KEMAMPUAN ADSORPSI LOGAM BERAT KADMIUM (Cd)
DENGAN MENGGUNAKAN PASIR PUTIH
SKRIPSI
Oleh
110405059
MICHAEL JOY CRISTIAN
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
KEMAMPUAN ADSORPSI LOGAM BERAT KADMIUM (Cd)
DENGAN MENGGUNAKAN PASIR PUTIH
SKRIPSI
Oleh
110405059
MICHAEL JOY CRISTIAN
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
Kemampuan Adsorpsi Logam Berat Kadmium (Cd) Dengan
Menggunakan Pasir Putih
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai aturan yang berlaku.
Medan, 20 September2016
PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Kemampuan Adsorpsi Logam Berat Kadmium (Cd) Dengan Menggunakan Pasir Putih”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Hasil penelitian ini dapat bermanfaat untuk mengatasi permasalahan yang ditimbulkan oleh pencemaran logam berat terhadap air.Solusi ini diberikan karena memiliki nilai ekonomis, yaitu pasir putih mudah diperoleh karena jumlahnya yang melimpah di alam.
Dalam kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dosen pembimbing penelitian, yaitu Bapak Bode Haryanto, ST, MT, Ph.D. 2. Dosen penguji penelitian, yaitu Bapak Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi Lubis, MS dan
Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si
3. Koordinator penelitian Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Univeritas Sumatera Utara, yaitu Ibu Ir. Renita Manurung, MT.
4. Ketua Departemen Teknik Kimia, yaitu Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan,20 September 2016
DEDIKASI
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama :Michael Joy Cristian NIM : 110405059
Tempat/tgl lahir :L. Pakam/ 23 Desember 1992 Nama orang tua :J. Butarbutar dan S. br. Siregar Alamat orang tua :
Dusun I Desa Perdamean Asal Sekolah :
SD PKMI Lubuk Pakam Tahun 1999-2005
SMP PKMI Lubuk Pakam Tahun 2005-2008
SMA PKMI Lubuk Pakam Tahun 2008-2011 Pengalaman Organisasi :
HIMATEK periode 2014-2015 sebagai Koordinator Bidang Bakat dan Minat.
BPH NHKBP Simpang Penara periode 2014-2016 sebagai Ketua BPH
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan pasir putih dengan variasi bentuk dalam menyerap ion logam kadmium (Cd2+) pada larutan dengan pH 4,5. Pasir putih yang digunakan yaitu 10 mesh, 20 mesh, dan 40 mesh. Penelitian ini terbagi menjadi 4 bagian, yaitu penentuan pH netral, pengeringan pasir putih, penentuan waktu kontak optimum dan penentuan kapasitas adsorpsi. Hasil penelitian yang didapatkan adalah waktu kontak optimum yang dibutuhkan adsorben untuk menyerap ion logam Cd2+ selama 100 menit.Pemodelan orde dua yang lebih dominan yaitu terjadi interaksi secara kimia antara adsorbat dan adsorben.Pemodelan kinetika difusi yang diperoleh yaitu difusi internal (interpartikel).
Kata kunci : Adsorpsi, Ion Logam Kadmium(Cd2+), Waktu Kontak Optimum,
ABSTRACT
This research aims to know availability of different shape white sand to adsorp cadmium ion (Cd2+) from solution on pH 4,5. White sand has shape 10 mesh, 20 mesh and 40 mesh. This research divided 4 part, there is determine neutral pH, drying white sand, determine optimum contact time and determine adsorption capacity. The results of this research is optimum contact time that white sand need to adsorp cadmium ion (Cd2+) is about 100 minutes. Modeling in pseudo second-order dominant to chemical interactions that occur between the adsorbate and adsorbent. Diffusion kinetics modeling obtained by the internal diffusion (interparticle).
Keywords : Adsorption, Cadmium ion (Cd2+), Optimum Contact Time,
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i
PENGESAHAN ii
PRAKATA iii
DEDIKASI iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS v
ABSTRAK vi
ABSRACT vii
DAFTAR ISI viii
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR TABEL xii
DAFTAR LAMPIRAN xiii
DAFTAR SINGKATAN xiv
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Perumusan Masalah 4
1.3 Tujuan Penelitian 4
1.4 Manfaat Penelitian 5
1.5 Ruang Lingkup Penelitian 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 7
2.1 Logam Berat 7
2.2 Logam Kadmium (Cd) 8
2.3 Pasir 8
2.4 Adsorpsi 10
2.5 Atomic Adsorption Spectrofotometry (AAS) 11
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 12
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian 13
3.2 Bahan dan Peralatan Penelitian 13
3.2.1Bahan 13
3.3 Prosedur Penelitian 13 3.3.1 Prosedur Preparasi Pasir Putih (Adsorben) 13
3.3.2 Prosedur Pembuatan Larutan 15
3.3.3Prosedur Batch Adsorpsi 17
3.3.4Prosedur Kinetika Adsorpsi 20
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 12
4.1 Perlakuan Awal pada Adsorben Pasir Putih 26 4.2 Penentuan Kapasitas Adsorpsi dengan Variasi Ukuran
Adsorben 27
4.3 Penentuan Kapasitas Adsorpsi dengan Variasi Kecepatan
Pengadukan 32
4.4 Penentuan Kapasitas Adsorpsi dengan Variasi Konsentrasi
Larutan 34
4.5 Penentuan Waktu Kontak Optimum dan Kinetika Adsorpsi 35
4.6 Penentuan Kinetika Difusi Pori 40
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 43
5.1 Kesimpulan 43
5.2 Saran 43
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Flowchart Persiapan Adsorben Pasir Hitam 14 Gambar 3.2 Flowchart Pengeringan Adsorben Pasir Hitam 15 Gambar 3.3 Flowchart Pembuatan Larutan HCl 0,1 M 15 Gambar 3.4 Flowchart Pembuatan Larutan NaOH 0,1 M 16 Gambar 3.5 Flowchart Pembuatan Larutan Pelarut 16 Gambar 3.6 Flowchart Pembuatan Larutan Standar Cd2+(50 ppm) 17 Gambar 3.7 Flowchart Mengukur Pengaruh Ukuran Adsorben
Terhadap Kemampuan Adsorpsi 18
Gambar 3.8 Flowchart Mengukur Pengaruh Kecepatan Pengadukan
Terhadap Kemampuan Adsorpsi 20
Gambar 3.9 Flowchart Mengukur Kinetika Adsorpsi Pengaruh Ukuran
Adsorben Terhadap Kemampuan Adsorpsi 21 Gambar 3.10 Flowchart Mengukur Kinetika Adsorpsi Pengaruh
Kecepatan Pengadukan Terhadap Kemampuan Adsorpsi 23 Gambar 4.1 Proses Pencucian Adsorben Pasir Putih 26 Gambar 4.2 Proses Pencucian Adsorben Pasir Putih 27 Gambar 4.3 Nilai Kapasitas Adsorpsi dengan Variasi Ukuran
Adsorben pada Kecepatan Pengadukan 150 rpm dan
Konsentrasi Larutan Cd2+70 ppm 29
Gambar 4.4 Nilai Kapasitas Adsorpsi dengan Variasi Kecepatan Pengadukan pada Konsentrasi Cd2+70 ppm dan Ukuran
Adsorben Pasir Putih 40 mesh 31
Gambar 4.5 Proses Molekul Adsorbant Masuk ke Dalam Pori-Pori
Adsorben 32
Gambar 4.6 Nilai Kapasitas Adsorpsi dengan Variasi Konsentrasi Larutan Cd2+ pada Kecepatan Pengadukan 150 rpm dan
Ukuran Adsorben Pasir Putih 40 mesh 32 Gambar 4.7 Kapasitas Adsorpsi Logam Cd2+dengan Konsentrasi Ion
Logam Cd2+70 ppm, Ukuran Adsorben 40 mesh dan
Gambar 4.8 Pemodelan Pseudo Orde Satu pada Konsentrasi Logam
Cd2+ 70 ppm dan Kecepatan Pengadukan 150 rpm 36 Gambar 4.9 Pemodelan Pseudo Orde Dua pada Konsentrasi Logam
Cd2+ 70 ppm dan Kecepatan Pengadukan 150 rpm 36 Gambar 4.10 Hasil Analisa FTIR pada Pasir Putih Sebelum Proses
Adsorpsi 37
Gambar 4.11 Hasil Analisa FTIR pada Pasir Putih Setelah Proses
Adsorpsi 38
Gambar 4.12 Pemodelan Kinetika Difusi Internal pada Konsentrasi
Logam Cd2+70 ppm dan Kecepatan Pengadukan 150 rpm 39 Gambar 4.13 Pemodelan Kinetika Difusi Eksternal pada Konsentrasi
Logam Cd2+ 70 ppm dan Kecepatan Pengadukan 150 rpm 40
Gambar C.1 Pasir Putih sebagai Adsorben 52
Gambar C.2 Material Logam Berat (Cd(CH3COO)2.2H2O) yang
Digunakan 52
Gambar C.3 Botol Untuk Larutan Cd2+ 53
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Beberapa Hasil Penelitian Yang Memanfaatkan Pasir
Sebagai Adsorben 2
Tabel 4.1 Pemodelan Pseudo Orde Satu dan Pseudo Orde Dua Kinetika Adsorpsi Cd2+pada Adsorben Pasir Putih 37 Tabel 4.2 Pemodelan Kinetika Difusi Internal dan Kinetika Difusi Internal
Adsorpsi Logam Berat Cd2+ pada Adsorben Pasir Putih 41
Tabel A.1 Data Kalibrasi Larutan Standar 48
Tabel A.2 Data Hasil Pencucian dari Adsorben Pasir Putih 48 Tabel A.3 Hubungan Kapasitas Adsorpsi Pasir Putih Terhadap Variasi
Ukuran Adsorben Berdasarkan Kecepatan tetap 150 rpm dan
Konsentrasi Cd2+ tetap 70 ppm 48
Tabel A.4 Hubungan Kapasitas Adsorpsi Pasir Putih Terhadap Variasi Kecepatan Pengadukan Berdasarkan Ukuran Adsorben 40 mesh
dan konsentrasi Cd2+ tetap 70 ppm 48
Tabel A.5 Hubungan Kapasitas Adsorpsi Pasir Putih Terhadap Variasi Konsentrasi Larutan Cd2+ Berdasarkan Ukuran Adsorben 40 mesh
dan kecepatan pengadukan tetap 150 rpm 49 Tabel A.6 Data Hasil Penentuan Waktu Optimum dengan Ukuran Adsorben
40 mesh pada Kecepatan Pengadukan 150 rpm, dan Konsentrasi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A DATA BAHAN BAKU 48
A.1 Data Kalibrasi Larutan Standar Hasil Analisis AAS 48
A.2 Hasil Pencucian Adsorben Pasir Putih 48
A.3 Hasil Pengeringan Adsorben Pasir Putih 48
A.4 Data Hasil Kapasitas Adsorpsi Dengan Variasi Ukuran Adsorben 50 A.5 Data Hasil Kapasitas Adsorpsi Dengan Variasi Kecepatan Pengadukan 50 A.6 Data Hasil Kapasitas Adsorpsi Dengan Variasi Konsentrasi Larutan 51
A.7 Data Hasil Penentuan Waktu Optimum 51
LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN 53
B.1 Pembuatan Larutan 53
B.2 Perhitungan Kapasitas Adsorpsi 53
LAMPIRAN C DOKUMENTASI PERCOBAN 52
C.1 Bahan Baku Pasir Putih Sebagai Adsorben 52
DAFTAR SINGKATAN
ppm : part per million
AAS : Atomic Adsorption Spectrofotometry
qe : Kapasitas Adsorpsi pada 2 jam (mg/g)
