PENYERAPAN LOGAM ZINKUM (Zn) DALAM AIR LIMBAH PABRIK BENANG KARET MENGGUNAKAN BATUBARA YANG DIAKTIFASI DAN ANALISISNYA DENGAN METODE SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM

PENYERAPAN LOGAM ZINKUM (Zn) DALAM AIR LIMBAH

PABRIK BENANG KARET MENGGUNAKAN BATUBARA

YANG DIAKTIFASI DAN ANALISISNYA DENGAN

METODE SPEKTROFOTOMETRI

SERAPAN ATOM

TESIS

Oleh

SUSILAWATI 117006009/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

PENYERAPAN LOGAM ZINKUM (Zn) DALAM AIR LIMBAH

PABRIK BENANG KARET MENGGUNAKAN BATUBARA

YANG DIAKTIFASI DAN ANALISISNYA DENGAN

METODE SPEKTROFOTOMETRI

SERAPAN ATOM

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains Dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara

Oleh

SUSILAWATI 117006009/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Judul Tesis : PENYERAPAN LOGAM ZINKUM (Zn) DALAM AIR LIMBAH PABRIK BENANG KARET

MENGGUNAKAN BATUBARA YANG DIAKTIFASI DAN ANALISISNYA DENGAN METODE

SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM Nama Mahasiswa : Susilawati

Nomor Pokok : 117006009 Program Studi : Ilmu Kimia

Menyetujui, Komisi Pembimbing

Prof.Dr. Zul Alfian, MSc

Ketua Anggota

Prof.Dr. Harry Agusnar, MSc,M.Phil

Ketua Program Studi, Dekan

Prof.BAsuki Wirjosentono, MS, Ph.D Dr. Sutarman, MSc

Telah diuji pada

Hari / Tanggal : Sabtu / 27 April 2013

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof.Dr. Zul Alfian, MSc

Anggota : 1. Prof.Dr. Harry Agusnar, MSc, M.Phil 2. Prof.Dr. Harlem Marpaung

3. Prof.Dr. Yunazar Manjang

PENYERAPAN LOGAM ZINKUM (Zn) DALAM AIR LIMBAH

PABRIK BENANG KARET MENGGUNAKAN BATUBARA

YANG DIAKTIFASI DAN ANALISISNYA DENGAN

METODE SPEKTROFOTOMETRI

SERAPAN ATOM

ABSTRAK

Di dalam industri produksi benang karet, logam zinkum digunakan sebagai bahan pengisi untuk meningkatkan elastisitas benang karet yang tinggi sebelum terjadi proses penggumpalan. Telah dilakukan penelitian tentang penyerapan logam zinkum (Zn) dalam air limbah pabrik benang karet menggunakan batu bara aktif yang diaktifasi dan analisisnya dengan metode spektrofotometri serapan atom.Adsorben yang digunakan berasal dari bongkahan batubara. Dilakukan proses adsorpsi terhadap variasi dari larutan aktifasi dengan menggunakan HCl dengan konsentrasi 0,3 N; 0,5N dan 0,7 N. Sedangkan variasi waktu penyerapan selama 24 jam, 36 jam dan 48 jam. Proses adsorpsi terlebih dahulu dilakukan terhadap larutan standar Zn 5 mg/L. Dari hasil penelitian didapati konsentrasi yang terbaik untuk aktifasi pada 0,5 N dan lama waktu penyerapan 36 jam. Hasil penelitian menunjukkan kadar logam Zn pada air limbah sebesar 62,2168 mg/L.Setelah dilakukan proses penyerapan terhadap air limbah tersebut dengan menggunakan arang aktif batubara komersil dan waktu penyerapan 36 jam diperoleh penurunan konsentrasi logam Zn menjadi 8,2204 ± 0,0040 mg/L dengan persentase sebesar 86.78 %. Sedangkan dengan menggunakan arang aktif batu bara aktifasi HCl0,5 N waktu penyerapan selama 36 jam diperoleh penurunan konsentrasi menjadi 4,2910 ± 0,0057 mg/L dengan persentase 92,78 %. Sehingga penggunaan arang aktif batu bara untuk penurunan konsentrasi logam Zn sangat baik digunakan pada pengolahan air limbah pabrik benang karet sesuai dengan KEP – 51/MENLH/10/1995 sebesar 5 -10 mg/L.

ABSORPTION OF ZINKUM (ZN) USING ACTIVATED COAL IN

WASTEWATER THE RUBBER THREAD MANUFACTORY

AND ANALYSIS BY ATOMICABSORPTION

SPECTROPHOTOMETRIC METHOD

ABSTRACT

In the industrial production ofrubber thread, zinkum use das filler material to improve the highelasticityof rubber thread before the clotting process.A study of metal absorption zinkum (Zn) using actived coal in the waste water plant the rubber thread manufactory and analysis by atomic absorption spectrophotometry method. Adsorbent were taken from lumps of coal. Do adsorption process of the variation of the activation solution using HCl with a concentration of 0.3 N, 0.5 N and 0.7 N. While the variation of time soaking for 24 hours, 36 hours and 48 hours. Adsorption process conducted prior to the standard solution of Zn 5 mg / L. From theresults ofthe research foundthatthe best concentration for activation at 0.5N and long 36 hour absorption time. The results showed Zn metal content in wastewater by 62.2168 mg / L. After immersion of the waste water using activated charcoal and coal commercially obtained 36 hours soaking time decreased metal concentrations of Zn being 8.2204 ± 0.0040 mg / L with a percentage of 86.78%. While using activated charcoal coal activation 0.3 N HCl for 36 hours soaking time obtained a decrease in the concentration of 4.2910 ± 0.0057 mg / L with a percentage of 92.78%. So the use of activated charcoal to coal decreased concentrations of Zn metal is best used at the waste water treatment in accordance rubber thread manufactory with the license KEP - 51/MENLH/10/1995 for 5 -10 mg / L.

DA FTAR RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama : Susilawati

Tempat dan Tanggal Lahir : Gunung Para, 8 Mei 1965

Alamat Rumah : JalanKramad Gang Katu No. 148B LubukPakam Handphone : 085276816467

E – mail : susi_suwito@yahoo.com InstansiTempatBekerja : SMA Negeri 2 LubukPakam

Alamat Kantor : Jalan Hamparan Perak LubukPakam

Telepon : 061-7954302

DATA PENDIDIKAN

SD Negeri 02126 Gudung Para 1972 – 1979

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang memberi limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul “Penyerapan Logam Zinkum (Zn) Dalam Air Limbah Pabrik Benang Karet Menggunakan Batubara Yang Diaktifasi Dan Analisisnya Dengan Metode Spektrofotometri Serapan Atom”.

Dengan selesainya tesis ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : Rektor Universitas Sumatera Utara, Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DMTH, M.Sc,CTM, SpA(K), atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk menyelesaikan Program Magister, Dekan FMIPA Dr.Sutarman, M.Sc. Ketua Program Studi Kimia, Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS,Ph.D dan Sekretaris Program Studi Kimia, Bapak Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc. Atas kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Mangister pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

Terimakasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :

1. Bapak Prof. Dr.ZulAlfian, M.Sc, selaku Dosen Pembimbing Utama dan Bapak Prof.Dr.HarryAgusnar,M.Sc,M.Phil, selaku Anggota Komisi Pembimbing yang setiap saat dengan penuh perhatian dan selalu menyediakan waktu untuk memberikan bimbingan, saran dan motivasi sehingga tesis ini dapat penulis selesaikan.

2. Bapak Prof.Dr. Harlem Marpaung, BapakDr.Darwin Yunus,M.S., beserta Bapak Prof. Dr.Yunazar Manjang selaku dosen pembanding yang banyak memberikan saran dan masukan dalam penulisan tesis ini.

4. Suami tercinta Ahmad Jaelani, ananda tersayang Lusiana Bima Mindo Manurung, S.Pd, Ahmed Bima Agam Manurung, Trys Bima Septiani Manurung dan Rizky Bima Nugraha Manurung yang memberikan semangat dan dukungan yang sangat luar biasa untuk terselesainya studi penulis.

5. Rasa terimakasih penulis sampaikan kepada kakanda Paini, Sukmaniati, abangda Suwarno serta adinda Syamsuriani, Sri Hartati dan Nurwanti Agustina, SE yang merupakan semangat dan motivator bagi penulis selama mengikuti program Magister Ilmu Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

6. Bapak dan Ibu Dosen serta pegawai Sekolah pascasarjana Program Studi Ilmu Kimia yang telah memberikan ilmu dan motivasi bagi penulis.

7. Pemerintahan Provinsi Sumatera Utara yang memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti Program Beasiswa Pascasarjana tahun 2011

8. Kepala Dinas Pendidikan Pemuda dan Olahraga Kabupaten Deli serdang Ibu Hj. Sa’adah Lubis, S.Pd, M.AP yang memberikan rekomendasi agar penulis mengikuti Program Beasiswa Pasca Sarjana

9. Bapak Kepala Sekolah, Drs. H. Ramlan, M.Pd.,Wakil Kepala Sekolah Dra. Fauziah, M.Pd serta Guru – guru dan tata usaha diSMA Negeri 2 Lubuk Pakam, atas izin dan bantuannya saya ucapkan terimakasih.

10. Teman-teman mahasiswa angkatan 2011, ZulMakmur T, M. Saleh, Taufik, Puji P., Zuhairiah, Poppy, Zamaliyah, Fitri I., Silvya, Herlina H., dan teman – teman seperjuangan lainnya di Program Studi Magiter Ilmu yang telah banyak memberikan bantuan moril dan dorongan kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan dan masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari pihak pembaca untuk kesempurnaan bagi penelitian dan kemajuan ilmu. Amin.

Medan, 27 April 2013

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR ix

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 3

1.2 Permasalahan 3

1.3 Pembatasan Masalah 3

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 4

1.6 Lokasi Penelitian 4

1.7 Metodologi Penelitian 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1 Batubara 5

2.1.1 Klasifikasi batubara 7

2.1.2 Pemanfaatan batubara 10

2.1.3 Arang Aktif Batubara 10

2.2. Industri Benang Karet 12

2.2.1 Proses Pembuatan Benang Karet 13 2.2.2 Tahap – tahap Pengolahan Lateks Bekas Menjadi Sarung

Tangan Karet 14

2.2.3 Sifat Kimia Air Limbah 15

2.2.4 Limbah Industri Karet 16

2.3. Zinkum (Zn) 17

2.3.2 Logam Zinkum dalam kehidupan manusia 17 2.4 Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) 17 2.4.1 Instrumentasi Spektrofotometri Serapan Atom 18

BAB 3 METODE DAN BAHAN PENELITIAN 20

3.1 Alat – alat dan Bahan 20 3.2.5 Penyerapan logam zinkum pada larutan standar Zinkum 5 mg/L

Dengan menggunakan Arangaktif Batubara yang komersil

dan variasi waktu 22

3.2.6 Penyerapan logam zinkum pada larutan standar Zinkum 5 mg/L Dengan menggunakan Arang aktif Batubara yang diaktifasi

dan variasi waktu 22

3.2.7 Penyerapan logam zinkum dari air buangan limbah dengan menggunakan Arang aktif Batubara yang komersil dan yang telah

diaktifasi 22

3.3 Pembuatan larutan standar zinkum (SNI 06 – 6989.7 – 2009) 23 3.3.1 Pembuatan larutan standar zinkum 1000 mg/L 23 3.3.2 Pembuatan larutan standar zinkum 100 mg/L 23 3.3.3 Pembuatan larutan standar zinkum 10 mg/L 23 3.3.4 Pembuatan larutan seri standar zinkum 0; 0,1; 0,5; 1;

1,5; 2mg/L 23

3.3.5 Pembuatan kurva standar zinkum dan penentuan

3.4 Bagan Penelitian 24

3.4.1 Pembuatan pereaksi HCl 24

3.4.1.1 Pembuatan HCL 0,3 N 24

3.4.1.2 Pembuatan HCL 0,5 N 24

3.4.1.3 Pembuatan HCL 0,5 N 24

3.4.2 Aktifasi Arang aktif batubara dengan HCl 25 3.4.3 Preparasi Terhadap Sampel 26 3.4.4 Penyerapan logam zinkum pada larutan standar Zinkum 5 mg/L

Dengan menggunakan Arang aktif Batubara yang komersil

dan variasi waktu 26

3.4.5. Penyerapan logam zinkum pada larutan standar Zinkum 5 mg/L Dengan menggunakan Arang aktif Batubara yang diaktifasi dan

variasi waktu 27

3.4.6 Penyerapan logam zinkum dari air buangan limbah dengan menggunakan Arang aktif Batubara yang komersil dan yang

telah diaktifasi 27

3.4.7 Penyerapan logam zinkum dari air buangan limbah dengan menggunakan Arang aktif Batubara yang telah diaktifasi 28

3.4.8 Pembuatan Kurva Kalibrasi Zinkum (Zn) menggunakan SSA

Nyala (SNI 06 – 6989.7 – 2009) 29

BAB 4 HASIL PENELITIAN 30

4.1 Hasil Penelitian 30

4.1.1 Pengukuran Kandungan Zinkum (Zn) 30 4.1.2 Penurunan garis regresi dengan Metode Least Square 31 4.1.2.1 Perhitungan Koefisien Korelasi 32 4.1.2.2 Penentuan kadar logam Zinkum (Zn) pada penyerapan

larutan standar Zn 5 mg/L dengan menggunakan arang aktif batubara yang komersil dan variasi waktu 33

4.1.2.4 Penentuan kadar logam Zinkum (Zn) pada air buangan limbah dengan menggunakan arang aktif batubara yang komersil dan yang telah diaktifasi 37

4.1.2.5 Persentase penurunan konsentrasi logam Zinkum (Zn) terhadap larutan standar Zn 5 mg/L dan sampel air

buangan limbah 39

4.2. Pembahasan 40

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 43

5.1 Kesimpulan 43

5.2 Saran 43

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel 2.1. Komposisi elemen dari berbagai tipe batubara 8

Tabel 2.2. Volume Penggunaan Air oleh Industri Sarung Tangan Karet 16

Tabel 2.3. Kandungan unsur Kimia yang terdapat pada limbah benang karet

16

Tabel 4.1. Kondisi alat SSA Merek Shimadzu tipe AA-6300 pada pengukuran konsentrasi logam Zinkum (Zn)

30

Tabel 4.2. Data absorbansi larutan seri standar logam Zinkum (Zn) 30

Tabel 4.3. Penurunan persamaan garis regresi dengan metode Least Square untuk logam Zinkum (Zn)

31

Tabel 4.4. Hasil pengukuran absorbansi pada sampel larutan standar 5 mg/L

33

Tabel 4.5. Hasil pengukuran kadar logam Zinkum (Zn) 34

Tabel 4.6. Hasil pengukuran absorbansi pada sampel larutan standar 5 mg/L

35

Tabel 4.7. Hasil pengukuran konsentrasi logam Zinkum (Zn) 36

Tabel 4.8. Hasil pengukuran absorbansi pada sampel air buangan limbah

37

Tabel 4.9. Hasil pengukuran kadar logam Zinkum (Zn) 38

Tabel 4.10. Data persentase (%) penurunan konsentrasi logam Zinkum dalam larutan standar setelah penambahan arang aktif batubara komersil dengan variasi waktu penyerapan

39

Tabel 4.11. Data persentase (%) penurunan konsentrasi logam Zinkum dalam larutan standar setelah penambahan arang aktif batubara yang diaktifasi dengan variasi waktu penyerapan

40

Tabel 4.12. Data persentase (%) penurunan konsentrasi logam Zinkum dalam sampel air buangan limbah setelah penambahan arang aktif batubara dengan variasi waktu penyerapan

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

Gambar 2.1. Rumus bangun batubara 5

Gambar 2.2. Antrasit 8

Gambar 2.3. Bitumen danSubbitumin 9

Gambar 2.4. Lignit 9

Gambar 2.5. SistematisRingkasdariAlatSpektrofotometriSerapanAtom 18

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

Gambar 2.1. Rumus bangun batubara 5

Gambar 2.2. Antrasit 8

Gambar 2.3. Bitumen danSubbitumin 9

Gambar 2.4. Lignit 9

Gambar 2.5. SistematisRingkasdariAlatSpektrofotometriSerapanAtom 18