1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Aktifitas penelitian terkait aplikasi busa surfaktan pada proses remediasi cukup luas. Beberapa penelitian di Jurnal internasional mengenai aplikasi busa surfaktan:
a. Aplikasi busa surfaktan dan bio surfaktan dalam me-recovery minyak yang terbuang ke lingkungan dilaporkan oleh [1].
b. Aplikasi meremediasi media yang terkontaminasi dengan ion logam dengan busa surfaktan juga terus berlangsung [2][3].
c. Aplikasi pada proses remediasi untuk mengantar materi nanopartikel pada media berpori [4].
d. Aplikasi pada interaksi dengan bahan merkuri pada cairan sehingga dapat dipisahkan dari fraksi busanya [5].
Surfaktan adalah molekul heterogen yang mempunyai rantai panjang dimana pada bagian kepala memiliki sifat suka air dan pada bagian ekor memiliki sifat tidak suka air. Dalam media air, ketika konsentrasi surfaktan melebihi nilai kritis tertentu, molekul monomer membentuk kumpulan terorganisir dari sejumlah besar molekul yang disebut 'misel', dan konsentrasi tertentu ini disebut konsentrasi misel kritis (CMC). Sifat fisik seperti tegangan permukaan, tegangan antarmuka, adsorpsi, dan detergensi mengalami perubahan terhadap konsentrasi jika di bawah CMC, tetapi tidak ada perubahan pada sifat ini jika di atas CMC. Larutan surfaktan menunjukkan perubahan yang mencolok di beberapa sifat fisik lainnya seperti kepadatan, konduktivitas ekivalen, dan kelarutan organik jika di bawah dan di atas CMC ketika dibandingkan terhadap konsentrasi [6].
Sodium Dodecyl Sulfat (SDS) atau alkil sulfat primer merupakan turunan Alkohol sulfat. Pembuatan sulfat alkil primer berdasarkan pada bahan baku olefin rantai panjang menggunakan proses okso yang menghasilkan campuran linear dan memiliki cabang alkohol primer. SDS dinyatakan dengan rumus molekul NaC12H25SO4, memiliki berat molekul 288,38 g mol-1 [7].
Kapasitas busa (foam capacity) merupakan salah satu sifat interfacial yang penting dimiliki oleh surfaktan. Besarnya kapasitas busa akan mempengaruhi
2
kemampuan surfaktan untuk menyebar dan menekan hingga ke pori-pori materi yang terkontaminasi [2].
Stabilitas busa merupakan kemampuan untuk mempertahankan gas untuk waktu tertentu. Kemampuan berbusa dapat dilihat dari peningkatan volume, setelah gas diumpankan ke dalam larutan. Stabilitas busa berhubungan dengan penurunan ketinggian busa dengan waktu [8].
Proses kontinu dibagi menjadi sistem terbuka (atau volume kontrol) dan lingkungannya, sedangkan sistem batch dibagi menjadi sistem tertutup (atau hanya sebuah sistem) dan lingkungannnya [9].
Penggunaan SDS sebagai sampel karena ingin meneliti surfaktan yang bermuatan negatif dan karena SDS merupakan surfaktan standard laboratory merupakan bahan dasar dalam produk rumah tangga seperti pasta gigi, shampoo, busa cukur, sabun mandi dan kosmetik [9]. SDS memiliki toksisitas (LD50): 6440 mg/kg [18]. Penggunaan logam Kadmium (Cd) karena logam ini termasuk salah satu Pencemaran Logam Berat dan memiliki muatan positif. Senyawa kadmium juga digunakan sebagai bahan kimia, bahan fotografi, pembuatan tabung TV, cat, karet, sabun, kembang api, percetakan tekstil dan pigmen untuk gelas dan email gigi [12]. Substansi Kadmium dapat meracuni ginjal, parpu-paru dan hati [19]. Kopi dapat digolongkan sebagai minuman psikostimulant yang akan menyebabkan orang tetap terjaga, mengurangi kelelahan, dan membuat perasaan menjadi lebih bahagia. Oleh karena itu, tidak mengherankan di seluruh dunia kopi menjadi minuman favorit . Konsumsinya yang luas di berbagai kalangan dan sudah berabad lamanya [17]. Kandungan kafein pada kopi dapat menyebabkan kerusakan beberapa organ yaitu hati, sistem pencernaan dan sistem syaraf pusat. [20]
Sehingga sangat menarik mengkaji interaksi SDS dan kontaminan organik dan organik (Kopi hitam dan logam Cd2+) yang terjadi dilingkungan dengan melakukan penelitian dalam pilot plan yang di desain dalam Foam Generator. Pada penelitian ini menggunakan laju alir SDS 3 ml/menit, laju alir gas N2 60 cc/menit variasi
konsentrasi logam Cd2+ dan kopi Hitam 10, 20, 30, 40 dan 50 ppm untuk mengetahui pengaruh variasi konsentrasi SDS, Logam Cd2+ dan Kopi Hitam terhadap kapasitas dan stabilitas busa.
3
1.2Perumusan Masalah
Dalam penelitian ini yang menjadi permasalahan adalah mengukur kapasitas busa (foam capacity) dan stabilitas busa (foam stability) dari SDS secara dinamik dengan alat pemroduksi busa (foam generator) secara kontinu.
1.3Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Menguji kapasitas dan stabilitas busa SDS secara kontinu dan dinamik terhadap variasi konsentrasi logam Cd2+ pada larutan.
2. Menguji kapasitas dan stabilitas busa SDS secara kontinu dan dinamik terhadap variasi konsentrasi Kopi hitam pada larutan.
3. Mengukur perubahan kapasitas dan stabilitas busa dari perubahan ketinggian fasa cairan (liquid phase) atau fasa busa (foam phase) terhadap waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kapasitas busa SDS dan stabilitas pada busa SDS terhadap waktu kolom gelas ukur.
1.4 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kapasitas dinamis dan stabilitas busa yang dihasilkan dari interaksi gas N2 dengan SDS terhadap variasi
konsentrasi SDS dan konsentrasi kontaminan pada larutan.
1.5 Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Fakultas Teknik, Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara. Adapun bahan utama yang digunakan adalah logam Cd(CH3COO)2.2H2O, Kopi hitam dan digunakan surfaktan yaitu SDS
(Sodium Deodcyl Sulfate).
4
Variabel yang digunakan dalam penelitian :
Tabel 1.2 variabel yang digunakan dalam penelitian dengan kontaminan Kopi
Gambar 1.1 Diagram alur penelitian.
Tabel 1.1 variabel yang digunakan dalam penelitian dengan kontaminan Cd2+ Konsentrasi SDS
(3 ml/min)
Laju Alir gas N2 (60 cc/min)
Variasi Konsentrasi ion Logam Cd2+ (ppm)
1x cmc
10 20 30 40 50
2x cmc 3x cmc
Konsentrasi SDS (3 ml/min)
Laju Alir gas N2 (60 cc/min)
Variasi Konsentrasi Kopi (ppm) 1x cmc
10 20 30 40 50
2x cmc 3x cmc
Preliminary : Laju Alir
SDS Konsentrasi
SDS
Laju Alir Gas
Variasi pH Larutan Keberadaan Unsur
Logam
Pengaplikasian Remediasi
