LAPORAN AKHIR PENELITIAN
HIBAH UNGGULAN PROGRAM STUDI
MODIFIKASI BATU PADAS MENJADI ADSORBEN DAN
PEMANFAATANNYA SEBAGAI PENYERAP LIMBAH DETERJEN
KETUA PENELITI : A.A. I.A. MAYUN LAKSMIWATI, S.Si.,M.Si.(NIDN:0008056702)
ANGGOTA PENELITI : PUTU SUARYA, S.SI., M.SI.(NIDN: 0031127202)
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MIPA
UNIVERSITAS UDAYANA
OKTOBER 2015
Bidang Unggulan : Energi,
RINGKASAN
Limbah dari pembuatan patung yakni berupa butiran-butiran batu padas selama ini terbuang begitu saja dan keberadaannya telah mencemari lingkungan. Batu padas ini akan digunakan menjadi adsorben melalui proses aktivasi, baik aktivasi secara fisika maupun secara kimia untuk meningkatkan kapasitas adsorpsinya. Adsorben ini merupakan material sisa dalam industri pembuatan patung yang banyak terdapat di home industri di beberapa daerah di Pulau Bali.
Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mendayagunakan limbah batu padas sisa pembuatan patung sebagai adsorben untuk mengatasi pencemaran limbah deterjen dalam badan perairan, dan tujuan khusus dari penelitian ini adalah untuk mengetahui sifat fisika dan kimia dari adsorben batu padas, mengetahui kemampuan batu padas dalam mengadsorpsi limbah deterjen. Kemampuan batu padas untuk mengadsorpsi deterjen diuji dengan menggunakan metode Batch. Pengaruh pH dan waktu kontak adsorpsi dipelajari untuk mengoptimasi proses adsorpsi dan aktivasi batu padas secara kimia untuk mendapatkan adsorben dengan kapasitas adsorpsi optimum. Model isotermal Langmuir digunakan untuk menentukan isoterm adsorpsi ini.
Hasil karakterisasi terhadap luas permukaan batu padas menunjukkan, batu padas teraktivasi asam sulfat memiliki karakter terbaik dengan luas permukaan spesifik paling besar yakni 18,2423 m2/g dibanding dengan batu padas teraktivasi asam klorida 17,0122 m2/g dan batu padas alam sebesar 16,6568 m2/g . Hasil uji adsorpsi batu padas terhadap limbah deterjen menunjukkan pada kajian variasi waktu kontak, adsorpsi optimum batu padas alam (BA) sebesar 4,6934 mg/g, batu padas teraktivasi asam sulfat (BAS) sebesar 4,9191 mg/g dan batu padas teraktivasi asam klorida (BAK) sebesar 4,9693 mg/g. Kemampuan BAK menyerap limbah deterjen dengan kajian variasi pH didapatkan pada pH 3 dengan jumlah deterje yang terserap sebesar 4,737 mg/g. Sedangkan kemampuan BAK dalam menyerap deterjen dengan kajian variasi konsentrasi deterjen didapatkan pada konsentrasi 100 ppm.
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat Beliaulah penulis berhasil melaksanakan penelitian ini sampai pada tahap akhir dan sekaligus dapat menyusun laporan akhir ini tepat pada waktunya.
Penelitian dapat terlaksana karena adanya bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Dikti sebagai pemberi dana untuk pelaksanaan peneleitian ini.
2. LPPM Universitas Udayana yang telah memberikan kesempatan kepada peneliti untuk melaksanakan kegiatan ini.
3. Jurusan Kimia F.MIPA Universitas Udayana yang telah memberikan sarana dan prasarana dalam pelaksanaan penelitian ini.
4. Prof. Dr. Ida Bagus Putra Manuaba, M.Phil. atas bimbingannya dan saran-sarannya dalam pelaksanaan penelitian ini.
5. Rekan-rekan team peneliti yang telah meluangkan waktu dalam pelaksanaan penelitian ini.
6. Rekan mahasiswa yang telah membantu penelitian ini.
Penulis menyadari bahwa laporan ini jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari berbagai pihak demi kesempurnaan laporan ini. Penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembacanya. Akhir kata, atas segala saran dan masukan yang bersifat membangun dari segala pihak, penulis mengucapkan terima kasih.
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
PRAKATA... iii
RINGKASAN ... iv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 3
2.1Batu Padas ... 3
2.2 Adsorpsi ... 11
2.3 Studi Pustaka dan hasil yang sudah dicapai ... 11
2.4 Studi Pendahuluan yang sudah dilaksanakan... 12
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN... .. 13
BAB IV METODE PENELITIAN... ... 14
4.1 Preparasi Batu padas Teraktivasi Asam Sulfat ... . 15
4.2 Adsorpsi Batu Padas Hasil Aktivasi Terhadap Limbah deterjen ... 15
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN... 20
5.1 Karakterisasi batu padas... 20
5.2 Uji Daya Batu Padas Terhadap Limbah Deterjen... 25
5.2.2 Kajian Variasi pH... 29 5.2.3 Kajian Variasi Konsentrasi... 30 BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN... 32
BAB I
PENDAHULUAN
Bali sebagai daerah wisata telah mendatangkan devisa pada berbagai sektor industri, baik home industry ataupun industri dalam skala besar. Namun demikian perkembangan industri ini telah memberikan efek negatif terhadap lingkungan yakni pencemaran. Industri patung berbahan baku batu padas menghasilkan limbah berupa sisa pecahan batuan serta debu yang mencemari lingkungan.
Secara umum batu padas mempunyai keunggulan sifat sebagai penukar kation, penyerap dan penyaring molekul yang sangat selektif (Surna, 1995). Sifat-sifat ini sangat ditentukan oleh dua hal penting, yakni pengaruh komposisi kimia dan pengaruh struktur kristalin. Komposisi kimia batu padas umumnya mempunyai unsur utama kation aluminium, SiO2 dengan kandungan ion-ion di permukaan maupun di dalam rongga yang mengimbangi distribusi muatan listrik strukturnya, maka dapat menukar kation da anionnya dengan sistem di luarnya dan karena mempunyai distribusi muatan maka bersifat sebagai pengadsorpsi dengan media adsorben untuk mengikat atau menyerap adsorbat seperti ion logam (Catlow, 1992).
Selama ini batu padas khususnya di Bali hanya dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan patung, dan sebagai hasil samping adalah berupa limbah yang berupa pecahan-pecahan kecil dan debu. Batu badas dikenal sebagai bahan penyerap sudah sejak Belanda berada di Bali, ini terbukti adanya alat untuk menjernihkan air yang ada di kabupaten Gianyar merupakan peninggalan sejarah. Alat ini disebut dengan topo, seperti bak air yang mana dindingnya terbuat dari batu padas (Surna ,1995).
rongga terserbut (Roto dan Nindyasari, 2009). Dengan dilepaskannya molekul air tersebut dari pori atau rongga permukaannya menyebabkan medan listrik meluas ke dalam rongga utama dan akan efektif berinteraksi dengan molekul yang akan diadsorpsi sehingga terjadilah mekanisme adsorpsi oleh batu padas (Suhala dan Arifin, 1997).
Sebelum digunakan batu padas harus terlebih dahulu diaktivasi agar dapat berfungsi sebagai adsorben dan dapat meningkatkan kapasitas adsorpsinya. Aktivasi pada batu padas dapat dilakukan secara fisika dan secara kimia. Aktivasi secara fisika terutama dimaksudkan untuk menghilangkan pengotor-pengotor organik dan air, memperbaiki struktur kristal alumina silika, meningkatkan porositas dan meningkatkan luas permukaan batu padas. Aktivasi cara ini biasanya dilakukan dengan pencucian menggunakan akuades, penghancuran dan pengayakan dan pemanasan pada temperatur kalsinasi (Han dan Joy, 1998). Sedangkan aktivasi secara kimia dimaksudkan untuk menghilangkan pengotor-pengotor anorganik, membersihkan permukaan pori, mengatur kembali letak atom yang dipertukarkan, memodifikasi bentuk, komposisi dan struktur alumina silika. Aktivasi secara kimia dapat dilakukan dengan cara pertukaran ion, substitusi isomorfis dan dealuminasi. Proses aktivasi tergantung pada beberapa faktor, yakni: bahan pengatif, waktu perlakuan dan sejarah termal batu padas (Komadel, 2003). Perlakuan aktivasi batu padas secara fisika dan kimia diharapkan dapat memperbaiki sifat batu padas alam sehingga dapat digunakan sebagai adsorben dan mengolah limbah yang terkontaminasi limbah deterjen.
Pada proses pencucian pakaian baik itu di perumahan ataupun di usaha loundry digunakan deterjen. Deterjen yang digunakan umumnya tidak akan masuk seluruhnya ke dalam bahan tekstil, sehingga limbah yang dihasilkan masih mengandung deterjen. Hal inilah yang menyebabkan limbah deterjen menjadi permasalahan bagi perairan umum. Air limbah yang mengandung deterjen dapat mengganggu keindahan, bersifat racun dan sulit didegradasi. Genangan air yang berwarna banyak menyerap oksigen di dalam air sehingga dalam waktu yang lama akan membuat air menjadi berbau (anonim, 2007).
flokulasi umumnya mampu menyerap deterjen hingga 80 %, metode biologi konvensional umumnya tidak berhasil menghilangkan limbah dalam air limbah (anonim 2012)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Batu Padas dan Penggunaannya
Cadangan batu padas alam di Pulau Bali sangat berlimpah dan tersebar di seluruh kabupaten di Bali, namum pemanfaatnya masih sangat terbatas yakni pembuatan patung. Secara umum batu padas mempunyai keunggulan sifat sebagai penukar kation, penyerap dan penyaring molekul yang sangat selektif (Surna, 1995). Sifat-sifat ini sangat ditentukan oleh dua hal penting, yakni pengaruh komposisi kimia dan pengaruh struktur kristalin. Komposisi kimia batu padas umumnya mempunyai unsur utama kation aluminium, SiO2 dengan kandungan ion-ion di permukaan maupun di dalam rongga yang mengimbangi distribusi muatan listrik strukturnya, maka dapat menukar kation da anionnya dengan sistem di luarnya dan karena mempunyai distribusi muatan maka bersifat sebagai pengadsorpsi dengan media adsorben untuk mengikat atau menyerap adsorbat seperti ion logam.
Batu padas adalah senyawa kristal aluminosilikat yang mengandung mineral ikutan seperti kuarsa, plagioklas, dan illit. Selain itu saluran dan rongga zeolit alam umumnya masih tertutup oleh air maupun gas-gas lainnya. Sehingga pemakaian batu padas alam secara langsung tanpa melalui pengolahan, pemanfaatannya terbatas. Untuk mendiversifikasi pemanfaatan batu padas dan untuk meningkatkatkan nilai tambah, batu padas yang akan digunakan memerlukan beberapa perlakuan seperti peningkatan perbandngan Si/Al, modififikasi ion dan lain-lain, dengan demikian penggunaan batu padas alam dapat lebih luas lagi (Sutarno,2009).
2.1.1 pH tanah
komplekslempung–Al-Hterbentukdengan cepat.IonAl+ dapatterhidrolisis danmengahsilkan ionH+sepertiterlihat padareaksiberikutini:
Al + 3H2O Al(OH)3 + H H+
Reaksi tersebut menyumbang pada peningkatan konsentrasi ion H+ dalam tanah.tanah dipisahkankedalam beberapakelas sepertiditunjukkanpada gambar2.1 biasanyatanahmasam dijumpai pada daerah yang memiliki iklim basah dan tanah tersebut konsentrasi ionH+ lebihbesardaripadaionOH-.Tanah-tanah inidapat mengandung Al, Fe, dan Mn terlarut dalam jumlah besar. Tanah tanahalkalin biasanya beriklim agak kering hingga kering. Akibat reaksi alakalinnya, tanah tersebut hanya mengandung sedikit Al, Fe, dan Mn terlarut.
Gambar 2.1.Kisaran-kisaran pH tanah atau kelas-kelas reaksi
tanah..(DariN.C.Brady,TheNatureandPropertiesofSoiledisike8macmil lanNewYork)
Dari gambar diatas pH dikatakan asam jika nilai dibawah 7 dan dikatakan basa jika nilai pH diatas 7.
Lempung Lempung
2.1.2 Sifat umum mineral batu padas
Air sangat mempengaruhi sifat batu padas,karena butiran dari tanah lempung sangat halus, sehingga luas permukaan spesifikasinyamenjadilebihbesar.Dalam suatu partikel batu padas yang ideal,muatan negative dalam keadaan seimbang,terjadi substitusi isomorf dan kontinuitas perpecahan susunannya, sehingga muatan negative pada permukaan partikel Kristal batu padas.Salah satu untuk mengimbangi muatan negatif, partikel tanah lempung menarik muatan positif (kation) dari garam yang ada dalam air porinya.Hal ini disebut pertukaran ion-ion.
Molekul air dan partikel batu padas akan menimbulkan lekatan yangs angat kuat, karena air akan tertarik secara elektrik dan air akan berada disekitar partikel lempung yang disebut air lapisan ganda, sedangkan air yang berada pada lapisan dalam disebut air resapan. Lapisan air inilah yang menimbulkan gaya tarik menarik anta rpartikel lempung yang disebut unhindered moisture film.
Molekul air merupakan molekul dipolar karena atom hydrogen tidak tersusun simetris disekitar atom oksigen, melainkan membentuk sudut ikatan 105° akibatnya molekul-molekul air berperilaku seperti batang-batang kecil yang mempunyai muatan positif di satu sisi dan muatan negative di sisi lain. Sudut dipolar air terlihat pada Gambar 2.2 berikut.
Gambar 2.2. Sifat dipolar molekul air ( Das Braja. M, 1985)
2.1.3 Mineral Batu Padas
penggantian Si dengan satu atom Al dalam molekul tetrahedral atau penggantian Al dengan kation yang bervalensi dua, contohnya Fe2+ dan Mg2+ dalam molekul oktahedral sering terjadi. (Evangelou, 1998).
2.1.4 Aktivasi asam pada Batu Padas
Kapasitas adsorpsi dapat ditingkatkan dengan dua cara yaitu pemanasan dan kontak asam. Pada proses pemanasan lempung dipanaskan pada temperatur 300-3500C untuk memperluas permukaan butiran (Zulkarnaen,Wardoyo, S., dan Marmer, D. H 1990). Sedangkan dengan cara kontak asam mempunyai tujuan untuk menukar ion-ion K+, Na+, Ca2+ pada lempung dengan ion H+ dalam ruang antar lapis dan melepas ion Al3+, Fe3+, Mg2+ dan pengotor lainnya dari kisi-kisi struktur sehingga secara fisik lempung lebih aktif. Secara umum jenis asam yang digunakan adalah asam sulfat (Suhala, S. dan Arifin, M.,1997). Melalui aktivasi kapasitas adsorpsi lempung mengalami peningkatan.Lempung mempunyai struktur bertingkat dan kapsitas pertukaran ion yang aktif pada bagian dasar. Oleh karena itu strukturnya dapat diganti seperti struktur bagian dasar dengan cara penambahan asam yaitu asam sulfat. Pengaruh valensi kation sangat dominan terhadap memudahkan pertukaran ion dari permukaan yang bermuatan.Semakin tinggi valensi kation, maka semakin tinggi pula kapasitas penggantian kationnya. Untuk ion-ion yang memiliki valensi yang sama, maka yang memiliki kapsitas penggantian ion lebih tinggi adalah ion yang mempunyai ukuran yang lebih besar. Ion yang monovalen seperti H+ dapat menggantikan ion yang memiliki valensi yang lebih tinggi. Konsentrasi ion H+ yang tinggi pada lempung mengakibatkan pecahnya situs lempung dan menembus lapisan oktahedral, sehingga melepaskan spesies Al3+, Fe3+, dan Mg2+ (Kumar,1995). Proses pelepasan aluminium dari lempung dapat ditulis dengan reaksi sebagai berikut ini :
(Al4)(Si8)O20(OH)4 + 3 H+ (Al3)(Si8)O20(OH)2 + Al3++2 H2O (Al4)(Si8)O20(OH)4 + 6 H+ (Al2)(Si8)O20 + 2 Al3+ + 4 H2O
permukaan yang maksimal. Asam sulfat (H2SO4) adalah asam yang mempunyai valensi dua, hal tersebut dikarenakan dapat melepas dua ion H+ untuk ditukarkan.Asam sulfat dikenal sebagai oksidator pada suhu tinggi yang dapat melarutkan senyawa-senyawa organik.Kemampuan asam sulfat dalam melarutkan senyawa yang ada di dalam tanah dapat dilihat dari nilai hilang berat tanah selama perlakuan, seperti pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Persentase berat tanah hilang akibat perlakuan dengan H2SO4 (Alim, 2001)
Konsentrasi H2SO4 (Molar) % Berat yang hilang
3 37,7
6 43,1
12 39,8
15 42,3
18 41,7
Tabel 2.1 di atas menunjukkan bahwa asam sulfat pada luas 3-18 M dapat memberikan kencenderungan yang kosntan terhadap berat tanah yang hilang. Artinya, pada konsentrasi tersebut kemampuan asam untuk melarutkan komponen tanah telah maksimal.
2.2 Adsorpsi
BAB III
TUJUAN MANFAAT PENELITIAN
3.1 Tujuan Penelitian
1. Mengetahui karakter (luas permukaan) dari batu padas teraktivasi asam sulfat dan asam klorida dengan variasi konsentrasi asam dibandingkan dengan batu padas alam.
2. Mengetahui pengaruh konsentrasi asam sulfat dan asam klorida terhadap kapasitas adsorpsinya pada limbah deterjen dibandingkan dengan batu padas alam.
3.2 Manfaat Penelitian
BAB IV
METODE PENELITIAN
4.1. Tempat, Waktu dan Pengambilan Sampel
Penelitian akan dilaksanakan di Laboratorium Kimia Analitik dan Kimia Anorganik Universitas Udayana dari saat diterimanya usulan penelitian ini. Pengambilan batu padas akan dilakukan di Kabupaten Gianyar Propinsi Bali. Rencana Kegiatan dapat dilihat pada Tabel 1 dan 2 :
Tabel 3.1 Rencana Kegiatan penelitian di Laboratorium
4.2. Bahan dan Alat yang Digunakan
4.2.1. Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan adalah limbah batu padas dari sisa pembuatan patung diperoleh dari Kabupaten Gianyar Bali, AgNO3, HCl 37%, HNO3 , HF, NaOH, , H2SO4, NaCl, KMnO4, , indikator PP, Na2EDTA, larutan buffer pH 1 – 7, bahan warna garmen asam dan basa, akuades dan akua demineralisasi.
4.2.2. Alat
Alat-alat yang dibutuhkan antara lain : alat-alat gelas yang umum digunakan, Shaker,
Magnetic strirer, analyzer gas surface area, Spektrofotometer Serapan Atom (AAS), Spektrofotometer Uv-Vis, pH meter dan kertas saring Whatman 42.
4.3. Pengamatan
Parameter yang akan diamati pada penelitian ini adalah :
1. Waktu kontak larutan zat warna dengan adsorbren batu padas 2. pH awal larutan
3. Absorbansi larutan standar zat warna asam dan zat warna basa sebelum dan sesudah proses adsorpsi diukur dengan Spektrofotometer Uv Vis. Dari data ini, C
Optimasi pH , Optimasi Waktu, Optimasi rasio adsorben dengan zat warna, Isotherm adsorpsi / adsorpsi, Desorpsi zat warna.
X X X
4 Analisis Data dan
Penyusunan laporan X X X
5
Publikasi pada Jurnal Nasional terakretasi / ber ISSN
konsentrasi zat warna yang sisa dalam larutan akan diperoleh dan banyaknya zat warna yang teradsorpsi dapat ditentukan.
4.5. Prosedur Percobaan
4.5.1. Penyiapan Adsorben Batu Padas
Batu padasdikoleksi dari sisa pembuatan patung di Kabupaten Gianyar Bali. Dikeringkan dengan sinar matahari. Batu padas ini kemudian digerus dan diayak dengan ayakan 0,3 dan 0,2 mm. Ukuran partikel adsorbennya adalah 0,20-0,30 mm. Partikel adsorben yang diperoleh dicuci dengan akuades sampai bersih (filtratnya bening) kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 100oC dan disimpan dalam desikator (adsorben BA). Untuk adsorben teraktivasi asam klorida(BAK) dan teraktivasi asam sulfat(BAS),sejumlah berat tertentu B00 diasamkan masing-masing dengan asam klorida 0,1, 0,5 dan 1 M dan dengan asam sulfat 0,1, 0,5, dan 1 M, kemudian dicuci sampai filtratnya netral (pH7), lalu dikeringakan dalam oven 100 oCkemudian disimpan dalam desikator. Untuk mendapatkan adsorben teraktivasi asam terbaik, masing-masing adsorben yang sudah diasamkan digunakan untuk mengadsorpsi limbah deterjen pada konsentrasi tertentu (200 ppm). adsorben yang mengadsorpsi limbah deterjen paling banyak merupakan adsorben yang teraktivasi paling baik.adsorben teraktivasi asam klorida terbaik disebut BAKG dan teraktivasi asam sulfat terbaik disebut BASG.
4.5.2. Penentuan pH Optimum Adsorpsi Limbah Deterjen oleh Masing-masing Adsorben (BA, BAK, dan BAS)
Konsentrasi teradsorpsi = konsentrasi awal – konsentrasi akhir
Cadsorpsi = (Cawal– Cakhir)
Banyaknya zat warna yang teradsorpsi (mg) per gram adsorben ditentukan menggunakan persamaan:
W = jumlah limbah deterjen yang teradsorpsi (mg/g) Co = konsentrasi limbah deterjen sebelum adsorpsi Ce = konsentrasi limbah deterjens etelah adsorpsi V = volume larutan limbah deterjen(L) Wa = jumlah adsorben, (g)
pH optimum adalah pH dimana konsentrasi teradsorpsi (Cadsorpsi) terbesar.
4.5.3. Penentuan Waktu Optimum Adsorpsi Limbah Deterjen oleh Adsorben BA, BAK, dan BAS
Larutan limbah deterjen dengan konsentrasi 50 ppm disiapkan diatur pHnya pada pH optimum (hasil 3.5.2). Ke dalam tiap-tiap 100 mL larutan limbah deterjen ditambahkan 500 mg adsoprben. Tiap-tiap campuran dikocok dengan stirer magnet dengan kecepatan 200 rpm selama 5 menit dan disaring dengan kertas saring Whatman 42. Absorbansi filtrat diukur dengan Spektrofotometer Uv Vis. Percobaan kemudian diulangi dengan variasi waktu pengocokan 5, 10, 15, 20, 25, 30, 45, 60, 90, 120 dan 150 menit. Setiap percobaan dilakukan 3 kali pengulangan. Hal yang sama dikerjakan untuk setiap adsorben. Konsentrasi yang diserap untuk tiap waktu dihitung dari:
Cadsorpsi= (Cawal – Cakhir)
a
dimana W = jumlah limbah deterjenyang teradsorpsi (mg/g) Co = konsentrasi limbah deterjensebelum adsorpsi Ce = konsentrasi limbah deterjensetelah adsorpsi V = volume larutan limbah deterjen(L) Wa = jumlah adsorben (g)
Waktu optimum adalah waktu dimana konsentrasi teradsorpsi (Cadsorpsi) terbesar
4.5.4. Penentuan Kapasitas Adsorpsi Limbah Deterjen oleh Adsorben
Larutan limbah deterjen dengan konsentrasi 10, 25, 50, 75 dan 100 ppm disiapkan pada pH optimum. Ke dalam tiap-tiap 100 mL larutan tersebut ditambahkan 500 mg adsorben. Tiap-tiap campuran diaduk dengan magnetik stirer 200 rpm selama waktu optimum. Tiap-tiap campuran disaring dengan kertas saring Whatman 42. Absorbansi tiap-tiap filtrat diukur dengan Spektrofotometer Uv Vis. Setiap percobaan dilakukan 3 kali pengulangan.
Kapasitas biosorpsi dihitung dari persamaan Langmuir (Ce/qe = 1/Qob + Ce/Qo) dengan mengalurkan Ce/Qe terhadap Ce untuk persamaan Langmuir. Dari slope persamaan Langmuir dapat diperoleh nilai Qo yang berhubungan dengan kapasitas adsorpsi.
Luaran Penelitian
Luaran dari peneltian ini adalah
1. Penerapan IPTEK dalam penanganan masalah pencemaran lingkungan khususnya limbah deterjen melalui proses adsorpsi dengan lempung hasil modifikasi
2. Publikasi hasil penelitian pada jurnal nasional dan seminar nasional
BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1.1 Karakterisasi Luas Permukaan Batu Padas
Luas permukaan adsorben merupakan karakter fisik yang sangat penting dalam proses adsorpsi, karena luas permukaan mempengaruhi banyaknya adsorbat yang teradsorpsi dan juga tergantung pada situs aktif. Menurut Perrich, (1981) menyatakan bahwa semakin luas permukaan adsorben, semakin banyak adsorbat yang dapat terserap, sehingga proses adsorpsi dapat berjalan semakin efektif dan semakin kecil ukuran partikel maka semakin luas permukaan adsorben. Pada penelitian ini, luas permukaan ditentukan dengan metode metilen biru. Panjang gelombang maksimum metilen biru yang digunakan yaitu 684 nm. Banyaknya molekul metilen biru yang dapat diadsorpsi sebanding dengan luas permukaan adsorben
Hasil pengukuran luas permukaan adsorben batu pada tanpa dimodifikasi (BA), batu pada teraktivasi H2SO4 (BAS), dan batu padas teraktivasi asam klorida disajikan dalam Tabel 5.1
Tabel 5.1. Nilai Luas Permukaan Adsorben
Adsorben S (m2/g)
BA 16,6568
BAS 18,2423
BAK 17,0122
keterangan : S = luas permukaan adsorben
metilen biru yang dapat diadsorpsi pada permukaan adsorben. Berdasarkan data pada Tabel 5.1, menunjukkan bahwa adsorben BAS dan BAK memiliki luas permukaan relatif lebih tinggi dibandingkan batu padas tanpa dimodifikasi BA. Hal ini disebabkan oleh adanya aktivasi batu padas dengan asam menjadikan pori pada lempung lebih terbuka, sehingga dapat menyerap molekul metilen biru lebih banyak dibandingkan BA. Peningkatan luas permukaan pada batu padas teraktivasi asam dikarenakan adanya protonasi gugus OH menjadi OH2+ yang disertai terikatnya kation H+. Adanya jumlah H+ yang semakin banyak dengan penambahan asam dapat mendesak (Ca, Mg, Fe, K, dan Na) yang menempati rongga-rongga pada lapisan alumina silikat. Daisamping itu fungsi penambahan asam dapat melepaskan ion Al, Fe, dan Mg dan pengotor-pengotor lainnya dari kisi-kisi struktur.
5.2 Uji Daya Serap Batu Padas Terhadap Limbah Deterjen
5.2.1 Penetuan waktu kontak optimum
Penentuan waktu kontak adsorpsi dilakuakan untuk mengetahui waktu minimum yang dibutuhkan adsorbat batu padas dalam menyerap adsorbat secara maksimum sampai tercapai keadaan setimbang. Waktu kontak adsorpsi dapat diketahui dengan membuat grafik antara banyaknya deterjen yang terserap (mg/g) terhadap waktu kontak adsorpsi. Variasi waktu interaksi adsorpsi deterjen pada adsorben dipelajari pada waktu interaksi 0, 15, 30, 45, 60, 90,120 dan 150 menit. Konsentrasi deterjen yang digunakan dalam mempelajari kajian ini adalah 25 ppm dengan pH 3. Pengaruh waktu interaksi adsorpsi banyaknya deterjen yang terserap oleh adsorben dengan berbagai variasi waktu dapat dilihat pada Gambar 5.1
Gambar 5.1 Kurva pengaruh waktu kontak terhadap adsorpsi banyaknya deterjen yang terserap
besar untuk menyerap deterjen yakni sebesar 4,9191 mg/g oleh BAS dan 4,9171 mg/g dibandingkan dengan batu padas alam yang hanya 4,6882 mg/g pada waktu 150 menit.
Dari gambar 5.1 juga dapat dilihat bahwa dengan bertambahnya waktu kemampuan adsorben untuk menyerap limbah deterjen juga semakin besar dan peningkatan ini terjadi sampai rentang waktu 150 menit. Hasil ini didukung oleh penelitian Agnestisia (2012) bahwa waktu kontak optimum penyerapan senyawa oganik oleh batu padas mencapai waktu 4 jam.
5.2.2 Penetuan pH optimum
Gambar 5.2.Kurva pengaruh pH terhadap adsorpsi limbah deterjen dengan jumlah limbah yang terserap oleh batu padas.
Berdasarkan gambar tersebut pH optimum penyerapan limbah deterjen terdapat pada pH 3 dengan jumlah deterjen yang terserap sebesar 4,737 mg/g. Pada pH 1-3 kemampuan adsorpsi dari adsorben meningkat, sedangkan pada kondisi pH 3-5 turun dan turun lagi ke pH 7.
5.2.3 Konsentrasi optimum
Gambar 5.3 Kurva pengaruh konsentrasi terhadap adsorpsi deterjen dengan jumlah deterjen) yang terserap.
Dari gambar 5.3 menunjukkan kemampuan batu padas untuk menyerap deterjen mengalami peningkatan seiring dengan kenaikan konsentrasi. Daya serap optimum batu padas terdapat pada konsentrasi 100 ppm yaitu sebesar 11,643 mg/g. Pada konsentrasi adsorbat rendah jumlah ion deterjen dengan situs adsorpsi yang terjerap menjadi kecil. Jika konsentrasi ion semakin meningkat maka kompetisi pada situs adsorpsi semakin tinggi, sehingga jumlah deterjen yang terserap mengalami peningkatan (Bhattcharyya dan Gupta, 2007).
BAB VII
KESIMPULAN DAN SARAN
7.1 Kesimpulan
Kesimpulan sementara yang bisa ditarik dari penelitian yang telah dilakukan adalah:
1. Aktivasi batu padas terbaik dihasilkan dengan aktivasi menggunakan asam sulfat konsentrasi 0,1 M dengan luas permukaan tertinggi 18,2423 m2/g dan batu padas teraktivasi asam klorida 1 M 17,0122 m2/g dibandingkan dengan batu padas alam sebesar 16,6568 m2/g.
2. Kondisi optimum daya adsorpsi batu padas dalam mengadsorpsi limbah deterjen didapatkan pada waktu kontak 150 menit, pH 3 dan konsentrasi 100 ppm.
7.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
1. Bruce, D.W., and O’ Hare, D., 1992, Inorganics Materials, John Wiley & Sons Ltd, New York
2. Harlim Tjodi, 2003, Kajian Umum Limbah cair Rumah Tangga dan Industri , Jurusan Kimia F.MIPA dan Lembaga Penelitian Universitas Hasanudin, Makasar
3. Lemke, S.L, 1998, Adsorption of Zearolenone by organophilic montmorillonite Clay, J. Agric Food Chem., 46, 3789-3796
4. Masel, R.I., 1996, “Principle of Adsorption and Reaction on Solid Surface”, edisi ke-1, John Wiley & Sons, Inc., Canada, 118 – 113, 235 – 230
5. McCabe, R., 1996, “Clay Chemistry”, edisi kedua, John Wiley & Sons, Inc., Oxford, 314 -325.
6. Ogawa,M and Koruda, K., 1998, Preparation of inorganic nanocomposites Through Intercalation of Organoammonium Ion Into Layered silicates,Bull. Chem. Soc. Jpn.., 70, 2593-2618
7. Susianah, T., 2005, Interkalasi Surfaktan Kationik ke dalam Struktur Antarlapis Lempung Bentonit dan Pemanfaatannya sebagai Adsorben Pengotor Minyak Daun Cengkeh, Tesis S-2, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
8. Suarya, P. 2005.Preparasi Lempung Terpilar Besi Oksida dan Pemanfaatnnya sebagai Penyerap Pengotor Minyak Daun Cengkeh, Tesis, Jurusan Kimia FMIPA Universitas Gadjah Mada, Jogjakarta
9. Suarya, P. 2007. Adsorpsi Pengotor Minyak Daun Cengkeh oleh Lempung Teraktivasi Asam, Hasil Penelitian, Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana, Jimbaran
10.Suarya, P. 2008.Preparasi Lempung Teraktivasi Asam Sulfat Terpilar Aluminium Oksida dan Pemanfaatnnya sebagai Penyerap Pengotor Minyak Daun Cengkeh, Hasil Penelitian, Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana, Jimbaran
11.Wijaya, K., Mudasir, Tahir, I., dan Asean, F., 2003, Inklusi Senyawa p-Nitroanilin ke dalam Pori-pori Montmorillonit Terpilar TiO2, Review Kimia, 6(2), hal. 84-94.
Lampiran 1. Pembuatan Larutan
1. Pembuatan Larutan H2SO4 2 M
Untuk membuat 1000 mL H2SO4 2 M, diambil sebanyak 111,04 mL H2SO4 pekat dan diencerkan dengan akuades pada labu ukur 1000 mL sampai tanda batas. Cara perhitungannya adalah sebagai berikut :
H2SO4 yang tersedia adalah 96 % (v/v); 1L = 1,84 kg; BM = 98,08 g/mol
[H2SO4] = = 18,0098 M
V1.M1= V2.M2
V1.18,0098 = 1000 mL. 2M V1 = 111,04 mL
2. Pembuatan Larutan HCl 0,1 M
Untuk membuat 1000 mL HCl0,1 M, diambil sebanyak 8,3 mL HClpekat dan diencerkan dengan akuades pada labu ukur 1000 mL sampai tanda batas. Cara perhitungannya adalah sebagai berikut :
HClyang tersedia adalah 37 % (v/v); 1L = 1 = 36,5 g/mol
[HCl] = = 11,96 M
V1.M1= V2.M2
V1.11,96 = 1000 mL. 0,1M V1 = 8,36 mL
3. Pembuatan Larutan BaCl2.2H2O 0,25 M
Untuk membuat 100 mL BaCl2.2H2O 0,25 M, ditimbang dengan teliti 6,0750 g BaCl2.2H2O, kemudian dilarutkan dengan 20 mL akuades dan diencerkan dalam labu ukur 100 mL sampai tanda batas. Cara perhitungannya adalah sebagai berikut :
M BaCl2.2H2O =
DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENELITI
1. Ketua Peneliti
1.
Nama Lengkap (dengan gelar) Anak Agung Istri Agung Mayun
Laksmiwati,S.Si.,M.Si P
2. Jabatan Fungsional Lektor / III d 3. Jabatan Struktural -
4. NIP/NIK/No.Identitas lainnya 19670508 199702 2 001
5. NIDN 0008056702
6. Tempat dan Tanggal Lahir Klungkung, 08 Mei 1967
7. Alamat Rumah Pasraman UNUD Blok F No. 11 Jimbaran 8. Nomor Telepon/Faks /HP 0361 8953526. Hp. 085 935 098 474 9. Alamat Kantor Kampus Bukit Jimbaran
10. Nomor Telepon/Faks 0361 703137 Ext.226
11. Alamat e-mail Laksmiwati546@yahoo.com
12. Lulusan yang telah dihasilkan S-1= … orang; S-2= …Orang; S-3=
Orang …
13. Bidang Keahlian Biokimia 14. Mata Kuliah yg diampu 1. Biokimia
2. Bioteknologi 3. Biologi Molekuler
B. Riwayat Pendidikan
Program S-1 S-2 S-3
Nama Perguruan Tinggi
Universitas Udayana Universitas Udayana -
Bidang Ilmu Kimia Bioteknologi Pertanian
Tahun Masuk 1986 2001 pada beberapa jenis beras.
Deteksi strain virus dengue penyebab penyakit demam berdarah pada penderita dan serangga vector aedes aegypti di Denpasar Nama
C. Pengalaman Penelitian dalam 5 Tahun Terakhir baik Nasional maupun Internasional
(Bukan Skripsi, Tesis, maupun Disertasi)
No. Tahun Judul Penelitian
Pendanaan
Sumber *) Jml (Juta Rp.)
1. 2009-2010
Peran sinergis minyak ikan lemuru (Sardinella Kongiceps) dan Vit.E dalam menghambat peroksidasi lipid pada tikus Hyperkolesterolimia.
Fundamental.
3. 4.
*) Tuliskan sumber pendanaan : PDM, SKW, Pemula, Fundamental, Hibah Bersaing, Hibah Pekerti, Hibah Pascasarjana, Hikom, Stranas, Kerjasama Luar Negeri dan Publikasi Internasional, RAPID, Unggulan Stranas atau sumber lainnya.
C2. Jumlah Mahasiswa yang terlibat dalam proyek penelitian Bapak/Ibu selama 3 tahun terakhir 2 Orang
D. Pengalaman Pengabdian kepada Masyarakat dalam 5 Tahun Terakhir
No. Tahun
Judul Pengabdian Kepada
Masyarakat
1. 2007 Pemanfaatan minyak kelapa dan minyak jelantah sebagai bahan baku pembuatan sabun cuci. Desa Penarukan, Tabanan.
DIPA-UNU D
Rp. 3.000.000
2. 2008 Pelatihan singkat cara membuat
pembasmi jentik nyamuk dari daun Sirih. Desa Penarukan, Tabanan.
3. 2008 Pemanfaatan daun salam sebagai obat pengawet alami pada minyak kelapa. Desa Pejeng, Gianyar.
4. 2009 Pembuatan minyak kelapa murni (VCO) dengan metode enzimatis dan
pemanfaatannya sebagai obat gosok. Kantor Balai Desa Sambirenteng, Buleleng.
DIPA-UNU D
Rp.3.000.000
5. 2010 Penggunaan Chemdraw sebagai alat bantu dalam menuliskan atau menggambarkan struktur kimia di SMAN-1 Kuta Utara Badung.
DIPA-UNU D
Rp.3.000.000
6. 2012 Pelatihan pemanfaatan tanaman obat komoditas pertanian untuk peningkatan
DIPA-UNU
derajat kesehatan keluarga di Desa Pengotan, Bangli
D 3.000.000
7. Pembuatan minyak kelapa dengan
menggunakan metode kering enzimatik di Desa Gumbrih, Kecamatan Pekutatan, Kabupaten Jembrana.
8. 2013 Pemberdayaan Ibu-ibu, Bidan dan Kader Posyandu melalui penyuluhan tentang pemberian makanan yang memenuhi empat sehat lima sempurna untuk menngkatkan gizi dan daya tahan tubuh pada bayi dan anak di Desa Pengotan, Bangli.
8. 2013 Pemanfaatan surudan banten menjadi olahan yang menarik. Ubud, Gianyar.
9. 2013 Pelatihan singkat pembuatan sabun antibakteri alami dari daun mimba. Karangasem
*) Tuliskan sumber pendanaan : Penerapan IPTEKS – SOSBUD, Vucer, Vucer Multitahun, UJI, Sibermas, atau sumber dana lainnya.
E. Pengalaman Penulisan Artikel Ilmiah dalam Jurnal dalam 5 Tahun Terakhir baik Nasional maupun Internasional
No. Judul Artikel
2. Analisis variasi nasi beras putih dan beras merah pada
4. Kadar total senyawa fenolat pada madu
F. Kegiatan Dosen Dalam Seminar ilmiah / lokakarya / penataran / workshop / pagelaran / pameran / peragaan.
No. Jenis Kegiatan* Waktu Tempat Sebagai
Penyaji Pesert a
1. Workshop strategi penanganan pengguna
2. Pelatihan Dasar Biologi Molekuler dan Teknik
3. Workshop E-Learning 8-9 Pebruari 2007
FMIPA-Jurusan Kimia UND
Peserta
4. Workshop” Analisis
DNA untuk kepentingan
5. International Conference
7. Seminar Nasional Anti
8. Workshop on Advanced Polymer Synthetic for
9. Workshop Metode Pembelajaran
*jenis kegiatan : Seminar ilmiah / lokakarya / penataran / workshop / pagelaran / pameran / peragaan.
**Mohon disertakan bukti/sertifikat telah mengikuti kegiatan tersebut dalam bentuk hardcopy (fotocopy)
G. Pengalaman Penulisan Buku dalam 5 Tahun Terakhir
H. Pengalaman Perolehan HKI dalam 5 – 10 Tahun Terakhir
No. Judul/Thema HKI Tahun Jenis No.P/ID
1. - 2. 3. 4. Dst.
I. Pengalaman Merumuskan Kebijakan Publik/Rekayasa Sosial Lainnya dalam 5 Tahun Terakhir
No. Judul/Tema/Jenis Rekayasa Sosial
Lainnya yang Telah Diterapkan
Tahun Tempat
Penerapan
Respon Masyarakat
2. Anggota Peneliti A. Identitas Diri
1. Nama Lengkap (dengan gelar)
Putu Suarya, S.Si., M.Si L/P
2. Jabatan Fungsional Lektor 3. Jabatan Struktural -
4. NIP 19721231199802 1 001
5. NIDN 0031127202
6. Tempat dan Tanggal Lahir Gesing, 31 Desember 1972 7. Alamat Rumah Desa Sibetan kec. Bebandem kab.
Karangasem Bali 8. Nomor Telepon/Faks/
HP
-/ - / 081337958766
9. Alamat Kantor Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana, Kampus Bukit jimbaran, Kuta, Badung Bali
10. Nomor Telepon/Faks 0361-703137 / 703137 11. Alamat e-mail suaryadala@yahoo.com 12. Lulusan yang Telah
Dihasilkan
S1 = 10 orang
13. Mata Kuliah yang Diampu
Kimia Anoganik I (di S-1 Kimia) Kimia Anoganik II (di S-1 Kimia Kimia Anoganik III(di S-1 Kimia) Korosi (di S-1 Kimia)
Kapita Selekta Kimia Anoraganik (di S-1 Kimia)
B. Riwayat Pendidikan
S-1 S-2
Nama Perguruan Tinggi
Universitas Udayana Universitas Gadjah Mada
Bidang Ilmu Kimia Kimia
Tahun Masuk – Lulus 1990-1995 1998-2001 Judul Skripsi / Thesis /
Disertasi
Pengaruh CaCl2 dan Suhu aktivasi Pada Arang Sekam Padi dan Kemampuan Adsorpsinya pada Metilen Biru Klorida
Preparasi Lempung Terpilar Besi Oksida dan Pemanfaatannya untuk Menjernihkan Minyak daun Cengkeh
Nama
Pembimbing/Promotor
Drs. Made Sweda, M.Sc. Drs I Wayan Wyadnya
Dr. Yateman Aryanto Prof. Dr. Sri Juari
C. Pengalaman Penelitian Dalam 5 Tahun Terakhir
(Bukan Skripsi, Tesis, maupun Disertasi)
No. Tahun Judul Penelitian Pendanaan
Sumber* Jml (Juta Rp)
1 2012/2013 Produksi bioetanol berbahan sekam padi dan peningkatan kadar etanol
Modifikasi Silika gel dari Sekam Padi dengan Ligan Difenil Karbason
dan Aplikasinya untuk Mengadsorpsi Cr III dan Cr VI
Hibah Bersaing
3. 2009/2010 Sintesis Silika Gel dari Sekam Padi
Dosen Muda-Dikti
10
4 2007 Adsorpsi Pengotor Minyak daun Cengkeh
D. Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat Dalam 5 Tahun Terakhir
No. Tahun Judul Pengabdian Kepada Masyarakat Pendanaan
Sumber* Jml (Juta Rp)
1 2012/2013 Pembuatan sabun mandi anti bakteri dari daun mimba
4
1. 2009/2010
Bakti Ilmiah Mahasiswa Jurusan Kimia Tahun 2010 di Desa Baha, Kecamatan Mengwi, Kabupaten Badung
- -
2. 2010/2011 Bakti Ilmiah Mahasiswa Jurusan Kimia Tahun 2011 di Desa Kerta, Kecamatan Payangan, Kabupaten Gianyar
E. Pengalaman Penulisan Artikel Ilmiah Dalam Jurnal Dalam 5 Tahun Terakhir
No. Judul tulisan Tahun Diterbitkan sebagai: *)
01
Optimasi Jenis Pelarut dalam Ekstraksi Zat Warna Alam dari Batang Pisang Kepok (Mussa paradisiacal L. cv kepok) dan Pisang Susu (Mussa paradisiacal L. cv susu)
2011 Artikel pada Jurnal Kimia Vol.5, No.1, Januari 2011
02
Interkalasi Tetra Etil Orto Silikat (TEOS) Pada
2010 Artikel pada Jurnal Kimia Vol.4, No.1, Januari 2010
03
Interkalasi Benzalkonium Klorida ke dalam Antar Lapis Lempung dan Pemanfaatannya sebagai Penjernih Minyak Daun Cengkeh
2009 Artikel pada Jurnal Kimia Vol.3, No.1, Januari 2009
04
Artikel pada Sigma Jurnal Sain dan Teknologi vol. 11 No 2 Jjuli 2008
05
Biosorption of Cr(III) Ion On Algae Eucheuma spinosum Biomassa
2008
F. Pengalaman Penyampaian Makalah Secara Oral Pada Pertemuan / Seminar Ilmiah Dalam 5 Tahun Terakhir
No. Nama Pertemuan Ilmiah/Seminar
Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat 1.
G. Pengalaman Penulisan Buku dalam 5 Tahun Terakhir
No. Judul Buku Tahun Jumlah
Halaman
Penerbit
H. Pengalaman Perolehan HKI Dalam 5 – 10 Tahun Terakhir
No. Judul / Tema HKI Tahun Jenis Nomor
P/ID
I. Pengalaman Merumuskan Kebijakan Publik/Rekayasa Sosial Lainnya Dalam 5 Tahun Terakhir
No. Judul/Tema/Jenis Rekayasa Sosial Lainnya yang Telah Diterapkan
Tahun Tempat Penerapan
Respon Masyarakat
J. Penghargaan yang Pernah Diraih dalam 10 tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau institusi lainnya)
No. Jenis Penghargaan Institusi Pemberi
Penghargaan
Tahun
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima risikonya. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah Penelitian Fundamental
Denpasar, 10 Febroari 2015 Pengusul,
(Putu Suarya, S.Si., M.Si.) NIP 19721231199802 1 001
