ISBN:
9?8-g?g-0g?
-
l0S-g
SEMIN{AR
I{ASIONAL
KIMIA
DAI{ PET{DIDIKAI{
KIMIA
2(}1{}
"
Eksplorasi
dan rnovasi
sumber
Daya
Lokar
untuk
penguatan
Daya
saing
rgngsa
daram Bidang
sains,
pendidikan,
Teknologi,
dan
lndustri
Kimia;,
___F-**
I
Semarang,
20
November
20
10
Diselenggarakan
oleh Jurusan Kimia
Badan Penerbit
ISBN: 9?8-929-09?-l
05-9
dr're
I"NqF
"{:' }'-
-*.."{,..-.;i'-
.r:::r:"'- ...:1' SEMIMRNASIO{AT2OlOProsiding
Seminar
Nas
i_onal
Kimia
dan
Pendidi
kan
Kirni
a
2010
Eksplorasi
dan
Inovasi sumber
Daya
tokal
untuk
penguatan
Daya
saing
Bangsa
dalam Bidang
sains,
pendidikan, Teknologi,
dan
Industri Kimia
Senarang, 20 Nopenber Z0l0
Terselenggara
atas kerj as.una
Junrsan
Kimia
Universitas Diponegoro Semarang-Universitas Negeri
SebelasMaret Surakarta
universitas Negeri semarang_universitas Jendeial Soedirman purwokerto
Diterbitkan
oleh:Badan Penerbit
Universitas Diponegoro
ISBN:
978-9
U9-097-l
05-9
PROSIDING
SEMINAR NASIONAL
KIMIA
DAN
PENDIDIKAN
KIMIA
2O1O
@wi
dan Inovasi
SumberDaya
Lokal
Untuk PenguatanDaya
SaingBangsa dalam Bidang
Sadilq
Pendidikan, Tehtologi,
danIndustri Kimia
TUJUATT
SEMINAR
funinor ini
bertujuan untuk menciptakan suatu sistem komunikasi
ilmiah antor
kimiawan
danpemerhati
dari
berbagai kelangan; merintis
kerja
sama
riset
antarpergurudn
tinggi,
lembagapenelitian, industri,
pemerintah,
dan
masyorakat
bagi
pengembangan
penelitiai- kimia
danpendidikan kimia
yang
mendukungpada penguatan
peran kimia
dan pendidikan
kimia
dalammengeksplorasi dan melakukan inovasi sumber daya
lokal
untukpenguatin
dayasaing
bangsaDiterbitkan'OIeh
Badan Penerbit Universitas
Diponegoro
SemarangTim
Penyunting Prosiding Seminar Nasional
Kimia
danPendidikan
Kimia
2010
Didik
Setiyo
Widodo,
S.Si,
M.Si.
Rahmad Nuryanto, S.Si.,
M.Si.
M. Asy'ari,
S.Si.,
M.Si.
Ismiyarto, S.Si,
M.Si
Sriatun,
M.Si.
Alamat Tim Penyunting
Jurusan
Kimia FMIPA
UniversitasDiponegoro
SemarangTelp. (024)
76480824 Fax.(024) 76480824
Emai l: chemistry@undip.ac. id
Web: www.ki m ia.undip.ac. id
ISBN: 9?8-9?9-092-l
05-9
DAFTAR ISI
Ketua Panitia
Kata Sambutan Ketua Jurusan Kimia Universitas Diponegoro Kata Sambutan Ketua Jurusan Kimia Universitas Negeri Semarang Kata Sambutan Ketua Jurusan Kimia Universitas Sebelas Maret
Kata Sambutan Ketua Jurusan Kimia Universitas Jenderal Soedirman
Kata Sambutan Dekan MIPA Universitas Diponegoro
Daftar Isi
Membangun
Sains
dan
Teknologi Kelas Dunia Berbasis pada
Permasalahan danSumberdaya Lokal
Akhmaloka
Modifikasi Struktur
Kimia
Senyawa
Bahan
Alam:
Sintesis
Seri
SenyawaKaliks[4]Resorsinarena dari Minyak Daun Cengkeh dan Minyak Adas serta penerapannya
Sebagai Adsorben dan Antidotum Logam Berat
Jumina
Pemetaan Mikoorganisme dan Potensi Biomolekul dengan pendekatan Molekuler
A.L.NAminin
KelasA
I lv vt lvvlt
viii
dah dan )10. iset,hya
uksi dan Bara png uan dan Dtukdip,
ttuk
Btri
iTi[
rl0t0 3-4Struktur Solvasi Ion Skandium(I) Triplet Dalam
Air
Dengan Metode Mekanika Molekuler crys Fajar Partana, Ria Armunonto, Harno Dwipraniwo, M utoro
yahyaAktivitas katalis PV y-Al2o3 pada Reaksi Hydrodeoxygenation Tetrahydrofuran Y, Hidayat, IF. Nurcahyo, yanuar,
AriJin,
Rio Armunanlo,Triyoni
Pemanfaatan Kaolinit Sebagai Matriks padat pembuatan Katalis Heterogen Untuk Esterifikasi Asam Lemak Bebas Dalam Lumpur Sawit
Harlia,
Thamrin Usman, Winda Rahmalia,Nelly
ll/ahyuniStudi
optimasi
Biosopsi Logampb(II)
dan penentuanorde
Reaksi pada Rumput LautEucheuma spinosum
S. Iltidyaningsih, Eva Vaulina
Pembuatan Membran Nata De cassava Untuk Mengurangi Kadar Besi pada
Air
Sumur Sennyllidyaningsih
Penambahan Monmorillonit dan Zeolit pada Pertakuan
Awal
Dalam Sintesis Biodiesel dariMinyak Jelantah D. Kartika 5-9
l0-13
l4-18
t9-23
24-27 28-31 lemorono, l0 llorumhr l0l0,2-36
,7-40
1t-44
45-47 48-52 53-58 59-63 61-67 6&707t-78
79-84 93-97 )&102 t3-r 06n-ltl
ISBN:
9?8-9
Z9-09?-
I OS-9Pemanfaatan
Lumut
Hepaticae (DumortieraHirsutq
Sw. Nees)untuk
MengadsorpsiIon
ll1-ll4
Itembag(II)
M..{
Zulfikar
dan A. Rohman35i
ne.laPbahanKitosan
Secara Reaktif dalam Proses DaurUlang
LimbahKemasan
p5-120
!,IX+r'OprlenC furnowon, llibowo,
A.H., Anang I(.R.^t, SamiyatunLJi
Aktivitas Antioksidan Ekstrak Buah Pala(Myristica Frogan Houtt)
denganMetode
tzt-124
DPPH ( l, l -Difenil-2-Pikrithidrazil)
ll
Alouhdindan
G.Mitayani
figmns
Analysison
Seed Coatof
Sansase (Bryonopsis Sp.)by
High
performance
125-130n-rryid Chromatography
Arids
M. Jitmuu, H. Semangun, F. RondonuwuhEEruh
pH Dalam
Proses DegradasiZat
Wama Tartrazinlfieogunakan Ferrat (FeO4])
D.fr'.
D*iasi
dan T. SetyoningtyasIi{ian
Sebaran Partikulat Emisi cerobong Boiler Batubara di Lingkungan Ambienfrdohrlr,, A. Hadiyarto, D. Sutrisnsnto
stim*is
Polieugenol Dengan Katalis BF3 Dietil Eter untuk Ekstraktan Logam BeratX-
Cholid Djunaidi, R,Ariadi
L, Nindyu G.Kartikawoii
F"nlrrrorremediasi
Perairan Tercemar: Deko-lorisasi Larutan Remazol
Black
kmru-tinan Polutan Cu dengan Elekrroda pbo2ipb D-5. W'idodo, A. Haris, Selyowati, dun W.A. Kristianto
@muh
Penambahan Serbuk Titanium Dioksida (TiO2)Bmgan Elektroda PbO2/Pb
-{,,
-lrio*an,
D.S.llidodo,
C. DjunaediEfisiemi Dye-sensitized
solar
cel/
(DCCS) denganzatwarnaAlami
Tumbuhan.L
Esis,
D.S. Widodo, Gunawanranbran
Kitosan Padat dari-Cangkang Rajungan (Portunus pelagicus) dan
Aplikasinya
160-163Sifiilgai Adsorben Ion Logam Cu(II) dan
Crlilt;
edib*
Gatot 8.P.,M.
CltotidDjunaidi
Limbah Cair Industri
Mie
t3l-I34
135-138 139-145
B
dan
146-149PadaFotoelektrokatalisisFenol
150-l53 154-159re
85-92fAr
Cr
llimio l0l0 hmDerl0l0ry*ry
Senyawa Metabolit Sekunder Dari Ekstrak Daun Kaca piring (GardeniaAugusta,
l6g-l7s
Ikr.l
Dm Uji
Aktivitas Hipoglikemiknya Terhadap Tikus putihMi
]tuchamad,Hartiwi
Diasrufi, Boyu MahardikaM
de
Uji
Aktivitas
MinyakAtsiri
Rimpang TemuGiring
(curcuma Heyneanaval.)
176-179Toecdap Stapny\lococcus Aureus dan Eschericia Coli
U
-ltnurofiq, Tri
yuliastutik, Nuryana, Tifa lltahyufhorasi
hfC-
MAB Anti
Cea dan Studi Biodishibusi padaMencit
lg0-lg3
m&ru@Ed. Annu Roseliana, Cecep Tauftk, Karyadi
!d|g
dnn
Uji
PotensiEnzim
EkstraselulerBakteri Termofilik
SumberAir
panas
lg4-lgg
-S,ryo
dengan Media pengaya N{B
(MinimalBroth)
dan TS (Taoge Sukrosa)ftrfrmdlnrgrum
Ris Sarjono,iewi
Nuritasari, Agustina L.N. Aiminint-'lummcsa dan Karakterisasi Biokimia Lipase Ekstraseluler Bakteri Azospiriltum Sp.
pRDl
lg9-193rrj
x'rr
rrcn doyani,puji
Lestari,oeiiiiono,
Tri Joko Raharjo,sabirin
MatsjehISBN: 928-929-09?-l
05-9
MEMBRAN
KITOSAN PADAT DARI CANGKANG RAJUNGAN
(PoTtunus
pelagicus)
SEBAGAI
ADSORBEN
ION LOGAM Cu(II) DAN
Cr(III)
Khabibit,
Gatot B.p.2,M.
Cholirt Djunaidi3"'JKimia
Analitik, Jurusan Kimia FMIpA UiVOfp Semarang(
I
I
( I
ABSTRAK-Telah dilakukan penelitian
tentangpembuatan membran kitosan padat dari cangkang
rajungan (Portunus pelagicus) sebagai adsorben
ion logam Cu(II) dan
Cr(Il!.
Percobaan penelitiandimulai dengan mengisolasi
kitin,
kemudiankitin
ditransformasikan
menjadi kitosan
denganpenambahan basa
kuat.
Membran kitosan dibuatdengan mencampurkan kitosan dengan PEG (Poly
Ethylene Glycot) dan berbagai variasi
PYA
(Poly Vinyl Alkohol), kemudian membran diaplikasikan sebagai adsorbenion
logamCu(II)
danCr(II|.
Analisis
FTIR
dilakukan
untuk
memperoleh gambaran spektra yang menunjukkan keberadaankitin
dan kitosan serta untuk
menghitung DD(derajat
deasetilasi), sedangkan
analisismenggunakan
AAS
untuk menentukanCu(II)
danC(III)
yang
teradsorpsi. Penentuan kapasitasadsorpsi maksimum
menggunakan persamaanLangmuir.
Hasil
peneiitian menunjuiican bahwamembran
kitosan
dapat dibuat
dari
cangkangrajungan yang
nilai
derajat deasetilasinya 76YuKomposisi membran optimum
adsorpsi Cu(II)pada
PVA
0,17 gram dan
pH
optimum
4,sedangkan pada
Cr(IIl)
padaPVA
0,17 gram danpH
optimum
3.
Kapasitas adsorpsi maksimumyang diperoleh pada ion Cu(II) sebesar 1,351 mg/g sedangkan kapasitas adsorpsi maksimum untuk ion
Cr(III)
sebesar 2,809 mg/g. Pada penelitian ini,membran kitosan padat
lebih baik
mengadsorpsiCr(ili)
ciiban<iing mengacisorpsiCu(ii).
Kata kunci
:
membran kitosan,Cu(ID,
Cr(II),
poly virryl alkohol
PENDAHULUAN
Wilayah
perairan Indonesia merupakansumber cangkang hewan invertebrate laut berkulit
keras (Crustacea) yang mengandung
kitin
secaraberlimpah.
Kitin
yang
terkandung
dalamCrwtaceq berada dalam kadar yang cukup tinggi berkisar 20-60% tergantung spesies. Salah satu
limbah yang banyak
mengandungkitin
adalahcangkang
rajungan.
Limbah
ini
belumtermanfaatkan secara
baik
dan
berdaya guna,bahkan sebagian besar merupakan buangan yang
turut
mencemari
lingkungan
(DepartemenKelautan dan Perikanan, 2000).
Salah satu alternatif upaya pemanfaatan
cangkang
rajungan
agar lebih memiliki
nilaiekonomi
dan
daya guna
adalah
pengolahanmenjadi
kitin
dan kitosan.Kitin
adalah biopolimertersusun
oleh
unit-unit
N-asetil-D-glukosaminberikatan
p(l-4)
yang paling banyak dijumpai dialam
setelahselulosa. Senyawa
ini
dijumpaisebagai komponen
eksoskeleton
kelompokCntstaceae, dinding sel insekta, kapang dan kamir
(Patil et al,
2000). Kitosan merupakan senyawahasil
deasetilasikitin, terdiri dari unit
N-glukosamin.Adanya gugus
reaktif
amino
dangugus hidroksil yang
memiliki
pasangan elektronbebas pada
kitosan dapat
mengadsorpsi kation logam. Protonasi dari gugus amino dengan larutanasam dan menyebabkan
daya tarik
elektrostatikdari kompleks anionik dengan kation-kation (Sun,
2005)
sehingga bermanfaatdalam
aplikasinyayang
luasyaitu
sebagai adsorbenion-ion
logamberat seperti
Cu(II)
danCr(III)
(Muzzarelli et ol, 1997; Shahidi et al,1999).Beberapa metode yang sering digunakan
untuk
mengurangibeban
pencemaran limbah logam berat yaitu ion-exchange, tekanan osmosis, adsorpsi, pengompleksan, dan presipitasi (Wudkh
2007).
Dibandingkan metode-metodeyang
lain,adsorpsi merupakan
salah
satu
metode
yangefektif
dan ekonomisuntuk
membuang polutandari limbah air.
Beberapa
penelitian terdahulu
telahmenggunakan
kitin/kitosan sebagai
adsorben,Amaral
(2005) melaporkan bahwa kitosan yangdimodifikasi
dengan
cara
fosforilasi
dapatdigunakan sebagai adsorben
ion-ion
logam.Dekawati
Q007),
melaporkan
kitosan
dapat<iigunakan sebagai acisorben ion iogam
Cd(II)
cianCu(II).
Pemanfaatankitosan tersebut
sebagian besar dalam bentuk serbuk, oleh karenaitu
perludicoba apabila kitosan
dibuat dalam
bentukmembran
padat.
Keuntungandibuat
membran adalah lebih praktis, mudah dibersihkan dan dapatdigunakan
kembali
(regenerasi)(Mulder,
1996).Membran kitosan merupakan membran organik
yang
mempunyai
kelebihan
yaitu
biayapembuatannya
murah
tetapi
mempunyaikelemahan pada pengoperasiannya tidak bisa pada suhu tinggi. Vieira dkk (2005) melaporkan bahwa
kitosan yang dibuat membran dengan asam asetat
yang
di
crosslinked denganglutaraldehid
danephichlorohidrin
dapat mengadsorpion
Hg(ll).
Jiahao
dllk
(2003) melaporkan bahwa membrankitosan
dapat dijadikan
adsorben
untukmengadsorpsi urea. Berdasarkan pada
penelitian-penelitian
di
atas maka peneliti
mencobamemanfaatkan
membran
kitosan
padatmenggunakan bahan pendukung,
yaitu
campuranPoly
Vinyl Alcohol(PVA)
yang berfungsi sebagaibahan pembentuk membran
dan
Poly
EthylenGlykol
(PEG)yang
berfungsi sebagai emulsifierr60
Iminor fl$ioltol llimh don Pend]difion fiimiil0i0tKhabibi: Membran Kitosan Padar Dari canglang
Raiungan (Portunus pelagicus) sebagai Adsorben lon Logam cu(II) dan Cr(III)
lhc
D
dengSn
variasi
yang tepat,
sehingga terbentuk membran padat yang kuat dengan s-usunan pori.qollanq
bagus, sebagai adsorben ionC(III)
danCu(II),
de1ea1 mempelajari beberapa parametersepgrti
variasi
pH,
variasi
komposisiiVa a*
variasi konsentrasi larutan logam.
METODOLOGI
Pembuatan
kitin.
Limbah
cangkang rajungan
dicuci
dandikeringkan. Selanjutnya
dibuai
bubuk rajungan d3ngancara
digiling
kemudiandiayak
d.ngunukuran 150 mesh. Serbuk
cangkang kepit-ingkering
sebanyak100
g
ditambahkan- SOti mt_NaOH
lM
kemudian dipanaskan selama3
jampada suhu
80 oC
dengan diaduk menggunakanmagnetik
stirer.
Campuran disaringdin
residudicuci
dengan akuadei sampai netr-al, kemudianditambahkan 500
mL HCI
lM,
didiamkan selamal-?
-i*
pada temperatur ruang. Campuran yang djdup.utlalu
disaring dan
residudicuci
dengan akuades hingga netral. Residu kemudian direndim{engan 100
mL
H2O23o/o
selama24
jam.lamquran
disaring kemudian
dicuci
deigan19ud:r
dan dikeringkan dalam oven pada suhu.80"
q.
selama4
jam.
Hasil yang
diperolehkemudian dianalisis dengan
qpektrofoiometerFTIR.
Transformasi
kitin
menjadi kitosan dilakukandengan penambahan
NaOH 60 %
sebanyak 500mL
sambil diaduk selama 4jam
pada suiru g0oCfengal
magnetik
stirer.
Campuran
disaringkemudian
dicuci
dengan akujdes,
kemudiandikeringkan dalam oven pada suhu g0 oC selama 4
jam.
Untuk
mengetahui apakahkitosan
sudah
terbentuk
maka
dilakukan analisa
denganmenggunakan spektrofotometer FTIR.
Pembuatan
Yariasi Larutan pVA.
Sebanyak
6,
8,
10, 12
gram
pVA
dicampurkan dengan aquadest 190
;L,
diadukpada magneat
srirer
selama
Z
jam
dengandihangatkr"
Pem buaten IIem
bnn
Kitin"rKitosa n.Sebanyak 5 gram khinkitosan, ditambah
IEG
0j
grann dan5
mL
akrades. pengadukanhingga
krs-
S€relahlanrt
ditambahkan larutanPVA
0.10:
0.1{;
0.17 dan 0.19 gram
(setarad_.og,
3.4grm
lamtanpVA
@a-poin
:.2.2).Campran kemudian
diaduk
hingd
homogenselanjutrya ,licetak dalam cetakan dingan
,k;r,
tebal 6 mm ;Ixm diameterl0
mm dengan Ciberikanbeban seberm 5O
gram dan
dikeringkan secara biasa selarmaI
hari, kemudian."mb"an
dioven padasrhu
E0 0C selamaI
jam.
Membran yang sudahjadi
rtianalisis dengan ScanningEleitron
Micrascry
[SE\O.Tabel membran kitosan
Jenis
Memhmn
Kitosan (gram)
PVA
(gram) Grarn)PEG
A 5 0 0 0.3 B 5 0. 4 0.3
c
5 0. 7 0.3 D 5 0. 9 0.3*r+rF
L.Ftrsr
hhr
lqlarr
G!i.
iu
,U
clEirrru
i hcn
r
hca
l@rt
r
1Sr,4bsimna
I
h,gamI"r*r
Et-r
ruah
h$&"
h *t.
!h@
lag
hm
reh
16a.
hE
!m!"
lTr
)tu
litu
trtu
t
h
Optimasi Adsorpsi
Cu(II)
dan
Cr(II!
menggunakan membran kitosan.
Pengaruh
pH
Terhadap Adsorpsi
Cu(II)
danCr(IIf.
Sebanyak
l0
mL
larutan
Cu(II)
dan9{ttl
50 ppm
sebanyakl0
mL
diatur
pU-nyudari
2,
3,
4, 5,
6
dan7
dengan menam'bahkanIarutan
buffer tetes demi tetes.
Masing-masinglarutan
tersebut dimasukkanke
dalam
tabung.Adsorpsi dilakukan dengan mengalirkan larutan
logam pada membran kitosan
A,
yang
telahdirekatkan pada
kolom.
Hasil
larutan
setelahadsorpsi diuji menggunakan AAS.
Pengaruh Komposisi
Membran
Terhadap Adsorpsi Cu(IQ danCr(III).
Sebanyak
l0
mL
larutan
Cu(lI)
danC(IID
30
ppm
sebanyak
t0
mL
pada
pHoptimumnya. Selanjutnya masing-masing larutan
tersebut dimasukkan
ke
dalam tabung. Adsorpsi dilakukan dengan mengalirkan larutan logam padasgtiap
jenis
membran
kitosan,
yang
ielahdirekatkan pada
kolom.
Hasil
larutan- setelahadsorpsi diuji menggunakan AAS.
Pengaruh Konsentrasi
Terhadap Adsorpsi
IonCu(It)
danCr(II!.
-
Sebanyakl0
mL
larutan
Cu(II)
danlarutan
Cr(II)
masing-masing dengan konsentrasi10, 30, 50, 70 dan 90 ppm pada
pH
dan membranoptimumnya,
kemudian
masing-masing larutandimasukkan ke dalam tabung; Adsorpsi Oitakut an dengan mengalirkan larutan logam pada membran
kitosan yang telah direkatkan pada
kolom.
Hasillarutan setelah adsorpsi
diuji
menggunakan AAS.HASIL
DANPEMBAHASAN
Isolasi
Kitin
danTransformasi
KitosanProses pembuatan
kitin
melalui tiga tahapyang
dilakukan.
Tahap
pertama
adalahdeproteinasi
yaitu
tahap
untuk
menghilangkanprotein yang
terdapat pada cangkang rajungan.Tahap
ini
dilakukan dengan menambahkanWiOft
llv{.
Real$i
antaraNaOH
denganprotein
akanmembcntuk natrium proteinat yang larut.
Hai
ini ditunjukkan dengan perubahan warna larutan darijernih
menjadicoklat.
Reaksinya adalah sebagaiberikur
Tahap kedua adalah demineralisasi yaitu
tahap
untuk
menghilangkan
mineral
padaF
n
i
;tr
F
t
n
:
b
l
I
t
>
I
I
I
i
!r
bhr!,
rh*r'3
r'or
gangkang rajungan.
Mineral yang
dihilangkan dengan menggunakanHCI
lM
adalah kalsiumyang_
terikat pada
kitin.
Kalsium
terlepas membentuk CaCl2:2HC\"4
+
CaCOacl-)
H2O1"qyCaCl21url+
CO21.1 +(Suhardi, 1993)
Pada
reaksi
di
atas
dihasilkan
gaskarbondioksida
yang
ditunjukkan
dengantimbulnya
gelembung
gas
selama
reaksi berlangsung.Tahap yang
ketiga
6dalah depigmentasiyaitu tahap untuk
menghilangkanpigmen
atauwarna pada serbuk
kitin
yang diperoleh. Tahap inidilakukan dengan menambahkan H2O2 3o/o sebigai oksidator kuat.
Kitin
yang dihasilkan diidentifikasidengan
FTIR. Menurut
Sastrohamidjojo (2001)dan Amaral (2005) bilangan gelombang dan gugus
-
gugus pada spektraFTIR
menunjukan adanyakitin, dapat dilihat pada
tabel2.
Tabel2
Bilangan gelombang dan gugus yang adapada kitin.
ISBN: 9?8-9?9-092-l0S-9
Bil. Gelombane (Cm'') Prediksi Gusus
3443,18 2959,56 dan 2918,56 1635,65 t379,5t 1072,87 dan 1030,37 I 155.78 Uluran N-H amida primer Uluran C-H aldehid Uluran C=O amida
C-H alkil
Regangan C-N Regangan C-O eter
Berikut
ini
adalah spektraFTIR dari
kitlq
hasilisolasi:
asetil
(-COCH3)
dan
digantikan
oleh
at$r
hidrogen
sehinggagugus amida
(NHCOCF{;berubah
menjadi gugus amina (-NHz).
prinsry deasetilasi adalahhidrolisis
amida dalamlamur
basa yang meliputi2
tahap yaitu tahap adisi OFf,dan
tahapeliminasi yang disertai
serah terirnaproton.
Mekanisme deasetilasi diperkiraka
sebagai berikut : ^o f ''"'n - t"- l*' chcin
CI
I c;- -Ll l, .*-..L, r
*,"-l_.---"""_.{n"_z*
*"_i:
\
_r,
l-*fl:
Gambar
2
Mekanisme deasetilasigugus
asetitr(Robert, 1992)
Transformasi
kitin
menjadi kitosan
dapauditunjukkan oleh gambar berikut :
ti
,r
*.r
{3,j, H
n
\ir9Hf
,,
rga--;I?"
-q-1.-1on.'lo.Fol:"
ili' {'"r'"6i'":'o'
ro'-
"--a..\H S:'O' ir
cHr
',
H'
a,o.I
"
bx-tI nilu
t
U .. t
i,*o".1.-q,-. *9"I.
.Jpi.o
t
pr"*
,ol*
ir-rf'-o--1"2*rt:o
rc.";
-\E-,t" lt tr ,t h
Gambar
3
Transformasikitin
menjadi
kitosan(Burke, 1999).
Untuk membuktikan bahwa residu yang diperoleh
adalah
kitosan maka dilakukan analisis hasildengan menggunakan spektrofotometer
FIIR
seperti pada gambar di bawah.
Tat pai
D
ha he di ki fll Plk
p p (t
It --^r.r'' \S
\
irE
,--'it 1'-E\
ai
r"I
.'iit
*'*
u.l;
tl
Bi
,
' llli
:oi:
7al t/ t/t/
-1i
.u1
A|e
*lJ\n
I
\*
iI
t'
ol \
trt
/
.si
ill
\
/
n"i
\
i
1
\/
,uil
!a V t: si , ri \ ./ t \ lt : . I E , a.i l-i :!
iiilJ'i
i
t:r
cs
Gambar
I
Spektra FTIRKitin
Gambar
I
menunjukkan adanya
beberapapuncak pada bilangan gelombang tertentu sesuai
dengan
prediksi gugus seperti pada tabel
2,menunjukkan bahwa hasil yang diperoleh adalah
kitin.
Kitin
yang diperoleh
dari
hasil
prosessebelumnya,
selanjutnya
dideasetilasimenggunakan
NaOH
60%. Tahapini
merupakanproses
penghilanganatau
pengurangan gugusGambar 4 Spektra FTIR Kitosan
Khabibi: Memlran Kitosan Padat Dari Canglcang Rajungan (Pornnus pelagictts) Sebagai Adsorben lon Logam CuQI) dan Cr(lll) atom DCHs) Prfusip
krilan
iri
O[f
aErima tnakan o c-3{-'rTabel3
Bilangan gelombang dan gugus yang adapada kitosan.
Bil. Gelombans (Cm-') Prediksi Gusus 3,+43,08 2920,08 r076,93 1652,84 I 158.36 Uluran N-H amida primer Regangan C-H aldehid Regangan C-N Uluran C=O amida Regangan C-0 eter
Dari
gambar4
dan tabel3,
menunjukkan bahwahasil yang
diperoleh adalah kitosan.Dari
datahasil
spekta
FTIR
kitin
dan
kitosan
dapatdiketahui perbedaan yang utama antara
kitin
dankitosan adalah terletak
pada
puncak
yang menunjukkan ikatanC:O
danN-H.
Puncak C=Opada
kitin
memiliki
Totransmitansi (51.470%)lebih tinggi dari pada kitosan (55.3ZSyo) dan pada
puncak N-H
jugapenurunan %transmitansinya
yaitu
pada kitin
(36,0587o) sedangkan
pada kitosan
(34.490o/o).Hal
ini
menunjrrkkanbahwa semakin
banyakgugus asetil
yang
terputusdan
semakin banyak gugus-NH2
yang terbentuk. Berdasarkan metodebase-iine didapatkan
derajat
deasetilasi kitosansebesar 76 % (perhitmgan terdapat di lampiran). Pembuatan Membran
Kitin
dan Kitosan padatPada pembuatan membran padat
ini,
terlebih dahulu dibuat larutanPYA (Poly
Yinyl Alcohot) dengan empat macam variasi.Hal
ini
dilakukanuntuk
mendapatkan
komposisi
pembuatanmembran
yang
tepat
sehingga
menghasilkanadsorpsi logam yang
tinggi. PVA
merupakan zataditif yang
memiliki
daya regang dan fleksibilitas yangiinggi,
mempunyaisitbt
pembentuk lapisantipis yang baik dan sebagai perekat antara
serbuk-serbuk
kitin
maupunkitosan
sehingga menjadisuatu membran padat yang kuat dan tidak mudah raputr/rusak.
Larutan
PVA
sebanyak0,10;
0,14;0,17
dan0,19 gram
kemudian dicampurkan dengan 0,3gram
PEG,5
mL
akuadesdan
5
gram
serbukkitosan.
PEG (Poly
EthyleneGtycol)
berfungsisebagai zat pangemulsi (emulgator) antara larutan
PVA
dan serbuk kitosan. Campuranyang
teldhhomogen dicetak dalam cetakan dengan diameter
l0
mm
dantebal
6
mm,
didiamkan pada suhukamar selama 2 hari disertai pembebanan 50 gram.
Hal ini
dilakukan
untuk
menghilangkan kandungan airnya dan dihasilkan membran yangpadat
Membran yang telahjadi
dikeluarkan daricetakan dan dioven selama I jam pada suhu 70 oC.
Pemakaian
suhu
70
oC,
diharapkan
untukmenghilangkan kadar
air
yang masih ada dalammembran serta untuk menguatkan membran padat
lersebut, apabila suhu pengovenan
lebih dari
70"C
dfthawatirkanPVA
dan PEG dalam membranakan meleleh kembali sebelum terbentuk ikatan
yang
kuat
antara kitosan, akibatnya
membranpadat akan menjadi lembek.
Adsorpsi
lon
Logam
Cu(II)
dan
Cr([g
OtehMembran Kitosan Padat
Proses adsorpsi
ion
logarnCu(II)
danCr@)
dilakukan pada membran kitosan padat. Kitosan
yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari
hasil ekshaksi limbah
rajungan dengan derajardeasetilasi 76 Yo.
Untuk
mengetahui kemampuankitin
dan kitosan dalam
menyerapion
logamCu(II)
dan
Cr(II)
dilakukan
beberapa variasivariabel yaitu variasi pH, komposisi membran dan konsentrasi larutan logam.
Pengaruh
pH
Terhadap Adsorpsi
Ion
LogamCu(II)
danCr(II!
Oleh
Membran KitosanMenurut Chiou
dk.,
2003,
proses adsorpsilogam sangat dipengaruhi oleh
pH.
Pada prosesadsorpsi
ion
logamoleh
kitosan, pengkondisianpH
larutan secara signifikan akan mempengaruhiproses adsorpsi.
Untuk
mengetahuipH
optimumadsorpsi
Cu(II)
dan
C(III)
menggunakanmembran
kitosan dilakukan variasi
pH.
Hasilpenelitian adsorpsi
ion
logam
Cu(II)
olehmembran kitosan dapat
dilihat
pada
gambarberikut :
Gambar 5 Grafik hubungan antara pH dengan
Cu(II) yang teradsorpsi
Gambar
5.
menunjukkan bahwa adsorpsi ion logam tembaga oleh membran kitosan meningkatdari pH
2
sampaipH
4
dan kemudian adsorpsimulai menurun sampai
pH
7.Hal ini
dikarenakankitosan mempunyai gugus amina
(NH)
yangmemiliki
sepasang elektron bebas pada atom N.Gugus
amina
ini
bertindak
sebagai basa lewisdengan mendonorkan pasangan elektron bebasnya
sehingga
pada
pH
rendalr,/asam
akanmemungkinkan terdapat banyak proton
H*
y*g
mengikat
NH2 menjadi (NHr*).
PadapH
yangsangat asam
(pH=2) jumlah
ion
hidrogen(tI)
sangat banyak sehingga akan mengurangi CuOf)
yang
terikat
padaNH2.
pH
optimumuntrk
ionlogam
Cu(II)
yaitu pada pH 4, dimana pada pH 4adsorpsi
ion
logam
Cu(II)
paling
banyakpitu
sebesar 36,5 ppm atau73Yo. a I Dleh
Gil
IIR. 70a60
Bs0
€
.E
40 F5t
30\
t:\i
\-litr
I I I I tJ
834567
PHtmrf
htrhltO
.
-Hasil adsorpsi maksimum untuk logamCr(II!
oleh membran kitosan dapatdilihat pida
gambarberikut:
ISBN:
928-929-092-
I0S-9
Gambar 6 Grafik hubungan antara
pft
aenganGambar
7
menunjukkan
hasil
komposisimembran
optimum
untuk
ion
Cu(It)
'otetr
membran-
kitosan
yaitu
pada
nVe O.ti
gram dengan adsorpsi sebesar 66 %.__-Hasil adsorpsi
ion
logamC(IID
pada variasi PVA adalah sebagai berikut :I I 100 80
x60
9qo
.U
20 FSo
C(III)
yang teradsorpsiPada gambar 4.6. menunjukkan hasil adsorpsi
maksimum logam
C(III)
terjadi
pada
pH
3sebesar
_
48,8
ppm atau 97,6*.
Dinganbertambahnya
pH
larutan daripH 2
sampaipH
3adsorpsi semakin bertambah,
hal
ini
dikarenakanpada
pH
rendah,/asam
(pH=2)
akanrnemungkinkan
terdapat banyak
proton
If
menjadi
(NH3),
sehingga terjadi kompetisi antaraion
logam
C(ID
denganion
hidrlgen
untukmenempati
sisi aktif
(NHr,
akibatnya adsorpsi menjadi berkurang.Pengaruh
Komposisi Membran
KitosanTerhadap Adsorpsi
Ion
Logam
CueI)
danCr(IID
Variasi komposisi membran kitosan yaitu oada
lSralgrra
rva
(Poly yinyt Alcoiot)
i,*g
digunakan
untuk
membuat
membran -kitosansebesar
0.10; 0.14; 0.17 dan 0.19
gram.pVA
sendiri berfungsi sebagai perekat dan pengemulsi
yang
memiliki
sifat
fleksibilitas
yang-tinggi,
sehingga diharapkan
membran yang
ierben-tukmenjadi lebih kuat dan tidak mudah ruiak/raputr.
Hasil
adsorpsiion
logamCu(II)
pada variasimembran kitosan adalah sebagai berikut :
0.09
0.11 0.13 0.15 0,L7
0.19gram penambahanp\A
Gambar
g crifik
hubungin*antari*liompoCili
membran
(berat
PVA)
denganC(IID
yang teradsorpsiGambar
8
menunjukkan
hasil
komposisimembran optimum untuk
ion
logamCr(IIIj
olehmembran
kitosan
yaitu
pada
pVA
0,17
gram sebesar 79 %. hka dilihat dari hasil adsorpsi antaralogam
Cu(II)
dan
Cr(III),
keduanya ieradsorplaksimum
pada membran denganpVA 0,lZ
gram.Hal
ini.,dikarenakanjari-jari
kedua
ion
logamterseblt tidak
terlalujauh
perbedaannya(Cu
:
1,28
A
sedangkanCrl,25
A).
Oarl hasil
SEM ukuranpori
membran kitosan denganpVA
0.17gram memiliki ukuran pori yaitu lebar + 3.33
x
l0-'
mm dan panjang+
6.46x
l0'3 mm.Dilihat
dari.iari-jari
ion
logam dengan ukuranpori
membran,jari-jari
ion logam lebih kecil daripada ukuran porimembran, sehingga
ion
logam akan masuk danterjerat
di
dalam membran karenapori
membranyang tidak
teraturdan multilayer,
sehingga ionlogam teradsorpsi oleh membran.
Berdasarkan gambar 9, tampak pada komposisi
pgrbran
{-.,ngun penambahanpVA
0,17 -gramlebih
terlihat
teratur
diandingkan
lada
penambahanPVA
0,14 gram
sehingga ion_ionlogam
teradsorpsilebih
baik
padi-
membrandengln
komposisi
pVA
O,l7
dibandingkanmembran pada komposisi
pVA
0,14 gram.Gr P. Ai
K
p( k( k(u
{
k
tsll
Gambar
7
Grafik
antara
komposisimembran
(berat
pVA)
denganCu(II) yang teradsorpsi
t64
lemolonO,l0 flofmMl0l0 100 95 90 aBas
g80
s!gts
S7a
7a,
60l
sol
40l
rol
20
I10l
sL
o-09
o.l1
0.13
o.i5
o^17
0.19Khabibi: Membron Kitosan P^a-t Doi cat*@gR4,,ng@ @,.aoas pelogicts)
**,g,,
rld-.y,rt
lat
Logotr culll) datcr(ll)
B
Gambar
9
Citra SEM
morfologi
membrankitosan dengan pemberian
pVA
0,14 gram(A)
danpVA
0,17 gram (B)Pengaruh
Variasi
Konsentrasi TerhadapA-dsorpsi Ion
Cu(II)
danCr(III)
OIeh membranKitosan
Hasil adsorpsi
Cu(II)
danCruD
mengalamipeningkatan sebanding
dengan'p"rrt
Ck*,
konsentasi
awal
larutanlogai.
S"-rki;G;",
konsentasi larutan
logam maka
kemamDuanadsorpsi kitin juga semakin U".ur.
Husilftnriitiun
adsorpsi
Cu(II) dan Cr(III)
puau'--ruriurikonsentani
analit
kemudian'aiiit..pr"turif,un
ir^or:.rrr- adsorpsi Langmuir, seperti p"a'"
g"ri.,
l0
dan Il.
Gambar
l0
Grafrk adsorpsi isoterm logam Cu(II)pada membran kitosan
Gambar I
I
Grafik adsorpsi isoterm logamC(lIf
pada membran kitosan
.
Kapasitas adsorpsi maksimum dapat diperolehdari.persamaan
grafik
isoterm
ud.o.pri
olehp:Tl*,
kitosan padatuntuk ion
Cu(I)
sebesar1,i11
,9e,
sedangkan unrukion
C(I6
sebesar2,809 mg/g. Hasil perhirungan dari grafik tersebut
diperoleh
kapasitas adsorpsimakiimum
logamkomium
iebih
besardari
pada logam temixga.Hal
ini
dikarenakan logamkromium
merupakanlogam
golongan asamkeras
sedangkan iogarntembaga merupakan logam golongatl borderline. Menurut teori HSAB
(Hard
Sofiicid
base) yaitu
asam keras akan kuat berikatan dengan basa keras sedangkan asam
lemah akan berrtatan
dengan
basa lemah. Sehingga
logam
Cr(III)
akan lebihkuat tertarik oleh sisi aktif dari kitosan yaitugugus
-NH2
(amina) gan
gugushidroksi
1-Op'run,
merupakan basa keras (Robert, lgg2).
KESIMPULAN
Membran kitosan padat dapat dibuat dengan
mencampurkan
kitosan
dengan campuranpVA
dan
PEG.
Kitosanyang
digunakan Lerasal daricangkang rajungan dengan derajat
deasetilasisebesar. 76Yo. Komposisi membran'optimum dan
pH
optimum untuk adsorpsi ionCu(I)
padapVA
0,l7.gram
dan pH 4, sedingkantonaisi
ortiru,
untuk adsorpsi
ion
Cr(III)
padapVA
0,17 gramlu,
qU 3.
Kapasitas adsorpsimaksimum'ion
Cu(II)
pada membran kitosaniebes ar 1,3 5 1 mgl g,sedangkan pada
ion
Cr(II|
sebesar Z',gOg;g/g
sehingga membran
kitosan
lebih
baik mengadsorpsiC([l)
dibandingkan mengadsorpsiCu(II).
DAFTARPUSTAKA
Afrianto,
E.
dan
Liviawaty,
E.,
lgg2,
Pemelihsraon
Kepiting,
Kanisius,Yogyakarta, hal. 12,
lg
Alberty
R.A.
and Daniels,
p.,
19g0, physicalChemistry,
I't
edition, JohnWiley:
NewYork,
134-140. -v=0.356x+ 3.1J9R::0
96: 18 16 1tt 12Clo
t98
g6
E4
z 0y:0.?40x+
3.929Rr:0.917
50,40
^30
r=*9zo
'o.r'F
roU
olmoroUililonmkl0l0
l6s
ISBN:
928-9U9-092-l
0S-9
Alexander,
M. N.,
lg7g,
The
lrwertebrates,Departemen
o{lure
andApplied
Zoology,Cambridge Uni Fress, London, New yori<,
Melbourne, Aushalia. Amaral,
-I,f,-
G_rania,p.L.,
dan
Barbosa, M.A.,2005, Chemical Modification of
ihitosan
by
phosphorylation: anXpS, FT-IR
andlEM
,Study,J.
Biomater.
Sci.potwer
Edn,yol.l6,No.
12, Hal. 1575_1593Annadurai G., dan Krishnan, M.
R.V.,
1997,Batch Equilibrium Adsorptionof
Reactive Dyeonto
Natural
Biopolymer,
IranianPolymer Journal,
yol.
6, No.3,
169_17 S.Burke, Ayer.,
yilmaz,
Evan., Hasirc, Nesrin, 1999, Evaluationof
ChitosanAs
a
poientialMedical lron
([I)
Ion Adsorbent, Turk J.Med Sci., Vol. 30, No. 2000, 341_345.
Bailey, S. E., Olin, T. J., Bricka, R.
M.
dan Adrian,D. D.,
1999,A
Revew
of
potentiallyLow-Cost Sorbents
for
Heavy Metah,j
-
Wat Res.,Vol.33, No.
tt,ppi+A}-Z+le.
Cowd,
M.
A.,
1991,
Kimia
iiii*", ,
ITB,Bandung.
Chiou,
M.S.,
Ho,
p.
y.,
Li, H.
y.,
2003,Adsorption Behavior
of
DyeAAVlrl
andRB4
in
Acid
Solutionson
ChemicallyCross-Linked Chitosan Beads,
J.
Chin.Inst. Chem. Engrs.,
Vol.
34,No.
6, 625-634.Darmono,
-l??!,_
Logam Dalqm
SistemBiologi
Makhluk Hidup, Ul_press, Jakart4hal
i,
109_l 13,130.
Dekawati,
L.,2007,
Kitosandari
Limbah UdangPutih
(paneaus Merguensis)
SebagaiAdsorben
Ion
Log?m Kadmium (Cd:')
!11!emUaga
(Cu2),
Slaipsi,
nma,
I.JNDIP
Departemen Kelautan
dan
perilonarL
2OOO,Statistik
Data
perikanan,
DepartemenKelautan dan perikanan.
Jakarta.-Hartono, E.S., 1993, pengaruh Lama Kontak dan
4
Terhadap Kemampuan
ChitosanMenlterap
lon
Logam, Warta
Akab,Bogor, hlm 25-2g
Jiahao,
L.,
Chen,X.,
Shao,2.,
andZho,p.,20O3,
Preparation
and
Characterization
of
Chitosan/Cu(fl)
Affinity
Membranefor
Urea Adsorption,
Journal
of
AppliedPolymer Scietre,
Vol.
90, ttOC_t fiZ.
Khopkar,
S.M.,
19il),
Konsep
Dasar
Kimia
Analitik,alih
bahasaA.
Saptorahardio,UI
Press: Jakart4 hal. 237, 27 S _290. Mulder,
M.,
1996, Basic, principles of MembraneTechnologt, Kfu*-er Academic publisher, London.
Mulyatn4
L.,
Pradiko,H.,
dan Nasution,U.
K.,2003,
Pemilihot pqsanaan
AdsorbsiIsotrm Poda
penentuan
KapasitasAdsorbsi
Kulit Kacory
Tonah TirhadapZat
Warna RemazolGolden yellow
6,volume 5 nomor 3, Universias pasundan,
l3t-t40.
Muzzarelli R.A.A.,
RochettiR.,
StanicR.,
danWeckx
M..
1997. Methods
for
the determinotion of the degree of aietvlationof
chitin andchitosan
pi
nilam ir.e.e.
Muzzarelli
danM.G. peter (ed).
ChitinHandbook. European
Chitin
Soc.,Grottamare
Oscik,
J.,
1982,Adsorpstion,
Joln Wiley
andSons: Chichester
Patil, R. S., Chormade
V.,
and DesphandeM.
V..2000.
Chitinolytic enzymes
anexploration. Eru
Microb
Technal26:473-483.
Reyrold,
T.D.,
1982,
IJnit
Operations
andProcess
in
Erniromental
Engineering,Wadsworth Inc, California.
Robert,
G.
A. F.,
1992,Chitin
Chemistry, TheMac Milan press
LTD,
London, hall.
Roger,
A.,
1977, Encyclopediaof
Siience
and Tecnologt,4ft eriision, Mcdraw Hill:
New York, 365-369Shahidi
F. Arachchi JKV.
and Jeony-J.
1999.Food
Applications
of
Chitin
andChitosans. Trends
in
Food
Science andTechnology
l0
:
37- Slepecky, R.A.
andH.
E.
Hemphill.
1991.
The
genusBacillius-nonmedical the prokaryotis.
/n
Balows,A.
(ed).
The procoryotes, 2nd.Edn.,
Chapter
76,
pp.
1663-1696.Springer Verlag.
Ny.
Samosir,
N.,
1998, Teknik
Analisis
DenganMenggunakan
Scanning
ElectroMicroscope
(SEM)
dan
Spektrometer.PEBN-BATAN, Serpong.
Santoso,
U.,
1990, Studi feniang-XhitinCangkang UdonS (panaeus merguiensis)
I:
iotasi
Menggunakan
Actinase
E
dan
EDTA,Agritec[ Vol.l0,
No.3, Majalah Ilmu danTeknologi pertanian,
UGM, yogyakart4
3,7.
Sastrohamidjojo,
H.,-
2OOl,
Spektroskopi,yogyakarta: Liberti,
Edisi ke_2,
hal46.
Siahaan, P. dan SusenoA.,1997,
f*gor:il,
iany
terhadap permeabilitas
aZ"
niiefsi
Menbran
Selulosa
Asetat,
penerbitMIPA
UNDIp,
Semarang.Smith,
J. M.,
1981,
Chemial
EngineeringKinetics,
3'd
edition,
N"w y?rtc
fUcGraw-Hill Company. Inc, 5 l2_530.
Suhardi, 1993,
Khitin don
Khitosan,
BukuMonograf
,
pusat
Antar
UniversitasPangan dan Gizi
UGM,
yogyakarta,2T2-278.
Sun,
S., dan
Wan&
A.,
2006,
AdsomtionProperties
of
Carboxymethyl_Chiiosanand
Cross_Linked
Carbtxymethyl_h
r66
Khrtiti:
'tdanbrzr Kitosan Padat Dari Conglong Ra1'ungan (Porrurus pelagicas) sebagai Adsorben
lon Logam cuQt) dan cr(III)
Chirosan Resin
With Cu(II)
as Template,J.
Sepo
at i on a na_r ur yi
i
ati oi
; ; ;;;j,s,
VoL 49, hat. t97_204.
Unaerwoo4
A.L.
dan
Day, Jr., R.A.,
a.b.
$endoro,
AnalisaXirrwitil;
Aiii
r"-t,
John.Willey
&_Sons,N"*
V*{-iqr&
441459,427428.
Victt:r,
O_S., 2000,Indirect
Food Additives qndP^^\ners: Migration
ona foriirtogt,
CRC,page.
Il14_llt6.
vrcr4
RS.
and BEppU,_y..M., 2005, Mercury
Ion
Recovery
Using Nutorui-'io
Crosslinked Chitosan
Membranes, J._
Adsorption,Vol.
Il,
hat 731_736 Vogel,A.
I.,
1990,gutu
fei
initxis"inorsanik
Makro dan
Semimikro,
atm
tairasa:Setiono,
Ir.
L.,?udjaatrnaku,Or.
A.'g.,
Edisi Kelima, pT.
Kiknan
Vf"aiupr.utu,
hat229-230.Wu,
2.B.,
Ni,
W.N. and
Guan,
8.H.,
2007,Application
of
Chitosan u,f
lo."rlani fo.
Coprecipitation
of Mn(II)
una Srspera"aSotids
from
oual_Alkali
'eio
Regenerating process,
J.
Hororaou,Moterials vol.42,No.Z, trat. S.