64 BAB 1
PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, maaf penelitian, batasan masalah dan kerangka penelitian yang akan menjadi dasar pemikiran penulis dalam melakukan penelitian dengan judul
“Analisis Adsorpsi Ion Logam Pb2+ Menggunakan Adsorben Kitosan Terimmobilisasi Lempung Dari Daerah Kampus Institut Teknologi Kalimantan”.
1.1 Latar Belakang
Adsorpsi telah terbukti sebagai suatu metode yang efektif untuk melepaskan polutan logam berat dari air limbah jika dibandingkan dengan proses lain seperti pengendapan kimia, pertukaran ion, osmosis terbalik, dan elektrolisis (Eren and Afsin, 2008). Proses adsorpsi berlangsung dalam tiga tahap yaitu, pergerakan molekul – molekul adsorbat menuju permukaan adsorben, penyebaran molekul – molekul adsorbat kedalam rongga – rongga adsorben dan penarikan molekul – molekul adsorbat oleh permukaan aktif membentuk ikatan yang berlangsung sangat cepat (sorpsi) (Metcalf and Eddy, 1979). Sebelum proses adsorpsi dilakukan pembuatan adsorben sebagai material pengikat adsorbat.
Adsorben pada umumnya membutuhkan material berpori dan memiliki permukaan yang luas. Material yang dapat dijadikan sebagai material adsorben ialah kitosan dan lempung. Menurut Liu (2015) kitosan memiliki luas permukaan dan ukuran pori-pori sebesar 3,983 m2/g dan 10,505 nm. Luas permukaan kitosan yang diperoleh lebih kecil jika dibandingkan dengan luas permukaan lempung.
Lempung memiliki luas permukaan dan ukuran pori-pori sebesar 37,678 m2/g dan 7.743nm. Dimana karakteristik dari kitosan tersebut dapat dimodifikasi dengan lempung untuk mendapatkan nilai luas permukaan yang lebih luas. Proses modifikasi yang dapat dilakukan ialah immobilisasi.
Pembuatan adsorben dengan proses immobilisasi membutuhkan material organik sebagai padatan pendukung untuk melapisi permukaan padatan dengan material organik. Immobilisasi berfungsi untuk meningkatkan gugus aktif dan
2 kemampuan adsorpsi yang dimiliki suatu material adsorben. Bahan yang dapat digunakan sebagai material adsorben adalah kitosan. Dikarenakan kitosan memiliki gugus amina (-NH2) dan hidroksil (OH) yang berfungsi sebagai tempat terjadinya pengkhelatan ion logam (Supriyantini, dkk, 2018). Selain kitosan, lempung juga dapat digunakan sebagai material adsorben. Dikarenakan lempung merupakan mineral yang dapat digunakan sebagai penukar ion logam dalam limbah cair yang mengandung silanol, siloksan dan aluminol (Bhattacharyya, 2007). Sehingga material adsorben kitosan yang terimobilisasi lempung diharapkan akan memiliki kemampuan mengikat yang lebih baik, jika dibandingkan material adsorben kitosan atau material lempung saja.
Pada penelitian Nucifera (2016) meneliti mengenai kemampuan adsorben kitosan lempung terhadap logam berat Cu. Nilai kemampuan adsorpsi didapatkan mencapai 99,79% pada konsentrasi larutan logam 30 mg/L. Pada penelitian ini akan menguji kemampuan kitosan-lempung terhadap ion logam Pb. Hasil dari pengujian dapat berbeda dikarenakan logam yang akan diserap oleh adsorben memiliki ukuran yang berdeda.
Pada penelitian yang dilakukan oleh (Dewi, 2018) menganalisis kandungan logam berat Pb di Sungai Manggar Balikpapan dengan dua titik pengambilan sampel di bagian hulu dan hilir sungai. Hasil penelitian menunjukkan pada bagian hulu sungai memiliki kandungan logam Pb sebesar 0,311 mg/L dan bagian hilir sungai memiliki kandungan logam Pb sebesar 0,276 mg/L. Kandungan timbal di perairan Sungai Manggar telah melebihi standar baku mutu air.
Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan kandungan logam Pb di Sungai Manggar Balikpapan telah melebihi batas standar baku mutu. Logam Pb dalam perairan dapat masuk kedalam tubuh manusia melalui berbagai kegiatan sehari- hari. Pada tubuh manusia, logam Pb dapat mengakibatkan terhambatnya aktivitas enzim yang terlibat dalam pembentukan hemoglobin (Hb) dan sebagian kecil logam Pb diekskresikan lewat urin atau feses karena sebagian terikat oleh protein, sedangkan sebagian lagi terakumulasi dalam ginjal, hati, kuku, jaringan lemak, dan rambut (Arsad, 2012).
3 Oleh sebab itu pada penelitian adsorpsi ini akan menggunakan kitosan yang terimmobilisasi lempung dengan jenis lempung montmorilonit untuk mengabsorpsi kandungan logam berat timbal yang berada di dalam larutan logam dengan variasi waktu kontak dan konsentrasi.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijabarkan, berikut merupakan rumusan masalah dari penelitian ini:
1. Bagaimana karakteristik kitosan-lempung setelah proses immobilisasi ? 2. Bagaimana kemampuan penyerapan adsorben yang terimmobilisasi pada
lempung teraktivasi asam terhadap ion logam Pb2+ dengan variasi waktu kontak ion logam ?
3. Bagaimana kemampuan penyerapan adsorben kitosan yang terimmobilisasi pada lempung teraktivasi asam terhadap ion logam Pb2+
dengan variasi konsentrasi Ion logam ?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah yang telah dijabarkan , berikut merupakan tujuan penelitian dari penelitian ini:
1. Menganalisis karakteristik kitosan-lempung setelah proses immobilisasi 2. Menganalisis kemampuan penyerapan adsorben kitosan yang
terimmobilisasi pada lempung teraktivasi asam terhadap ion logam Pb2+
dengan variasi waktu kontak ion logam.
3. Menganalisis kemampuan penyerapan adsorben kitosan yang terimmobilisasi pada lempung teraktivasi asam terhadap ion logam Pb2+
dengan variasi konsentrasi ion logam.
4 1.4 Manfaat Penelitian
Berikut merupakan manfaat pelaksanaan dari penelitian mengenai adsorpsi timbal didalam air menggunakan adsorben kitosan-lempung:
1. Dapat memberikan edukasi kepada pembaca bahwa kitosan dan lempung dapat diolah dan dimanfaatkan sebagai bahan yang dapat menyerap logam berat didalam air.
2. Dapat memberikan edukasi mengenai kapasitas kemampuan penyerapan dari adsorben cangkang rajungan yang terimmobilisasi dengan lempung.
3. Dapat dijadikan sebagai sumber referensi untuk proses aktivasi lempung, proses immobilisasi dan penelitian lanjutan mengenai absorpsi logam berat.
1.5 Batasan Masalah Penelitian
Batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Variasi konsentrasi logam yang digunakan hanya 10, 30 dan 50 mg/L.
2. Variasi waktu kontak yang digunakan hanya 5, 30, 55 dan 80 menit 3. Pengadukan dianggap konstan dalam pelaksanaan penelitian.
4. Kitosan yang digunakan adalah kitosan komersil.
5. Faktor lingkungan diabaikan saat pembuatan larutan logam timbal.
6. pH larutan dianggap optimum untuk proses adsorpsi.
7. Hanya membahas mengenai adsorpsi lempung kitosan terhadap logam timbal.
8. Lempung yang digunakan adalah lempung yang berwarna abu-abu yang diambil di depan laboratorium terpadu Institut Teknologi Kalimantan.
5 1.6 Kerangka Penelitian
Berikut merupakan kerangka dalam penelitian mengenai adsorpsi timbal di dalam air menggunakan kitosan dan lempung ini,
Gambar 1. 1 Kerangka Pemikiran Penelitian Material
Pengujian Variabel
Kitosan Lempung
Teraktivasi asam
Pembuatan Larutan Adsorpsi Ion Logam
Karakterisasi
Konsentrasi Waktu Kontak
BET FTIR SEM AAS
“Analisis Adsorpsi Ion
Logam Pb2+
Menggunakan Adsorben
Kitosan Terimmobilisasi
Lempung Asal Kalimantan”.
Metode
