PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN
PENGADUKAN TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA
METILEN BIRU DENGAN KARBON AKTIF DARI KULIT
DURIAN MENGGUNAKAN
KOH SEBAGAI AKTIVATOR
SKRIPSI
Oleh
110405097
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN
PENGADUKAN TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA
METILEN BIRU DENGAN KARBON AKTIF DARI KULIT
DURIAN MENGGUNAKAN
KOH SEBAGAI AKTIVATOR
SKRIPSI
Oleh
110405097
RIKARDO JGST GULTOM
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN PENGADUKAN TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA METILEN BIRU DENGAN KARBON AKTIF DARI KULIT DURIAN MENGGUNAKAN KOH SEBAGAI
AKTIVATOR
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 di kemudian hari terbukti bahwa ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, Januari 2017
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI
Skripsi dengan judul :
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN PENGADUKAN TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA METILEN BIRU DENGAN KARBON AKTIF DARI KULIT DURIAN MENGGUNAKAN KOH SEBAGAI
AKTIVATOR
Dibuat sebagai kelengkapan persyaratan untuk mengikuti ujian skripsi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Koordinator Skripsi,
Medan, Januari 2017
Ir., Renita Manurung, M.T NIP. 19681214 199702 2 002
Dosen Pembimbing,
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul :
PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN PENGADUKAN TERHADAP ADSORPSI ZAT WARNA METILEN BIRU DENGAN
KARBON AKTIF DARI KULIT DURIAN MENGGUNAKAN KOH SEBAGAI AKTIVATOR
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada Oktober 2016 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Koordinator Skripsi,
Ir., Renita Manurung, M.T NIP. 19681214 199702 2 002
Dosen Penguji I,
Dosen Pembimbing,
Bode Haryanto, S.T, M.T, Ph.D NIP. 19710130 199903 1 001
Farida Hanum, ST, MT NIP. 19780610 200212 2 003
Dosen Penguji II,
NIP
Oktabani, ST, MT
PRAKATA
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat yang telah dilimpahkan kepada kita semua, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul ”Pengaruh Waktu Kontak dan Kecepatan Pengadukan Terhadap Adsorpsi Zat Warna Metilen Biru dengan Karbon Aktif Dari Kulit Durian Menggunakan KOH Sebagai Aktivator” sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan.
Hasil penelitian bermanfaat untuk mengatasi permasalahan tentang pencemaran zat warna yang sering terdapat pada badan air. Solusi yang ditawarkan juga dinilai ekonomis, karena kulit durian dapat dengan mudah didapatkan dan belum dimanfaatkan.
Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dosen pembimbing penelitian ini, Ibu Farida Hanum, ST, MT.
2. Dosen penguji penelitian, Bapak Prof. Dr. Ir., M. Turmuzi, MS, BapakBode Haryanto, S.T, M.T, Ph.Ddan Bapak Oktabani, ST, MT
3. Koordinator Penelitian, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Ibu Ir., Renita Maurung, M.T.
4. Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Bapak Dr. Eng. Ir., Irvan, M.Si.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna untuk itu adanya kritik serta saran yang membangun sangat diperlukan untuk penyempurnaan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini ada manfaatnya bagi penulis dan para pembaca.
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1. Kedua orangtua saya yaitu Ayahku S. Gultom dan Ibuku R. Limbong yang selalu sabar dan tabah mendidik dan membimbing serta memberi dukungan moril dan material hingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Keempat saudara saya, yaitu Jems Gultom, Nona Gultom, Julia Gultom dan Veronica Gultom, yang telah memberikan motivasi dan doa dalam menyelesaikan studi. Doa penulis selalu beserta kalian semua.
3. Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, yang juga telah banyak memberikan banyak ilmu selama penulis kuliah.
4. Para pegawai administrasi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Partner penelitian, Maradona Simanjuntak yang telah bekerja sama di dalam penyelesaian penelitian dan skripsi ini.
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Rikardo Jgst Gultom NIM : 110405097
Tempat/Tanggal Lahir: Tarutung/21 Juli 1993 Nama Orangtua: S. Gultom dan R. Limbong
Alamat Orangtua : Jl. Raja Johannes, Perumahan Asih Permata no. A.11, Tarutung.
Asal Sekolah
• TK Swasta Santa Maria Tarutung tahun 1998-1999
• SD Swasta Santa Maria Tarutung tahun 1999-2005
• SMP Swasta Santa Maria Tarutung tahun 2005-2008
• SMANegeri2Baligetahun 2008-2011 Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) periode 2011-2016, sebagai anggota
2. Kerja Praktek di PT. Perkebunan Nusantara IV pada 27Januari – 27Februari 2015
3. Koordinator Publikasi, Dekorasi dan, Dokumentasi Natal Teknik Kimia USU tahun 2014
Artikel yang dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah:
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu kontak dan kecepatan pengadukan untuk mencapai nilai maksimum terhadap penyerapan zat warna metilen biru menggunakan karbon aktif dari kulit durian dengan aktivasi KOH 2%. Analisa FTIR menunjukkan proses aktivasi mempengaruhi intensitas serapan di daerah panjang gelombang dan mengakibatkan terbentuknya pita C=C aromatik pada karbon aktif kulit durian. Analisa dilakukan dengan menggunakan alat Spektrofotometer UV-Vis untuk mengetahui nilai absorbansi dan konsentrasi akhir larutan metilen biru pada tiap variasi waktu kontak dan kecepatan pengadukan. Hasil penelitian dengan aktivator KOH2% menunjukkan kapasitas adsorpsi maksimum berada pada kecepatan pengadukan 150 rpm dan waktu kontak 90 menit yaitu sebesar 3,92 mg/g, sedangkan luas permukaan maksimum adalah pada kecepatan pengadukan 130 rpm dan waktu kontak 120 menit yaitu sebesar 1785,263 m2/g. Dari hasil perhitungan teoritis, nilai koefisien korelasi (R2) orde dua lebih mendekati angka satu (1) dibandingkan dengan orde satu. Persamaan orde satu memiliki nilai R2 = 0,808 dan persamaan orde dua memiliki nilai R2 =0,993, sehingga kinetika orde dua lebih merepresentasikan data adsorpsi penelitian ini. Orde dua mengindikasikan adsorpsi melibatkan reaksi kimia.
ABSTRACT
This study aims to determine the effect of contact time and stirring speed to achieve the maximum value of the absorption dye methylene blue using durian shell activated carbon with KOH 2% as activator. FTIR analysis showed the activation process affects the absorption intensity in the wavelength region and resulted in the formation of C = C aromatic ribbon on activated carbon durian skin. Analysis performed using an UV-Vis spectrophotometer to determine the absorbance values and the final concentration of methylene blue solution at each variation of contact time and stirring speed. The results of the research with activators KOH 2% showed maximum adsorption capacity is at stirring speed of 150 rpm and contact time 90 minutes is equal to 3.92 mg/g, whereas the maximum surface area is at stirring speed 130 rpm and contact time 120 minutes that is equal to 1785,263 m2/g. From the results of theoretical calculations, the correlation coefficient (R2) of order two is closer to one (1) compared to the first order. The equation of first order has a value of R2 = 0.808 and equations second order has a value of R2 = 0.993, so that second order kinetics adsorption more represents to data of this study. Order two indicated that the adsorption involves chemical reactions.
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI iii
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI iv
PENGESAHAN v
PRAKATA vi
DEDIKASI vii
RIWAYAT HIDUP PENULIS viii
ABSTRAK ix
ABSTRACT x
DAFTAR ISI xii
DAFTAR GAMBAR xiv
DAFTAR TABEL xvi
DAFTAR LAMPIRAN xvii
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 LATAR BELAKANG 1
1.2 PERUMUSAN MASALAH 3
1.3 TUJUAN PENELITIAN 3
1.4 MANFAAT PENELITIAN 3
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1 KULIT BUAH DURIAN (BOMBACEAE SP) 5
2.2 ADSORPSI 5
2.3 ADSORBEN 7
2.4 KARBON AKTIF 10
2.5 LIMBAH TEKSTIL 11
3.4.1 Pembuatan Adsorben Kulit Durian 13
3.5 PROSEDUR ANALISA 13
3.5.1 Penentuan Luas Permukaan Adsorben
dan Daya Serap Absorben 14
3.5.2 Penentuan Kinetika Adsorpsi 15
3.6 FLOWCHART PERCOBAAN 16
3.6.1 Flowchart Pembuatan Larutan metilen biru 30 ppm 16 3.6.2 Flowchart Pembuatan Adsorben Kulit durian 17 3.6.3 Flowchart Penentuan Luas Permukaan
dan Daya Serap Adsorben 18
3.6.4 Flowchart Prosedur Kinetika Adsorpsi 19 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 PENENTUAN GUGUS FUNGSI ADSORBEN 20 4.2 PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN
PENGADUKAN TERHADAP KAPASITAS ADSORPSI 22 4.3 PENGARUH WAKTU KONTAK DAN KECEPATAN
PENGADUKAN TERHADAP LUAS PERMUKAAN 24
4.4 KINETIKA ADSORPSI 27
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 31
5.1 KESIMPULAN 31
5.2 SARAN 31
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Larutan metilen biru 30 ppm 16 Gambar 3.2 Flowchart Pembuatan dan Karaterisasi Gugus Fungsi
Adsorben Kulit durian yang Diaktivasi menggunakan
aktivatorKOH 17
Gambar 3.3 Flowchart Penentuan Luas Permukaan dan Daya Serap
Adsorben 18
Gambar 3.4 Flowchart Penentuan Luas Permukaan dan Daya Serap
Adsorben 19
Gambar 4.1 HasilAnalisis FTIR padaKarbon Aktif Kulit Durian
Sebelum Aktivasi 20
Gambar 4.2 HasilAnalisis FTIR padaKarbon Aktif Kulit Durian
Setelah Aktivasi 20
Gambar 4.3 Pengaruh Waktu Kontak dan Kecepatan Pengadukan
terhadap Kapasitas Adsorpsi. 23
Gambar 4.4 Kurva Kalibrasi Larutan Metilen Biru 25 Gambar 4.5 Pengaruh Waktu Kontak dan Kecepatan Pengadukan
terhadap Luas Permukaan 23
Gambar 4.6 Persentase Adsorpsi dengan Konsentrasi Larutan 30 ppm pada Ukuran Adsorben 50-60 mesh serta Kecepatan
Pengadukan 130 rpm 28
Gambar 4.7 Pemodelan Pseudo Orde Satu pada Konsentrasi Larutam
Metilen Biru 30 ppm dan Kecepatan Pengadukan 130 rpm 29 Gambar 4.8 Pemodelan Pseudo Orde Dua pada Konsentrasi Larutam
Gambar L4.5 Karbon Aktif Hasil aktivasi menggunakan furnace dan
Desikator 48
Gambar L4.6 Proses Pengadukan Larutan Metilen Biru dengan Magnetic
Stirrer 48
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Kulit Durian 5
Tabel 2.2 Perbedaan Karakteristik dari Powdered Activated Carbon (PAC) dan Granular Activated Carbon (GAC) Pada Karbon
Aktif Komersial 11
Tabel 4.1 Pemodelan Pseudo Orde Satu Dan Pseudo Orde Dua Kinetika Adsorpsi Larutan Metilen Biru Pada Karbon aktif
Kulit Durian 29
Tabel L1.1 Hasil Analisa Kapasitas Adsorpsi 36
Tabel L1.2 Hasil Analisa Luas Permukaan 37
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 DATA HASIL PENELITIAN 36
L1.1 DATA ANALISA KAPASITAS ADSORPSI 37
L1.2 DATA ANALISA PENGUKURAN LUAS PERMUKAAN
L1.3 DATA KINETIKA ADSORPSI 37
LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN 38
L2.1 PERHITUNGANKAPASITAS ADSORPSI 38
L2.2 PERHITUNGAN LUAS PERMUKAAN ADSORBEN 38
LAMPIRAN 3 DATA HASIL ANALISA 41
LAMPIRAN 4 FOTO HASIL PENELITIAN 47
L4.1 FOTO PEMBUATAN KARBON AKTIF DENGAN AKTIVASI
KALIUM HIDROKSIDA (KOH) 47
L4.2 FOTO ANALISA PENENTUAN LUAS PERMUKAAN
