PENGARUH KONSENTRASI TRIBUTIL FOSFAT DAN LAMA WAKTU EKSTRAKSI TERHADAP PEMISAHAN ION LOGAM Cu2+
DENGAN TEKNIK EMULSI MEMBRAN CAIR
Oleh: Ronald J Sitinjak NIM : 408231043 Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
PENGARUH KONSENTRASI TRIBUTIL FOSFAT DAN LAMA WAKTU EKSTRAKSI TERHADAP PEMISAHAN ION LOGAM Cu2+
DENGAN TEKNIK EMULSI MEMBRAN CAIR
Ronald J Sitinjak (NIM: 408231043)
ABSTRAK
Sungai Deli memiliki sumber daya air yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Air tersebut dimanfaatkan masyarakat dalam kehidupan sehari-hari. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kondisi optimal aktifitas tributil fosfat dalam penyerapan ion logam Cu2+ pada air sungai. Variabel yang digunakan pada penelitian ini adalah variabel perbandingan konsentrasi tributil fosfat : kerosene (1 : 3), (1 : 1), (3 : 1) dan menggunakan variabel lama waktu ekstraksi yaitu 10, 20, dan 30 menit. Emulsi dihasilkan dari campuran antara span-80 dengan tributil fosfat : kerosene dan ditambahkan larutan HCl 0.5 M kemudian didiamkan 5 menit dan terbentuk 2 fasa kemudian diaduk dengan kecepatan 1000 rpm kemudian didiamkan 5 menit dan terbantuklah emulsi. Emulsi yang terbantuk dikontakkan dengan sample yang mengandung ion logam Cu2+ dan dilakukan pengadukan ekstraksi dengan wkatu 10, 20, dan 30 menit dengan kecepatan 1000rpm, dan didiamkan 5 menit dan dilakukan penyaringan. Filtrat dari larutan tersebut diukur konsentrasi Cu2+ menggunakan SSA dengan panjang gelombang 324.7 nm.
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan i
Riwayat Hidup ii
Abstrak iii
Kata Pengantar iv
Daftar Isi vi
Daftar Gambar viii
Daftar Tabel ix
Daftar Lampiran x
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Batasan Masalah 3
1.3. Rumusan Masalah 3
1.4. Tujuan Penelitian 4
1.5. Manfaat Penelitian 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Logam Tembaga (Cu) 5
2.1.1. Logam Tembaga (Cu) Pada Manusia 6
2.2. Membran Cair 7
2.3. Pemisahan Ion Logam Dengan Emulsi Membran Cair 8 2.4. Proses Perolehan Logam Dari Larutan 9 2.5. Mekanisme Pemisahan Dengan Emulsi Membran Cair 10
2.5.1. Permeasi Selektif 10
2.5.2. Reaksi Kimia Dalam Fasa Internal 11 2.5.3. Reaksi Kimia Dalam Membran 11
2.6. Karakteristik Tributil Fosfat 13
2.7. Spektroskopi Serapan Atom 14
2.7.1. Cara Kerja AAS 14
2.8. Hipotesis 15
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 17
3.2. Alat dan Bahan 17
3.2.1. Alat 17
3.2.2. Bahan 17
3.3. Rancangan Penelitian 17
3.4. Pelaksanaan Penelitian 19
3.4.1. Pembuatan Larutan 19
3.4.1.1. Larutan Standar Cu2+ 19
3.4.1.2. Larutan HCl 0.5 M 20
3.4.1.3. Larutan Pembawa 20
3.4.1.6. Pengamatan Dan Pengumpulan Data 21
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian 24
4.1.1. Pengukuran Tembaga dengan SSA 24 4.1.2. Penentuan Kurva Standart Tembaga 25 4.1.3. Penentuan Persen Receovery Ion Cu 26 4.1.4. Pengaruh Variasi Konsentrasi 27 4.1.5. Pengaruh Variasi Waktu Ekstraksi 28 4.1.6. Pengaruh Interaksi Konsentrasi dan Waktu Ekstraksi 28
4.2. Pembahasan 31
4.2.1. Fungsi Reagen 34
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 35
5.2. Saran 35
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1. Rancangan Penelitian 18
Tabel 4.1. Parameter Logam Tembaga pada SSA 24
Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Larutan Standar Cu2+ 25
Tabel 4.3. Data Persen Perolehan Pemisahan Ion Cu2+ 26
Tabel 4.4. Data % Recovery dengan Konsentrasi 27
Tabel 4.5. Data % Recovery dengan Waktu Ekstraksi 28
Tabel 4.6. Data Interaksi Konsentrasi Dan Waktu Ekstraksi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Dispersi Emulsi Membran Cair 7
Gambar 2.2. Susunan molekul-molekul surfaktan dalam emulsi W/O 8
Gambar 2.3. Membran permeasi selektif 10
Gambar 2.4. Reaksi Kimia dalam Fasa Internal 11
Gambar 2.5. Reaksi Kimia dalam Membran 11
Gambar 2.6. Struktur Kimia Tributil Fosfat 13
Gambar 3.1. Diagram Alir Pembuatan Emulsi 22
Gambar 3.2. Diagram Alir Tahap Ekstraksi Ion Cu (II) 23
Gambar 4.1. Grafik Absorbansi vs Konsentrasi 25
Gambar 4.2. Grafik % Recovery vs Konsentrasi 27
Gambar 4.3. Grafik % Recovery vs Lama Waktu Ekstraksi 28
Gambar 4.4. Grafik Interaksi Konsentrasi dan Waktu Ekstraksi
vs % Recovery 30
Gambar 4.5. Mekanisme Reaksi Pembuatan Emulsi 33
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Pembuatan Larutan 36
Lampiran 2. Perhitungan % Recovery 39
Lampiran 3. Perhitungan Statistik 42
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Air adalah salah satu di antara pembawa penyakit yang berasal dari tinja
untuk sampai kepada menyebabkan pembawa bibit panyakit, maka pengolahan air
baik berasal dari sumber, jaringan transmisi atau distribusi adalah mutlak
diperlukan untuk mencegah terjadinya kontak antara kotoran sebagai sumber
penyakit dangan air yang sangat di perlukan.(Sutrisno, 2004)
Kesulitan untuk mendapatkan air bersih merupakan salah satu masalah
yang perlu mendapat perhatian yang seksama karena dengan penyediaan air
bersih, maka penyebaran penyakit dapat dikurangi seminimal mungkin.
Pencemaran air terjadi akibat tingginya kandungan logam berat yang diduga
disebabkan oleh pembuangan limbah dan puluhan industri yang berada di sekitar
sungai. Menurut hasil penelitian, sedikitnya terdapat 24 industri yang berada di
sekitar daerah aliran sungai yang diduga membuang limbah ke sungai dan belum
lagi pabrik-pabrik yang terdapat di sepanjang DAS Deli yang belum diketahui
jumlahnya. Jenis industri di sekitar sungai tersebut yaitu pabrik (baterai kering,
pelapisan logam, pembuatan piva PVC, minyak inti sawit, pupuk dolimit,
pengawetan kayu, pembuatan kapur, dan arang) serta terdapat sejumlah
peternakan hewan.
Kondisi sungai yang tercemar dapat dilihat dari warna fisik sungai yang
coklat kehitaman dan mengeluarkan aroma busuk menyengat. Banyak dari
tanaman yang tumbuh disekitar sungai ini menjadi kerdil dan layu, selain itu
hewan air seperti ikan akan sulit hidup dan jika ikan tersebut hidup tidak aman
jika dikonsumsi manusia akibat cemaran logamnya yang terakumulasi dalam
daging ikan (Putra, 2008).
Masuknya logam berat tersebut menyebabkan tingginya kadar logam
seperti Fe, Mn, Zn, Cr, Ni, dan Cu dapat menimbulkan masalah yang cukup serius
pada air. Secara umum dapat disebut bahwa potensi air permukaan di Indonesia
ditentukan oleh beberapa faktor antara lain kondisi daerah aliran sungai (DAS)
dan ragam fisik sumber daya air, luas dan volume, tampungannya (alami maupun
buatan), pengaruh iklim, dan tentu saja aspek pengolahan sumber daya air itu
sendiri oleh manusia (Darmono, 2001).
Tembaga (Cu) dalam bentuk murni maupun dalam bentuk senyawa
merupakan bahan kimia yang digunakan dalam industri metalurgi, electroplating,
dan pewarnaan. Tembaga dapat berpotensi sebagai polutan yang berbahaya
apabila industri menggunakan bahan baku tembaga tidak mengolah terlebih
dahulu limbahnya sebelum dibuang ke lingkungan. Berdasarkan Enviromental
Polici Act (Damanhuri, 1994) dinyatakan bahwa tembaga merupakan bahan yang
beracun dan berbahaya, oleh sebab itu adanya logam berat tembaga dilingkungan
hidup yang melebihi ambang batas dapat membahayakan kehidupan organisme
dilingkungan tersebut. Tembaga dalam air menyebabkan penghambatan aktivitas
organisme. Apabila masuk ke dalam tubuh manusia dapat membahayakan
gangguan dalam sistem syaraf pusat dan system koordinasi otot.
Telah ditemukan alat teknik baru dalam upaya pemisahan logam, terutama
untuk tujuan pemanfaatan kembali logam yang dipisahkan, Pemisahan logam
dengan teknik kromatografi telah lama dikenal. Demikian juga teknik pemisahan
dengan metode ekstraksi pelarut telah banyak dilakukan. Pada umumnya teknik
pemisahan tersebut hanya bertujuan untuk memisahkan logam dari campurannya
tanpa memanfaatkan kembali logam hasil pemisahan tersebut.
Telah banyak dilakukan cara untuk mengurangi emisi limbah logam berat
ke lingkungan hidup, diantaranya adalah dengan metode Konsentrasi Gravitasi
(Tylecote : 1992), Magnetic Separation (Lazaridis et al : 2004), dan Emulsi
Membran Cair (Emmy Purba : 2004). Dari ketiga metode ini teknik emulsi
membran cair merupakan cara yang paling mudah secara optimum dapat
mereduksi emisi logam berat ke lingkungan.
Teknik emulsi membran cair adalah teknik analisis yang memiliki tingkat
selektivitas yang lebih baik terutama sangat diperlukan untuk pemisahan ion
logam yang berkonsentrasi rendah dari suatu larutan yang mengandung suatu
dapat dilaksanakan dua fase cair. Fase ini mengandung zat pembawa yang secara
selektif akan membawa senyawa baik diantara fase cair tersebut (Lenni, 2005).
Dalam penelitian yang akan dilakukan ini dipelajari kemungkinan
penggunaan teknik emulsi membran cair untuk memisahkan ion Cu2+ dari limbah.
Percobaan ini meliputi pemilihan komponen pembentuk membran cair dan
estimasi parameter proses untuk memperoleh kestabilan emulsi. Oleh karena itu,
dilakukan penelitian dengan judul “Pengaruh Konsentrasi Tributil Fosfat dan
Lama Waktu Ekstraksi terhadap Pemisahan Ion Logam Cu2+ dengan Teknik Emulsi Membran Cair ”.
1.2. Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah diatas maka diperoleh batasan
masalah sebagai berikut:
1. Konsentrasi tributil fosfat : kerosene yang digunakan dengan variasi (3 : 1, 1 :
1, 1 : 3) terhadap pemisahan ion logam Cu2+ dengan menggunakan teknik
emulsi membran cair.
2. Lama pengadukan pada proses ekstraksi dengan variasi waktu 10, 20, dan 30
menit terhadap pemisahan ion logam Cu2+ dengan menggunakan teknik emulsi
membran cair.
3. Teknik pengambilan sampel dilakukan secara acak, pada posisi atas kita-kira
30 cm di bawah permukaan sungai, posisi tengah kira-kira 120 cm di bawah
permukaan sungai, posisi bawah kira-kira 180 cm dibawah permukaan sungai.
Dan posisi pengambilan sampel di Sungai Deli yang terletak di Martubung,
dan paling dekat 200 m dari lokasi industri.
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan batasan masalah diatasa maka dapat dirumusan masalah
sebagai berikut:
1. Apakah ada pengaruh konsentrasi tributil fosfat terhadap pemisahan ion Cu2+
2. Apakah ada lama waktu pengadukan pada proses ekstraksi terhadap
pemisahan ion Cu2+ dengan teknik emulsi membran cair ?
3. Apakah ada interaksi antara konsentrasi tributil fosfat dengan lama waktu
ekstraksi ?
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi tujuan dalam penelitian ini adalah:
1. Mengetahui konsentrasi optimum tributil fosfat terhadap pemisahan ion Cu2+
dengan teknik emulsi membran cair.
2. Mengetahui lama pengadukan optimum pada proses ekstraksi terhadap
pemisahan ion Cu2+ dengan teknik emulsi membran cair.
3. Mengetahui interaksi antara konsentrasi tributil fosfat dengan lama waktu
ekstraksi.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian adalah:
1. Mengembangkan teknik emulsi membran cair dalam pemisahan ion logam
Cu2+ pada limbah.
2. Memberikan sumbangan ilmiah terhadap peneliti lain dalam pemisahan ion
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan diatas maka dapat diambil kesimpulan sebagai
berikut:
1. Pengaruh konsentrasi tributil fosfat pada pemisahan ion logam Cu2+ berada
pada perbandingan volume tributil fosfat : kerosene (3 : 1). Dengan nilai
optimumnya sebesar 65.06%.
2. Pengaruh lama waktu ekstraksi pada pemisahan ion logam Cu2+ barada pada
waktu 30 menit. Dengan nilai optimumnya sebesar 69.51%.
3. Interaksi konsentrasi tributil fosfat dan lama waktu ekstraksi pada pemisahan
ion logam Cu2+ berada pada perbandingan volume tributil fosfat : kerosene (3
: 1) dengan lama waktu ekstraksi 30 menit (C3t3). Dengan % Recovery yang
dihasilkan sebesar 74.84%.
5.2. Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai pemisahan ion logam Cu2+
dengan teknik emulsi membran cair dengan menambahkan lama waktu
ekstraksi.
2. Kepada masyarakat supaya tidak menggunakan air sungai secara langsung,
karena kandungan logam pada air sungai tersebut sangat besar.
3. Untuk peneliti selanjutnya agar mengukur ion filtrat dan residu, untuk
DAFTAR PUSTAKA
Alif, A., Amran, A., dan Pelita E., (2010), Permiasi Ni(II) Melalui Membran Cair
Fasa Ruah dengan Oksin sebagai Pembawa, FMIPA ANDALAS, Padang
Darmono, (1995), “Logam Dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup”, Cetakan Pertama , UI-Press, Jakarta
Day, Underwood., (1989), Analisa Kimia Kuantitatif, Erlangga, Jakarta
Herhady, dan R. Didiek., (2010), Presentasi Proses Olah Ulang Bahan Bakar
Nuklir, STTN-BATAN, Yogyakarta
Juliana, L., (2005), Pengaruh Konsentrasi Benzoilaseton Terhadap Pemisahan
Ion Cu2+ Dengan Teknik Emulsi Membran Cair, Skripsi, KIMIA FMIPA
UNIMED, Medan
Khopkar, S.M., (1990), Konsep Dasar Kimia Analitik, UI-Press, Jakarta
Lazaridis dan Albert, N.K., (2004), The Living World of the Old Testament, Springer-Verlag, New york.
Nanda, Yobhi., (2011), Teknik Membran Cair Ruah Dengan Zat Pembawa
Tributil Fosfat Untuk Menghilangkan Ion Tembaga, Skripsi, Universitas
Airlangga, Surabaya
Noviandri, I., (1992), Ekstraksi Ion Tembaga II Dengan Emulsi Membran Cair, Tesis, ITB, Bandung
Palar, H.,(1994), Pencemaran Dan Toksilogi Logam Berat, Rineka Cipta, Jakarta
Permatasari, (2001), Pemisahan Fenol dalam Air Limbah Menggunakan Teknik
Emulsi Membran Cair, Skripsi, ITB, Bandung
Purba, Emmy., (2004), Pengaruh Konsentrasi Benzoilaseton terhadap Pemisahan
Ion Pb2+ dengan Teknik Emulsi Membran Cair, Skripsi, KIMIA FMIPA
UNIMED, Medan
Putra., (2008), Cemaran Logam Pada Hewan Air, USU Press, Medan
Sihombing, Sabar., (2011), Perbandingan Efektivitas Arang Aktif dan Silika Gel
dari Sekam Padi sebagai Adsorben Logam Cu2+, Skripsi, KIMIA FMIPA
UNIMED, Medan
Sudjana, (1994), Desain Dan Analisis Eksperimen, Edisi III, Penerbit TARSITO, Bandung
SNI 13-6974-2003, (2003), Penentuan Kadar Pb, Cu, Zn, Fe, Mn, dan Cd dengan
Spektrofotometer Serapan Atom, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta
Sutrisno, C., (2004), Teknologi Penyediaan Air Bersih, Cetakan Kelima, Penerbit Rineka Cipta, Jakarta
Tylecote, R. F., (1992). A History of Metallurgy, Ottawa, Canada
