BAB II BAB II
KAJIAN PUSTAKA KAJIAN PUSTAKA
A.
A. Deskripsi TeoriDeskripsi Teori 1.
1. Pasir Vulkanik Gunung MerapiPasir Vulkanik Gunung Merapi
Salah satu dampak dari erupsi dan banjir lahar dingin Gunung Merapi adalah Salah satu dampak dari erupsi dan banjir lahar dingin Gunung Merapi adalah melimpahnya pasir vulkanik pada sungai-sungai di lereng Merapi. Pasir vulkanik melimpahnya pasir vulkanik pada sungai-sungai di lereng Merapi. Pasir vulkanik adalah bahan material vulkanik jatuhan yang disemburkan ke udara ketika terjadi adalah bahan material vulkanik jatuhan yang disemburkan ke udara ketika terjadi letusan (Sudaryo dan Sutjipto, 2009 : 716).
letusan (Sudaryo dan Sutjipto, 2009 : 716).
Debu dan pasir gunung berapi dapat menyebabkan iritasi pada mata, infeksi Debu dan pasir gunung berapi dapat menyebabkan iritasi pada mata, infeksi saluran pernapasan akut (ISPA), kerusakan kulit dan juga dapat mencemari serta saluran pernapasan akut (ISPA), kerusakan kulit dan juga dapat mencemari serta menurunkan kualitas air pada sumber-sumber air yang biasa digunakan warga menurunkan kualitas air pada sumber-sumber air yang biasa digunakan warga (Wawan Budianta, 2011). Kandungan debu dan pasir vulkanik sangat berbahaya. (Wawan Budianta, 2011). Kandungan debu dan pasir vulkanik sangat berbahaya. Debu hasil erupsi yang pertama kali sangat berbeda karakteristiknya dari debu-debu Debu hasil erupsi yang pertama kali sangat berbeda karakteristiknya dari debu-debu pada umumnya.
pada umumnya.
Material yang dilontarkan oleh Gunung Merapi ketika erupsi yang lalu, Material yang dilontarkan oleh Gunung Merapi ketika erupsi yang lalu, menebarkan abu yang mengandung SiO
menebarkan abu yang mengandung SiO22 kristalin atau pasir kuarsa yang biasakristalin atau pasir kuarsa yang biasa digunakan untuk pembuatan kaca. Sebagian besar sampel mengandung 3.6% digunakan untuk pembuatan kaca. Sebagian besar sampel mengandung 3.6% kristobalit (Horwell, Damby, dan Baxter, 2011). Dari hasil penelitian Sudaryo dan kristobalit (Horwell, Damby, dan Baxter, 2011). Dari hasil penelitian Sudaryo dan Sutjipto pada tahun 2009 diketahui bahwa kandungan logam tanah vulkanik di daerah Sutjipto pada tahun 2009 diketahui bahwa kandungan logam tanah vulkanik di daerah Cangkringan adalah logam Al berkisar antara 1,8-5,9%; Mg 1-2,4%; Si 2,6-28%; dan Cangkringan adalah logam Al berkisar antara 1,8-5,9%; Mg 1-2,4%; Si 2,6-28%; dan Fe 1,4-9,3% (Sudaryo dan Sutjipto, 2009 : 718).
Fe 1,4-9,3% (Sudaryo dan Sutjipto, 2009 : 718).
Sebagian besar lava Merapi merupakan senyawa alkalin, basaltik andesit dengan Sebagian besar lava Merapi merupakan senyawa alkalin, basaltik andesit dengan silika yang terkandung di dalamnya antara 52-57 %. Lava yang mengandung basalt silika yang terkandung di dalamnya antara 52-57 %. Lava yang mengandung basalt dan andesit juga mungkin saja terjadi. Kandungan silika di dalamnya berkisar antara dan andesit juga mungkin saja terjadi. Kandungan silika di dalamnya berkisar antara 49,5-60,5% (Camus, et.al., 2000 : 145).
Senyawa yang mudah ditemukan dalam batuan vulkanik adalah golongan feldspar Senyawa yang mudah ditemukan dalam batuan vulkanik adalah golongan feldspar (El Jamal dan Awala, 2011:45). Feldspar umumnya memiliki struktur yang tersusun (El Jamal dan Awala, 2011:45). Feldspar umumnya memiliki struktur yang tersusun atas cincin yang terbentuk dari empat buah struktur tetrahedral. Kalium dan natrium atas cincin yang terbentuk dari empat buah struktur tetrahedral. Kalium dan natrium feldspar terdiri atas tiga buah silikon tetrahedral dan sebuah aluminium tetrahedral, feldspar terdiri atas tiga buah silikon tetrahedral dan sebuah aluminium tetrahedral, sedangkan pada kalsium feldspar perbandingan antara tetrahedral silikon dan sedangkan pada kalsium feldspar perbandingan antara tetrahedral silikon dan aluminium adalah 1:1. Natrium feldspar dinamakan albite sedangkan kalium feldspar aluminium adalah 1:1. Natrium feldspar dinamakan albite sedangkan kalium feldspar dinamakan ortoklas. Permukaan feldspar terdiri atas muatan positif yang berupa ion dinamakan ortoklas. Permukaan feldspar terdiri atas muatan positif yang berupa ion Na
Na++ atau K atau K ++dan muatan negatif yang berupa gugus silanol atau siloksan (Prasanphandan muatan negatif yang berupa gugus silanol atau siloksan (Prasanphan dan Nuntiya, 2006 : 183). Struktur albite tercantum pada Gambar 1.
dan Nuntiya, 2006 : 183). Struktur albite tercantum pada Gambar 1.
Gambar 1. Struktur Albite Gambar 1. Struktur Albite
2.
2. Zat WarnaZat Warna
Zat warna adalah suatu zat kimia yang bila berikatan dengan suatu material akan Zat warna adalah suatu zat kimia yang bila berikatan dengan suatu material akan memberikan warna pada material tersebut (Chelani, Yasmin Binti, 2004 : 10). Zat memberikan warna pada material tersebut (Chelani, Yasmin Binti, 2004 : 10). Zat warna bisa berupa senyawa ionik maupun senyawa organik dengan gugus aril yang warna bisa berupa senyawa ionik maupun senyawa organik dengan gugus aril yang mempunyai elektron terdelokalisasi. Penyebab terbentuknya warna adalah adanya mempunyai elektron terdelokalisasi. Penyebab terbentuknya warna adalah adanya gugus kromofor pada struktur senyawa. Gugus kromofor adalah gugus senyawa gugus kromofor pada struktur senyawa. Gugus kromofor adalah gugus senyawa radikal yang terdiri dari ikatan ganda terkonjugasi yang mengandung elektron radikal yang terdiri dari ikatan ganda terkonjugasi yang mengandung elektron
terdelokalisasi. Gugus kromofor biasanya meliputi gugus azo N=N-), karbonil terdelokalisasi. Gugus kromofor biasanya meliputi gugus azo N=N-), karbonil (-C=O-), karbon (-C=C-), karbon-nitrogen (-C=NH- atau -CH=N-), nitroso (-NO atau C=O-), karbon (-C=C-), karbon-nitrogen (-C=NH- atau -CH=N-), nitroso (-NO atau N-OH),
N-OH), nitro nitro (-NO(-NO22 atau =NO-OH), dan sulfur (C=S). Kromogen adalah senyawa atau =NO-OH), dan sulfur (C=S). Kromogen adalah senyawa aromatis yang biasanya mengandung cincin benzena, naftalena, atau antrasena aromatis yang biasanya mengandung cincin benzena, naftalena, atau antrasena merupakan bagian dari struktur kromogen-kromofor pada auksokrom. Adanya gugus merupakan bagian dari struktur kromogen-kromofor pada auksokrom. Adanya gugus terionisasi yang dikenal sebagai auksokrom memberikan peningkatan absorpsi dan terionisasi yang dikenal sebagai auksokrom memberikan peningkatan absorpsi dan kekuatan ikatan pada suatu senyawa. Beberapa gugus auksokrom adalah –NH kekuatan ikatan pada suatu senyawa. Beberapa gugus auksokrom adalah –NH33, , --COOH, -HSO
COOH, -HSO33, -OH (Al-Ghouti, 2004)., -OH (Al-Ghouti, 2004).
Zat warna dapat digolongkan menurut sumber diperolehnya yaitu zat warna alam Zat warna dapat digolongkan menurut sumber diperolehnya yaitu zat warna alam dan zat warna sintetik. Van Croft menggolongkan zat warna berdasarkan cara dan zat warna sintetik. Van Croft menggolongkan zat warna berdasarkan cara pemakaiannya.
pemakaiannya. Zat Zat warna warna yang yang langsung langsung dapat dapat mewarnai mewarnai serat serat disebut disebut zat zat warnawarna substantif dan zat warna yang memerlukan zat-zat pembantu supaya dapat mewarnai substantif dan zat warna yang memerlukan zat-zat pembantu supaya dapat mewarnai serat disebut zat reaktif. Kemudian Henneck membagi zat warna menjadi dua bagian serat disebut zat reaktif. Kemudian Henneck membagi zat warna menjadi dua bagian menurut warna yang ditimbulkannya, yakni zat warna monogenetik apabila menurut warna yang ditimbulkannya, yakni zat warna monogenetik apabila memberikan hanya satu warna dan zat warna poligenatik apabila dapat memberikan memberikan hanya satu warna dan zat warna poligenatik apabila dapat memberikan beberapa
beberapa warna. warna. Penggolongan Penggolongan zat zat warna warna yang yang lebih lebih umum umum dikenal dikenal adalahadalah berdasarkan
berdasarkan konstitusi konstitusi (struktur (struktur molekul) molekul) dan dan berdasarkan berdasarkan aplikasi aplikasi (cara(cara pewarnaannya)
pewarnaannya) pada pada bahan, bahan, misalnya misalnya di di dalam dalam proses proses pencelupan pencelupan dan dan pengecapanpengecapan bahan
bahan tekstil, tekstil, kulit, kulit, kertas kertas dan dan bahan-bahan bahan-bahan lain lain (Renita (Renita Manurung, Manurung, RosdanelliRosdanelli Hasibuan, Irvan, 2004 : 4-5).
Hasibuan, Irvan, 2004 : 4-5).
Penggolongan zat warna menurut Colours Index volume 3 terutama didasarkan Penggolongan zat warna menurut Colours Index volume 3 terutama didasarkan pada
pada sistem sistem kromofor kromofor yang yang berbeda berbeda misalnya misalnya zat zat warna warna azo, azo, antrakuinon, antrakuinon, ftalosia,ftalosia, nitroso, indigo, benzodifuran, okazin, polimetil, di- dan tri-aril karbonium, polisilik, nitroso, indigo, benzodifuran, okazin, polimetil, di- dan tri-aril karbonium, polisilik, aromatik karbonil, quionftalen, nitro, nitrosol dan lain-lain (Society of Dyers and aromatik karbonil, quionftalen, nitro, nitrosol dan lain-lain (Society of Dyers and Colorist, 2005).
Colorist, 2005).
Zat warna azo merupakan jenis zat warna sistetis yang cukup penting. Lebih dari Zat warna azo merupakan jenis zat warna sistetis yang cukup penting. Lebih dari 50% zat warna dalam daftar Color Index adalah jenis zat warna azo. Zat warna azo 50% zat warna dalam daftar Color Index adalah jenis zat warna azo. Zat warna azo mempunyai sistem kromofor dari gugus azo (-N=N-) yang berikatan dengan gugus mempunyai sistem kromofor dari gugus azo (-N=N-) yang berikatan dengan gugus aromatik. Lingkungan zat warna azo sangat luas, dari warna kuning, merah, jingga, aromatik. Lingkungan zat warna azo sangat luas, dari warna kuning, merah, jingga,
biru
biru AL AL (Navy (Navy Blue), Blue), violet violet dan dan hitam, hitam, hanya hanya warna warna hijau hijau yang yang sangat sangat terbatasterbatas (Renita Manurung, Rosdanelli Hasibuan, Irvan, 2004 : 5)
(Renita Manurung, Rosdanelli Hasibuan, Irvan, 2004 : 5)
3.
3. Methyl Red Methyl Red Methyl
Methyl red red biasa digunakan sebagai zat warna monoazo di laboratorium dan biasa digunakan sebagai zat warna monoazo di laboratorium dan industri tekstil, serta industri-industri lainnya. Struktur molekul
industri tekstil, serta industri-industri lainnya. Struktur molekul methy red methy red dapat dapat dilihat pada Gambar 2.
dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Struktur
Gambar 2. Struktur Methyl red Methyl red
Sumber : Rosemal, Haris, dan Sathasivam, Sumber : Rosemal, Haris, dan Sathasivam, 2009 : 1692
2009 : 1692
Penggunaan
Penggunaan methyl red methyl red dapat menyebabkan gangguan/iritasi pada mata dan kulit dapat menyebabkan gangguan/iritasi pada mata dan kulit (Hayes, et.al,, 2004), iritasi pada saluran pencernaan, faringeal bila terhirup atau (Hayes, et.al,, 2004), iritasi pada saluran pencernaan, faringeal bila terhirup atau tertelan (Badr, Y, et al., 2008), terlebih
tertelan (Badr, Y, et al., 2008), terlebih methyl red methyl red bersifat mutagenik pada kondisi bersifat mutagenik pada kondisi aerobik,
aerobik, mengalami mengalami biotransformasi biotransformasi menjadi menjadi asam asam 2-aminobenzoat 2-aminobenzoat dan dan N-N’N-N’ dimetil-p-fenilen diamin (Vijaya, P. P, S. Sandhya, 2003).
dimetil-p-fenilen diamin (Vijaya, P. P, S. Sandhya, 2003).
Berdasar penelitian yang telah dilakukan oleh Rosemal, Haris, dan Sathasivam, Berdasar penelitian yang telah dilakukan oleh Rosemal, Haris, dan Sathasivam, pada
pada tahun tahun 2009 2009 tentang tentang adsorpsi adsorpsi zat zat warnawarna methyl red methyl red menggunakan serat menggunakan serat pseudotesm
pseudotesm pada pada pisang pisang didapatkan didapatkan hasil hasil panjang panjang gelombang gelombang maksimum maksimum zat zat warnawarna methyl red
methyl red pada berbagai variasi pH seperti tercantum pada Tabel 1 (Rosemal, Haris, pada berbagai variasi pH seperti tercantum pada Tabel 1 (Rosemal, Haris, dan Sathasivam, 2009 : 1694).
Tabel 1. Panjang Gelombang Larutan
Tabel 1. Panjang Gelombang Larutan Methyl Red Methyl Red pada Berbagai pH. pada Berbagai pH.
4.
4. AdsorpsiAdsorpsi
Adsorpsi merupakan suatu fenomena permukaan, yaitu terjadinya penambahan Adsorpsi merupakan suatu fenomena permukaan, yaitu terjadinya penambahan konsentrasi komponen tertentu pada permukaan antara dua fase (Deni Swantomo, konsentrasi komponen tertentu pada permukaan antara dua fase (Deni Swantomo, Noor Anis Kundari, Satriawan Luhur Pambudi, 2009 :
Noor Anis Kundari, Satriawan Luhur Pambudi, 2009 : 707). Adsorpsi dikelompokkan707). Adsorpsi dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu :
menjadi dua macam, yaitu : 1.
1. Adsorpsi fisikAdsorpsi fisik
Adsorpsi fisik terutama terjadi ketika terbentuk ikatan yang lemah antara Adsorpsi fisik terutama terjadi ketika terbentuk ikatan yang lemah antara adsorbat dan adsorben. Contoh dari ikatan yang lemah tersebut adalah gaya adsorbat dan adsorben. Contoh dari ikatan yang lemah tersebut adalah gaya Van Der Waals, ikatan hidrogen, dan ikatan dipol-dipol (Allen dan Van Der Waals, ikatan hidrogen, dan ikatan dipol-dipol (Allen dan Koumanova, 2005 : 176). Gaya Van Der Waals berlangsung bolak-balik. Koumanova, 2005 : 176). Gaya Van Der Waals berlangsung bolak-balik. Ketika gaya tarik-menarik molekul antara zat terlarut dengan adsorben lebih Ketika gaya tarik-menarik molekul antara zat terlarut dengan adsorben lebih besar
besar dari dari gaya gaya tarik-menarik tarik-menarik zat zat terlarut terlarut dengan dengan pelarut, pelarut, maka maka zat zat terlarutterlarut akan teradsorpsi di atas permukaan adsorben.
akan teradsorpsi di atas permukaan adsorben. 2.
2. Adsorpsi kimiaAdsorpsi kimia
Adsorpsi kimia terjadi ketika terbentuk ikatan yang kuat antara adsorbat dan Adsorpsi kimia terjadi ketika terbentuk ikatan yang kuat antara adsorbat dan adsorben karena adanya pertukaran elektron. Ikatan yang terbentuk adalah adsorben karena adanya pertukaran elektron. Ikatan yang terbentuk adalah ikatan kovalen dan ionik (Allen dan Koumanova, 2005 : 176). Reaksi kimia ikatan kovalen dan ionik (Allen dan Koumanova, 2005 : 176). Reaksi kimia yang terjadi tidak berlangsung bolak-balik.
yang terjadi tidak berlangsung bolak-balik. pH
pH Panjang Panjang Gelombang Gelombang Maksimum Maksimum (nm)(nm)
2 527 2 527 3 525 3 525 4 433 4 433 5 403 5 403 6 407 6 407 7 420 7 420
Menurut Reynolds (1982) ada beberapa faktor yang mempengaruhi laju dan besarnya Menurut Reynolds (1982) ada beberapa faktor yang mempengaruhi laju dan besarnya adsorpsi yaitu :
adsorpsi yaitu : 1.
1. Luas permukaan adsorben.Luas permukaan adsorben.
Semakin luas permukaan adsorben, semakin banyak adsorbat yang dapat Semakin luas permukaan adsorben, semakin banyak adsorbat yang dapat diserap, sehingga proses adsorpsi semakin efektif.
diserap, sehingga proses adsorpsi semakin efektif. 2.
2. Ukuran partikelUkuran partikel
Makin kecil ukuran partikel yang digunakan maka semakin besar kecepatan Makin kecil ukuran partikel yang digunakan maka semakin besar kecepatan adsorpsinya. Ukuran diameter dalam bentuk butir adalah lebih dari 0,1 mm, adsorpsinya. Ukuran diameter dalam bentuk butir adalah lebih dari 0,1 mm, sedangkan ukuran diameter dalam bentuk serbuk adalah 200 mesh.
sedangkan ukuran diameter dalam bentuk serbuk adalah 200 mesh. 3.
3. Waktu kontakWaktu kontak
Waktu kontak merupakan suatu hal yang sangat menentukan dalam proses Waktu kontak merupakan suatu hal yang sangat menentukan dalam proses adsorpsi. Waktu kontak yang lebih lama memungkinkan proses difusi dan adsorpsi. Waktu kontak yang lebih lama memungkinkan proses difusi dan penempelan
penempelan molekul molekul adsorbat adsorbat berlangsung berlangsung lebih lebih baik. baik. Konsentrasi Konsentrasi zat-zatzat-zat organik akan turun apabila waktu kontaknya cukup dan waktu kontak berkisar organik akan turun apabila waktu kontaknya cukup dan waktu kontak berkisar 10 – 15 menit.
10 – 15 menit. 4.
4. Distribusi ukuran poriDistribusi ukuran pori
Distribusi pori akan mempengaruhi distribusi ukuran molekul adsorbat yang Distribusi pori akan mempengaruhi distribusi ukuran molekul adsorbat yang masuk kedalam partikel adsorben. Kebanyakan zat pengadsorpsi atau masuk kedalam partikel adsorben. Kebanyakan zat pengadsorpsi atau adsorben merupakan bahan-bahan yang sangat berpori dan adsorpsi adsorben merupakan bahan-bahan yang sangat berpori dan adsorpsi berlangsung
berlangsung terutama terutama pada pada dinding-dinding dinding-dinding pori pori atau atau letak-letak letak-letak tertentu tertentu didi dalam partikel tersebut. Pemisahan terjadi karena perbedaan bobot molekul dalam partikel tersebut. Pemisahan terjadi karena perbedaan bobot molekul atau adanya perbedaan polaritas yang menyebabkan sebagian molekul melekat atau adanya perbedaan polaritas yang menyebabkan sebagian molekul melekat pada permukaan itu dan lebih erat dari pada molekul-molekul lainnya
pada permukaan itu dan lebih erat dari pada molekul-molekul lainnya
Isoterm suatu adsorpsi menyatakan hubungan antara jumlah adsorbat yang Isoterm suatu adsorpsi menyatakan hubungan antara jumlah adsorbat yang terserap oleh adsorben pada konsentrasi setimbang. Persamaan isoterm yang biasanya terserap oleh adsorben pada konsentrasi setimbang. Persamaan isoterm yang biasanya digunakan untuk menggambarkan kemampuan adsorben dalam mengadsorpsi digunakan untuk menggambarkan kemampuan adsorben dalam mengadsorpsi adsorbat adalah Freundlich dan Langmuir. Model isoterm Freundlich digunakan adsorbat adalah Freundlich dan Langmuir. Model isoterm Freundlich digunakan dalam sistem heterogen dan tidak terbatas hanya pada lapisan monolayer. Menurut dalam sistem heterogen dan tidak terbatas hanya pada lapisan monolayer. Menurut
Toor (2010) untuk menentukan isoterm Freundlich dapat menggunakan persamaan Toor (2010) untuk menentukan isoterm Freundlich dapat menggunakan persamaan sebagai berikut :
sebagai berikut :
log q
log qee=log k =log k ff+ 1/n log C+ 1/n log Cee
Keterangan: Keterangan: q
qee : daya adsorpsi pada kondisi : daya adsorpsi pada kondisi setimbang (mg/g)setimbang (mg/g) k dan
k dan n n : konstanta : konstanta FreundlichFreundlich C
Cee : : konsentrasi konsentrasi adsorbat adsorbat pada pada kondisi kondisi setimbang setimbang (mg/L)(mg/L)
Nilai k dan n dapat ditentukan dari slope dan intersep dari grafik log q
Nilai k dan n dapat ditentukan dari slope dan intersep dari grafik log qee lawan log C lawan log Cee..
Model isoterm Langmuir mengasumsikan adsorpsi terjadi pada lapisan Model isoterm Langmuir mengasumsikan adsorpsi terjadi pada lapisan monolayer dan hanya satu molekul zat warna yang dapat diadsorpsi pada satu situs monolayer dan hanya satu molekul zat warna yang dapat diadsorpsi pada satu situs adsorpsi. Persamaan isoterm Langmuir dapat dilihat pada pe
adsorpsi. Persamaan isoterm Langmuir dapat dilihat pada pe rsamaan sebagai berikut :rsamaan sebagai berikut :
Keterangan: Keterangan: C
Cee : : konsentrasi konsentrasi adsorbat adsorbat pada pada keadaan skeadaan setimbang etimbang (mg/L)(mg/L) q
qee : jumlah adsorbat yang terserap per unit adsorben : jumlah adsorbat yang terserap per unit adsorben (mg)(mg) q
qmm : daya adsorpsi (mg/g): daya adsorpsi (mg/g) k
k : : konstanta konstanta Langmuir Langmuir (L/g)(L/g) Nilai
Nilai qqmm dan k dapat ditentukan dari slope dan intersep grafik C dan k dapat ditentukan dari slope dan intersep grafik Cee/q/qee lawan C lawan Cee (Toor, (Toor, 2010:139-142).
5.
5. Spektrofotometri UV-VisSpektrofotometri UV-Vis
Spektrofotometri UV-Vis adalah metode pengukuran jumlah radiasi ultraviolet Spektrofotometri UV-Vis adalah metode pengukuran jumlah radiasi ultraviolet tampak yang diserap oleh senyawa sebagai fungsi panjang gelombang radiasi. Cahaya tampak yang diserap oleh senyawa sebagai fungsi panjang gelombang radiasi. Cahaya tampak memiliki panjang gelombang 400 hingga 700 nm, sedangkan cahaya tampak memiliki panjang gelombang 400 hingga 700 nm, sedangkan cahaya ultraviolet memiliki panjang gelombang 190 hingga 400 nm (Hardjono ultraviolet memiliki panjang gelombang 190 hingga 400 nm (Hardjono Sastrohamidjojo, 2007 : 2-8)
Sastrohamidjojo, 2007 : 2-8)
Aspek kuantitatif pada penyerapan radiasi elektromagnetik dipelajari oleh Aspek kuantitatif pada penyerapan radiasi elektromagnetik dipelajari oleh Lambert (mempelajari hubungan tebal sel dengan penurunan sinar dan konsentrasi) Lambert (mempelajari hubungan tebal sel dengan penurunan sinar dan konsentrasi) dan Beer (mempelajari hubungan penurunan sinar dengan konsentrasi) sehingga dan Beer (mempelajari hubungan penurunan sinar dengan konsentrasi) sehingga persamaan
persamaan matematik matematik hubungan hubungan antara antara penurunan penurunan intensitas intensitas sinar sinar terhadap terhadap tebaltebal media (sel) dan konsentrasi disebut persamaan Lambert-Beer.
media (sel) dan konsentrasi disebut persamaan Lambert-Beer.
Secara matematik bila sistem merupakan sistem ideal akan diperoleh garis lurus Secara matematik bila sistem merupakan sistem ideal akan diperoleh garis lurus antara absorbansi dengan konsentrasi menurut hukum Lambert-Beer yang dinyatakan antara absorbansi dengan konsentrasi menurut hukum Lambert-Beer yang dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut (Hardjono Sastrohamidjojo, 2007 : 15) :
dengan persamaan sebagai berikut (Hardjono Sastrohamidjojo, 2007 : 15) : A = A = εε. b. C. b. C Keterangan : Keterangan : A A : : absorbansiabsorbansi ε
ε : : tetapan tetapan absorptifitasabsorptifitas b
b : jarak tempuh optik: jarak tempuh optik c
c : : konsentrasikonsentrasi
Hubungan antara konsentrasi dan absorbansi dapat dilihat pada Gambar 3. Hubungan antara konsentrasi dan absorbansi dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Hubungan Konsentrasi dan Absorbansi Gambar 3. Hubungan Konsentrasi dan Absorbansi
6.
6. Spektrofotometri FTIR Spektrofotometri FTIR
Spektrofotometri FTIR merupakan metode yang digunakan untuk menentukan Spektrofotometri FTIR merupakan metode yang digunakan untuk menentukan gugus fungsi, khususnya senyawa organik. Jika menggambar persen absorbansi atau gugus fungsi, khususnya senyawa organik. Jika menggambar persen absorbansi atau persen
persen transmitansi transmitansi versus versus frekuensi frekuensi maka maka akan akan dihasilkan dihasilkan spektrum spektrum inframerahinframerah (Hardjono Sastrohamidjojo, 2007 : 43).
(Hardjono Sastrohamidjojo, 2007 : 43).
Analisis kualitatif senyawa organik menggunakan spektrofotometer FTIR Analisis kualitatif senyawa organik menggunakan spektrofotometer FTIR dilakukan dengan melihat bentuk spektrum hasil analisis dan membandingkannya dilakukan dengan melihat bentuk spektrum hasil analisis dan membandingkannya dengan menunjukkan jenis gugus fungsional yang dimiliki oleh senyawa tersebut. dengan menunjukkan jenis gugus fungsional yang dimiliki oleh senyawa tersebut. Sedangkan analisis kuantitatif dapat dilakukan dengan menggunakan senyawa standar Sedangkan analisis kuantitatif dapat dilakukan dengan menggunakan senyawa standar yang dibuat spektrumnya pada berbagai variasi konsentrasi yang dibuat spektrumnya pada berbagai variasi konsentrasi ((http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/29231/4/Chapter%20II.pdhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/29231/4/Chapter%20II.pdf).f).
Daerah vibrasi
Daerah vibrasi kombinasi senyawa kombinasi senyawa organik dan organik dan SiOSiO22 pada silika gel adalah pada pada silika gel adalah pada
daerah 1851, 66 cm
daerah 1851, 66 cm-1-1 (Agus Prastiyanto, Choiril Azmiyawati, Adi Darmawan, (Agus Prastiyanto, Choiril Azmiyawati, Adi Darmawan, http://eprints.undip.ac.id/2874/1/jurnal_prast.pdf
http://eprints.undip.ac.id/2874/1/jurnal_prast.pdf ). Daerah vibrasi gugus fungsi pada). Daerah vibrasi gugus fungsi pada methyl red
methyl red adalah gugus C=O pada daerah 1800-1650 cm adalah gugus C=O pada daerah 1800-1650 cm-1-1, gugus N=N pada daerah, gugus N=N pada daerah 1630-1575 cm
1630-1575 cm-1-1, gugus C-N pada daerah 1350-1000 cm, gugus C-N pada daerah 1350-1000 cm-1-1, gugus OH pada daerah, gugus OH pada daerah 4000-2500 cm
4000-2500 cm-1-1, serta , serta C=C cincin aromatis C=C cincin aromatis pada daerah 1600-1475 cmpada daerah 1600-1475 cm-1-1..
7.
7. Difraksi Sinar-XDifraksi Sinar-X
Difraksi sinar-X (
Difraksi sinar-X ( X-ray X-ray difractiondifraction/XRD) merupakan salah satu metoda/XRD) merupakan salah satu metoda karakterisasi material kristalin antara lain penentuan parameter kisi dan struktur karakterisasi material kristalin antara lain penentuan parameter kisi dan struktur kristal. Prinsip dari metode difraksi sinar-X yaitu interaksi elektromagnetik untuk kristal. Prinsip dari metode difraksi sinar-X yaitu interaksi elektromagnetik untuk memberi efek perantara dengan membandingkan ukuran struktur dan panjang memberi efek perantara dengan membandingkan ukuran struktur dan panjang gelombang radiasi.
gelombang radiasi.
Gambar 4 memperlihatkan sinar-X yang menumbuk suatu perangkat bidang pada Gambar 4 memperlihatkan sinar-X yang menumbuk suatu perangkat bidang pada kisi dua
kisi dua dimensi. Gadimensi. Garis ris garis garis AB AB dan A’B’ dan A’B’ mewakili lintasamewakili lintasan alur n alur sinar-X sinar-X padapada panjang
panjang gelombang gelombang yang yang menuju menuju ke ke bidang-bidang bidang-bidang hablur hablur pada pada sudut sudut θ θ terhadapterhadap bidang
antara gelombang A’B’C’ terhadap gelombang ABC merupakan kelipatan bulat antara gelombang A’B’C’ terhadap gelombang ABC merupakan kelipatan bulat panjang gelombang sinar-X itu, yaitu :
panjang gelombang sinar-X itu, yaitu :
Gambar 4. Pantulan Sinar-X oleh Bidang Atom S
Gambar 4. Pantulan Sinar-X oleh Bidang Atom S11SS11 dan S dan S22SS22 Terpisah pada Terpisah pada Jarak
Jarakdd
(A’B’
(A’B’ + + B’C’ B’C’ ) ) – – (AB (AB + + BC) BC) = = n n λ λ ((ii)) Oleh sebab DB’ = B’E =
Oleh sebab DB’ = B’E = dd sin θ, maka syarat di atas dipenuhi apabsin θ, maka syarat di atas dipenuhi apabila:ila: 2
2 dd sin sin θ θ = = n n λ λ ((iiii))
Persamaan (
Persamaan (iiii) dinamakan sebagai syarat Bragg dan sudut θ dikenal sebagai sudut) dinamakan sebagai syarat Bragg dan sudut θ dikenal sebagai sudut Bragg untuk penyinaran sinar-X oleh bidang-bidang atom hablur yang dipisahkan Bragg untuk penyinaran sinar-X oleh bidang-bidang atom hablur yang dipisahkan pada jarak
pada jarakd d dan n = 1,2,3,…… dan n = 1,2,3,……
Pada metode difraksi, hukum Bragg haruslah dipenuhi, karena itu perlu diatur Pada metode difraksi, hukum Bragg haruslah dipenuhi, karena itu perlu diatur orientasi kristal terhadap berkas datang. Menurut Asmuni (2000) metode difraksi orientasi kristal terhadap berkas datang. Menurut Asmuni (2000) metode difraksi sinar-X dapat digolongkan menjadi dua yaitu :
sinar-X dapat digolongkan menjadi dua yaitu : 1.
1. Metode kristal tunggalMetode kristal tunggal
Metode ini sering digunakan untuk menentukan struktur kristal, dalam ini Metode ini sering digunakan untuk menentukan struktur kristal, dalam ini dipakai berbentuk kristal tunggal.
dipakai berbentuk kristal tunggal. 2.
2. Metode serbukMetode serbuk
Bahan sampel dibuat berbentuk serbuk, sehingga terdiri banyak kristal yang Bahan sampel dibuat berbentuk serbuk, sehingga terdiri banyak kristal yang sangat kecil dan orientasi sampai tidak perlu diatur lagi karena semua sangat kecil dan orientasi sampai tidak perlu diatur lagi karena semua orientasi bidang telah ada dalam sampel dengan demikian hukum Bragg dapat orientasi bidang telah ada dalam sampel dengan demikian hukum Bragg dapat
dipenuhi. Metode serbuk lebih cepat dan lebih sederhana dibandingkan dipenuhi. Metode serbuk lebih cepat dan lebih sederhana dibandingkan dengan metode kristal tunggal.
dengan metode kristal tunggal.
B.
B. Penelitian yang RelevanPenelitian yang Relevan
Pada tahun 2009 dilakukan penelitian tentang penghilangan azobenzena dari air Pada tahun 2009 dilakukan penelitian tentang penghilangan azobenzena dari air menggunakan kaolinit, yang merupakan senyawa aluminosilikat. Dari penelitian menggunakan kaolinit, yang merupakan senyawa aluminosilikat. Dari penelitian terlihat bahwa adsorpsi azobenzena oleh kaolinit mengikuti pola isoterm Langmuir terlihat bahwa adsorpsi azobenzena oleh kaolinit mengikuti pola isoterm Langmuir dan Freundlich serta kinetika reaksinya mengikuti reaksi pseudo orde dua (Zhang, dan Freundlich serta kinetika reaksinya mengikuti reaksi pseudo orde dua (Zhang, dkk., 2009 : 1068).
dkk., 2009 : 1068).
Pada tahun 2011 dilakukan penelitian tentang adsorpsi zat warna metil merah dan Pada tahun 2011 dilakukan penelitian tentang adsorpsi zat warna metil merah dan metil jingga menggunakan zeolit. Pada penelitian ini ditentukan pH optimum, waktu metil jingga menggunakan zeolit. Pada penelitian ini ditentukan pH optimum, waktu optimum dan pola adsorpsi zeolit. pH dan waktu optimum berturut-turut adalah 2 dan optimum dan pola adsorpsi zeolit. pH dan waktu optimum berturut-turut adalah 2 dan 60 menit untuk kedua jenis pewarna tersebut. Pola adsorpsi zeolit pada metil merah 60 menit untuk kedua jenis pewarna tersebut. Pola adsorpsi zeolit pada metil merah mengikuti pola isoterm Langmuir (Endang WL, Regina Tutik P, M Pranjoto Utomo, mengikuti pola isoterm Langmuir (Endang WL, Regina Tutik P, M Pranjoto Utomo, 2011: K-115)
2011: K-115)
Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya, pada penelitian ini diharapkan dapat Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya, pada penelitian ini diharapkan dapat dipelajari tentang adsorpsi zat warna
dipelajari tentang adsorpsi zat warnamethyl red methyl red menggunakan pasir vulkanik Gunung menggunakan pasir vulkanik Gunung Merapi.
Merapi.
C.
C. Kerangka BerfikirKerangka Berfikir
Meningkatnya jumlah industri tekstil di Indonesia mengakibatkan produksi Meningkatnya jumlah industri tekstil di Indonesia mengakibatkan produksi limbah tekstil juga meningkat. Salah satu limbah industri tekstil adalah limbah cair limbah tekstil juga meningkat. Salah satu limbah industri tekstil adalah limbah cair yang berupa limbah pewarna tekstil, salah satunya adalah limbah zat warna
yang berupa limbah pewarna tekstil, salah satunya adalah limbah zat warna methylmethyl red
red ..
Upaya pengelolaan limbah zat warna dapat dilakukan dengan cara adsorpsi, Upaya pengelolaan limbah zat warna dapat dilakukan dengan cara adsorpsi, degradasi, serta menggunakan mikroorganisme. Pengelolaan limbah cair umumnya degradasi, serta menggunakan mikroorganisme. Pengelolaan limbah cair umumnya menggunakan adsorpsi. Adsorben yang digunakan dapat berupa silika gel, zeolit, menggunakan adsorpsi. Adsorben yang digunakan dapat berupa silika gel, zeolit, bentonit, dan lain-lain.
Gunung Merapi yang masih aktif memiliki fase erupsi yang periodik, yaitu lima Gunung Merapi yang masih aktif memiliki fase erupsi yang periodik, yaitu lima tahun sekali. Erupsi Gunung Merapi menghasilkan pasir vulkanik yang sampai saat tahun sekali. Erupsi Gunung Merapi menghasilkan pasir vulkanik yang sampai saat ini belum dimanfaatkan secara maksmimal. Pasir vulkanik Gunung Merapi ini belum dimanfaatkan secara maksmimal. Pasir vulkanik Gunung Merapi mengandung silika yang jumlahnya berkisar antara 50-60%. Pasir vulkanik juga mengandung silika yang jumlahnya berkisar antara 50-60%. Pasir vulkanik juga mengandung senyawa aluminosilikat amorf yang dapat berikatan dengan senyawa mengandung senyawa aluminosilikat amorf yang dapat berikatan dengan senyawa organik serta senyawa feldspar yang dapat dimanfaatkan sebagai adsorben. Pengotor organik serta senyawa feldspar yang dapat dimanfaatkan sebagai adsorben. Pengotor –
– pengotor pengotor seperti seperti Fe Fe dan dan Mg Mg serta serta oksida oksida logam logam lain lain yang yang terdapat terdapat dalam dalam pasirpasir vulkanik dapat diminimalisir menggunakan asam pekat.
vulkanik dapat diminimalisir menggunakan asam pekat.
Pasir vulkanik Gunung Merapi yang telah diaktivasi diharapkan mampu Pasir vulkanik Gunung Merapi yang telah diaktivasi diharapkan mampu digunakan sebagai adsorben zat warna terutama zat warna
digunakan sebagai adsorben zat warna terutama zat warna methyl red. methyl red.Pada penelitianPada penelitian ini dilakukan variasi waktu kontak adsorben-adsorbat dan variasi konsentrasi zat ini dilakukan variasi waktu kontak adsorben-adsorbat dan variasi konsentrasi zat warna. Efektifitas pasir vulkanik sebagai adsorben
warna. Efektifitas pasir vulkanik sebagai adsorben methyl red methyl red dapat dilihat melalui dapat dilihat melalui daya adsorpsinya pada berbagai variasi konsentrasi zat warna. Selain itu dapat daya adsorpsinya pada berbagai variasi konsentrasi zat warna. Selain itu dapat diketahui waktu kontak yang optimum antara pasir vulkanik dan zat warna. diketahui waktu kontak yang optimum antara pasir vulkanik dan zat warna. Pengurangan pengotor dan senyawa yang dominan pada pasir vulkanik sebelum dan Pengurangan pengotor dan senyawa yang dominan pada pasir vulkanik sebelum dan setelah aktifasi dapat diketahui menggunakan difraktogram difraksi sinar-X. setelah aktifasi dapat diketahui menggunakan difraktogram difraksi sinar-X. Terjadinya proses adsorpsi dapat dilihat menggunakan data pada spektra FTIR.
