.2 Sumber dan Bentuk Logam Berat 10 2.4 Logam Tembaga (Cu) 12 2.5 Adsorpsi

2.5.1 Mekanisme Adsorpsi

13 13

2.5.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi adsorpsi 2.4.3 Kapasitas Adsorpsi 15 2.5.3 Kapasitas Adsorpsi 17

(11)

2.6 Adsorben 20 2.7 Analisa Ekonomi 20 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 21 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian 21 3.2 Bahan dan Peralatan 21 3.3 Rancangan Percobaan 21

3.4 Prosedur Percobaan 3.4.1 Prosedur Pembuatan Larutan 22 3.4.2 Prosedur Persiapan Adsorben (Batang Jagung) 22

3.4.3 Prosedur Batch Adsorption 23 3.5 Flowchart Penilitian 25 3.5.1 Flowchart Persiapan Adsorben 25 3.5.2 Flowchart Pengeringan Adsorben Batang Jagung 25 3.5.3 Flowchart Pembuatan Larutan induk 1000 ppm 26 3.5.3 Flowchart Pembuatan Larutan Cu2+ 50 ppm 26 3.5.4 Flowchart Pembuatan Larutan HCl 0,1 M 27 3.5.5 Flowchart Pembuatan Larutan NaOH 0,1 M 27 3.5.6 Flowchart Prosedur Batch Adsorption 28 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 30 4.1 PENGERINGAN ADSORBEN DARI BATANG JAGUNG 30 4.2 PENENTUAN pH NETRAL PADA ADSORBEN

32 BATANG JAGUNG

4.3 PENENTUAN WAKTU KONTAK OPTIMUM 34

4.4 PENENTUAN KAPASITAS ADSORPSI 36

4.4.1 PENGARUH WAKTU ADSORPSI TERHADAP

36 JUMLAH KONSENTRASI TERJERAP (mg/g)

4.4.1 PENGARUH WAKTU ADSORPSI TERHADAP

38 JUMLAH KONSENTRASI TERJERAP (%)

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 41

DAFTAR PUSTAKA 42

LAMPIRAN 1 46

(12)

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Ilustrasi Proses Adsorpsi Adsorben Batang Jagung 14 Gambar 2.2 Interaksi Adsorben Batang Jagung dengan Ion Logam Cu2+ 15 Gambar 2.3 Skema yang Menggambarkan Adsorpsi, Absorpsi dan Presipitasi

Zn Pada Permukaan Besi Oksida 19 Gambar 3.1 Flowchart Persiapan Adsorben 25 Gambar 3.2 Flowchart Pengeringan Adsorben Batang Jagung 25 Gambar 3.3 Flowchart Pembuatan Larutan induk 1000 ppm 26 Gambar 3.4 Flowchart Pembuatan Larutan Cu2+ 50 ppm 26 Gambar 3.5 Flowchart Pembuatan Larutan HCl 0,1 M 27 Gambar 3.6 Flowchart Pembuatan Larutan NaOH 0,1 M 27 Gambar 3.7 Flowchart Penentuan Waktu Kontak Optimum 28 Gambar 3.8 Flowchart Penentuan Kapasitas Adosrpsi 29 Gambar 4.1 Pengeringan Batang Jagung Terhadap Waktu 31 Gambar 4.2 Penentuan pH Netral Pada Adsorben Batang Jagung 33 Gambar 4.3 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Jumlah Ion Logam Cu2+

yang Diadsorpsi 34 Gambar 4.4 Hubungan Antara Jumlah konsentrasi Terjerap Adsorpsi

Dengan Berbagai Bentuk Adsorben 37 Gambar 4.6 Hubungan Antara Jumlah Konsentrasi Terjerap Adsorpsi (%)

Dengan Berbagai Bentuk Adsorben 38 Gambar L3.1.1 Tumpukan Batang Jagung 52 Gambar L3.1.2 Batang Jagung Bentuk Lingkaran 52 Gambar L3.1.3 Batang Jagung Bentuk ½ Lingkaran 52 Gambar L3.1.4 Batang Jagung Bentuk ¼ Lingkaran 53 Gambar L3.1.5 Batang Jagung Bentuk 50 Mesh 53 Gambar L3.1.6 Batang Jagung Bentuk 70 Mesh 53 Gambar L3.2.1 Pengeringan Batang Jagung Bentuk Lingkaran 54 Gambar L3.2.2 Pengeringan Batang Jagung Bentuk ½ Lingkaran 54 Gambar L3.2.3 Pengeringan Batang Jagung Bentuk ¼ Lingkaran 54 Gambar L3.3.1 Pencucian Batang Jagung Bentuk Lingkaran 55

(13)

Gambar L3.3.2 Pencucian Batang Jagung Bentuk ½ Lingkaran 55 Gambar L3.3.3 Pencucian Batang Jagung Bentuk ¼ Lingkaran 56 Gambar L3.3.4 Pencucian Batang Jagung Bentuk 50 Mesh 56 Gambar L3.3.5 Pencucian Batang Jagung Bentuk 70 Mesh 57 Gambar L3.4.1 Larutan Logam Ion Cu2+ 58 Gambar L3.3.5 Proses Adsorpsi Batang Jagung 58 Gambar L3.5.1 Peak Ion Logam Cu2+ 59 Gambar L3.5.2 Adsorbansi IonLogam Cu2+ 60

(14)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Luas Panen, Produksi dan Produktivitas Jagung Di Indonesi 1 Tabel 1.2 Data Beberapa Hasil Penelitian Terbaru Yang Memanfaatkan

Batang Jagung Sebagai Biosorban 3 Dalam Menyerap Ion Logam

Tabel 3.1 Rancangan Penelitian 22 Tabel 4.1 Batang Jagung Sebelum dan Sesudah Pengeringan 30 Tabel L-1.1 Data Pengeringan Adsorben Batang Jagung 46

4 6 Bentuk Lingkaran

Tabel L-1.2 Data Pengeringan Adsorben Batang Jagung

46 Bentuk ½ Lingkaran Dan ¼ Lingkaran

Tabel L-1.3 Data Pengeringan Adsorben Batang Jagung 46 Bentuk 50 Mesh Dan 70 Mesh 47 Tabel L-1.4 Data Hasil Kapasitas Adsorpsi Batang Jagung Pada

47 Berbagai Bentuk

Tabel L-1.5 Data Hasil Penentuan Waktu Optimum

47 Pada Bentuk Adsorben ¼ Lingkaran

(15)

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1 DATA HASIL PERCOBAAN 46

L-1.1 DATA HASIL PERSIAPAN ADSORBEN 46

L-1.1.1 Data Pengeringan Adsorben L-1.1.2 Batang Jagung Bentuk Lingkaran 46

L-1.1.2 Data Pengeringan Adsorben Batang L-1.1.2 Jagung Bentuk ½ Lingkaran

Dan ¼ Lingkaran 46

L-1.1.3 Data Pengeringan Adsorben Batang L-1.1.3 Jagung Bentuk 50 Mesh Dan 70 Mesh 46

L-1.2 DATA HASIL KAPASITAS ADSORPSI 47 L-1.3 DATA HASIL PENENTUAN WAKTU OPTIMUM 47

LAMPIRAN 2 CONTOH HASIL PERHITUNGAN 49

L-2.1 PERHITUNGAN PENGERINGAN

49 ADSORBEN BATANG JAGUNG

L-2.2 PERHITUNGAN JUMLAH Cu2+ YANG DIJERAP 50

LAMPIRAN 3 FOTO HASIL PENELITIAN 52

L3.1 FOTO PERSIAPAN ADSORBEN 52 BATANG JAGUNG

L3.2 FOTO PENGERINGAN ADSORBEN 54 BATANG JAGUNG

L3.3 FOTO PENENTUAN (KEASAMAN) pH 55 NETRAL ADSORBEN BATANG JAGUNG

L3.4 FOTO PROSES ADSORPSI ADSORBEN BATANG

58 JAGUNG DENGAN LARUTAN ION LOGAM Cu2+

L3.5 FOTO HASIL ADSORPSI BATANG JAGUNG

MENGGUNAKAN ATOMIC ADSORPTION 59

(16)

xiv

DAFTAR SINGKATAN

AAS Atomic Adsorption Spectroscopic

SNI Standar Nasional Indonesia

pH Power of Hydrogen

(17)

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Dimensi

CuSO4.5H2O Tembaga anhidrat mg

C Karbon O Oksigen % Persen

HCl Asam klorida ml

NaOH Natrium Hidroksida Gr

H2O Air ml

H+ Ion hidrogen

Q Berat Cu yang terjerap oleh satu gram sampel mg/g w Berat sampel yang digunakan g C1 Konsentrasi larutan Cu awal ppm

C2 Konsentrasi larutan Cu akhir ppm

V Volume larutan Cu yang digunakan ml y Absorbansi