tongkol jagung by santilisti4n

VIEWS: 22 PAGES: 28

									  MODIFIKASI TONGKOL JAGUNG SEBAGAI
     ADSORBEN LOGAM BERAT Pb(II)




             SARI SULISTYAWATI




               DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
           INSTITUT PERTANIAN BOGOR
                     BOGOR
                      2008
                                     ABSTRAK
SARI SULISTYAWATI. Modifikasi Tongkol Jagung Sebagai Adsorben Logam Berat
Pb(II). Dibimbing oleh BETTY MARITA SOEBRATA dan MUCHAMMAD SRI
SAENI.
    Logam berat yang dihasilkan dari beberapa proses industri banyak menimbulkan
masalah lingkungan. Upaya yang dilakukan untuk mengatasi pencemaran logam berat ini
di antaranya metode fisikokimia, tetapi metode ini tidak efektif pada konsentrasi logam 1-
100 ppm. Beberapa produk samping pertanian berpotensi sebagai adsorben, salah satunya
adalah tongkol jagung. Pada penelitian ini, tongkol jagung yang digunakan sebagai
adsorben Pb(II) telah dimodifikasi dengan asam nitrat 0.6M dan impregnasi NaOH 0.1N.
Parameter yang diujikan adalah waktu kontak, bobot adsorben, konsentrasi awal logam,
dan pH. Kondisi optimum yang diperoleh untuk adsorben tanpa modifikasi pada
parameter adalah 120 menit, 0.50 g, 15 ppm, dan pH 5.00. Kondisi optimum untuk
adsorben modifikasi ialah 120 menit, 0.25 g, 15 ppm, dan pH 5.50. Arang aktif yang
digunakan sebagai pembanding kapasitas adsorpsi, memiliki kondisi optimum sebagai
berikut 150 menit, 0.25 g, 15 ppm, dan pH 6.00. Pada pengujian larutan tunggal,
kapasitas adsorpsi Pb(II) oleh adsorben tanpa modifikasi, dengan modifikasi, dan arang
aktif, berturut-turut sebesar 1362.11, 2274.60, dan 2908.07 µg/g adsorben. Kapasitas
adsorpsi Pb(II) oleh ketiga jenis adsorben pada limbah industri aki, berturut-turut ialah
21.73, 121.71, dan 485.11 µg/g adsorben. Tipe isoterm yang dianut oleh ketiga jenis
adsorben adalah isoterm Langmuir dengan linearitas >90%.



                                    ABSTRACT
SARI SULISTYAWATI. Corncob Modification as Pb(II) Heavy Metal Adsorbent.
Supervised by BETTY MARITA SOEBRATA and MUCHAMMAD SRI SAENI.
    Heavy metals contamination from industrial process causes environment problem.
Several efforts to surmount heavy metal pollution is by physical-chemical method, but
this method uneffective at concentration 1-100 ppm. Some agriculture waste biomass can
be used as adsorbent, such as corncob. In this research, corncob modification with nitric
acid 0.6M and impregnation with NaOH 0.1N were used to remove Pb(II). Adsorption
was carried out with variations of contact time, adsorbent weight, initial concentration,
and pH. The optimum contact time, adsorbent weight, initial concentration, and pH for
unmodified adsorbent were 120 minutes, 0.50 g, 15 ppm, and pH 5.00, respectively. On
the other hand, for base-impregnated acid modified adsorbent were 120 minutes, 0.25 g,
15 ppm, dan pH 5.50. The results were compared with metal ion adsorption by
commercial activated carbon. The optimum condition for activated carbon was at 150
minutes, 0.25 g, 15 ppm, dan pH 6.00. Lead(II) adsorption capacity by unmodified
adsorbent, base-impregnated acid modified adsorbent, and activated carbon in single
solution were 1362.11, 2274.60, and 2908.07 µg/g adsorbent, respectively. Application of
three kinds of adsorbent toward electroplating industrial waste showed an adsorption
capacity of 21.73, 121.71, and 485.11 µg/g adsorbent, respectively. Isotherm type for all
kinds of adsorbent followed Langmuir isotherm, with high linearity (>90%).
  MODIFIKASI TONGKOL JAGUNG SEBAGAI
     ADSORBEN LOGAM BERAT Pb(II)




                SARI SULISTYAWATI




                              Skripsi
         sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
                        Sarjana Sains pada
                        Departemen Kimia




               DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
           INSTITUT PERTANIAN BOGOR
                     BOGOR
                      2008
Judul    : Modifikasi Tongkol Jagung Sebagai Adsorben Logam Berat Pb(II)
Nama     : Sari Sulistyawati
NIM      : G44203023




                                     Menyetujui:

        Pembimbing I,                                       Pembimbing II,




Betty Marita Soebrata, S.Si, M.Si.                    Prof. Dr. Ir. MS Saeni, MS
       NIP 131 694 523                                      NIP 130 256 339




                                      Mengetahui:
                 Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
                                Institut Pertanian Bogor




                                Dr. drh. Hasim, DEA
                                  NIP 131 578 806




Tanggal Lulus:
                                   PRAKATA

Bismillahirrahmanirrahim…
    Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT karena atas rahmat dan karunia-Nya
penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Karya ilmiah ini berjudul Modifikasi
Tongkol Jagung Sebagai Adsorben Logam Berat Pb(II), yang dilaksanakan pada bulan
November 2007 sampai dengan April 2008 bertempat di Laboratorium Kimia Fisik dan
Lingkungan, IPB.
   Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Betty Marita, S.Si, M.Si. dan (alm.)
Bapak Prof. Dr. Ir. Muhamad Sri Saeni, MS selaku pembimbing yang telah memberikan
masukan dan pengarahan kepada penulis. Ungkapan terima kasih dihaturkan kepada
Ayah, Ibu, Dwi, dan Priya atas doa dan dukungannya. Ucapan terima kasih juga
disampaikan kepada staf Departemen Kimia IPB, Ibu Ai, Bapak Nano, Bapak Mail,
Bapak Eman, Bapak Didi, Bapak Syawal, dan Mas Heri atas bantuannya. Saya haturkan
banyak terima kasih kepada Nova, Lia, Dany, Kak Angga, Kak Fahrizal, dan Kak Budi
atas kerja samanya dan kebaikannya selama ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih
kepada Nanda atas kebersamaan dan semangat selama menjalankan penelitian.
   Akhir kata, penulis menyampaikan semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pembaca.
Amin.




                                                                  Bogor, April 2008

                                                                    Sari Sulistyawati
                               RIWAYAT HIDUP

    Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 3 Oktober 1985 sebagai anak pertama dari
tiga bersaudara, putra dari pasangan Sumarta dan Sugimah.
    Tahun 2003 penulis lulus dari SMU Negeri 3 Bogor dan memperoleh kesempatan
melanjutkan studi di Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam IPB melalui jalur Undangan Saringan Masuk IPB (USMI).
    Selama mengikuti perkuliahan penulis aktif di dalam organisasi kampus di IPB.
Periode kepengurusan 2003/2004 dan 2004/2005 penulis menjadi staf di Departemen
Olahraga dan Departemen Informasi Komunikasi, Ikatan Mahasiswa Kimia (Imasika)
IPB. Penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Dasar, Kimia Fisik Layanan, dan
Kimia Lingkungan pada periode 2006/2007. Selain itu, penulis juga aktif mengikuti
seminar-seminar, baik yang berbasis iptek dan wirausaha selama mengikuti perkuliahan
di IPB.
                                                      DAFTAR ISI


                                                                                                                     Halaman

DAFTAR TABEL .....................................................................................................             vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................                viii
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................                   ix
PENDAHULUAN ....................................................................................................                1
TINJAUAN PUSTAKA
     Jagung ...............................................................................................................     1
     Selulosa .............................................................................................................     1
     Adsorpsi ............................................................................................................      2
     Modifikasi Adsorben .......................................................................................                2
     Isoterm Adsorpsi Freundlich ..........................................................................                     2
     Isoterm Adsorpsi Langmuir .............................................................................                    3
     Timbel (Pb) ......................................................................................................         3
     Arang Aktif ....................................................................................... ...............        3

BAHAN DAN METODE
    Bahan dan Alat ................................................................................................             3
    Metode Penelitian ............................................................................................              4
HASIL DAN PEMBAHASAN
    Preparasi Tongkol Jagung ................................................................................                   5
    Penentuan Kondisi Optimum Adsorpsi ............................................................                             5
    Kondisi Optimum Adsorben Tanpa Modifikasi ...............................................                                   6
    Kondisi Optimum Adsorben Modifikasi ..........................................................                              7
    Kondisi Optimum Arang Aktif .........................................................................                       8
    Adsorpsi Larutan Tunggal ...............................................................................                    9
    Adsorpsi Limbah Industri Aki .........................................................................                     10
    Isoterm Adsorpsi ..............................................................................................            10
SIMPULAN DAN SARAN
    Simpulan ..........................................................................................................        12
    Saran ................................................................................................................     12
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................                12
LAMPIRAN ...............................................................................................................       14
                                                  DAFTAR TABEL
                                                                                                                       Halaman
1 Komposisi jagung.....................................................................................................         1
2 Kondisi optimum ATM, AM, dan AA......................................................................                        9


                                                DAFTAR GAMBAR

                                                                                                                       Halaman

1    Rumus Haworth selulosa ......................................................................................             2
2    Adsorben tanpa modifikasi (a), adsorben modifikasi (b), dan arang aktif (c) ......                                        5
3    Waktu adsorpsi optimum logam Pb(II) oleh adsorben tanpa modifikasi ..............                                         6
4    Pengaruh bobot terhadap kapasitas jerapan Pb(II) oleh adsorben
     tanpa modifikasi ...................................................................................................      6
5    Pengaruh konsentrasi logam Pb(II) terhadap kapasitas logam Pb(II) oleh
     adsorben tanpa modifikasi ....................................................................................            7
6    Pengaruh pH terhadap kapasitas jerapan Pb(II) oleh adsorben tanpa modifikasi .                                            7
7    Waktu adsorpsi optimum ion Pb(II) oleh adsorben modifikasi ............................                                   7
8    Pengaruh bobot terhadap kapasitas jerapan Pb(II) oleh adsorben modifikasi .....                                            8
9    Pengaruh pH terhadap kapasitas logam Pb(II) oleh adsorben modifikasi ............                                          8
10 Pengaruh konsentrasi logam Pb(II) terhadap kapasitas logam Pb(II) oleh
   adsorben modifikasi ..............................................................................................          8
11 Waktu adsorpsi optimum ion Pb(II) oleh arang aktif............................................                              8
12 Pengaruh bobot terhadap kapasitas jerapan Pb(II) oleh arang aktif ......................                                     9
13 Pengaruh pH terhadap kapasitas logam Pb(II) oleh arang aktif ............................                                   9
14 Pengaruh konsentrasi logam Pb(II) terhadap kapasitas logam Pb(II) oleh
   arang aktif .............................................................................................................   9
15 Adsorpsi logam Pb(II) pada larutan tunggal oleh adsorben tanpa modifikasi,
   adsorben modifikasi, dan arang aktif ....................................................................                   10
16 Adsorpsi logam Pb(II) pada limbah pabrik aki oleh adsorben tanpa modifikasi,
   adsorben modifikasi, dan arang aktif .................................................................... .                 10
17 Isoterm Langmuir adsorpsi logam Pb(II) oleh adsorben tanpa modifikasi ...........                                           11
18 Isoterm Freundlich adsorpsi logam Pb(II) oleh adsorben tanpa modifikasi .........                                           11
19 Isoterm Langmuir adsorpsi logam Pb(II) oleh adsorben modifikasi.....................                                        11
20 Isoterm Freundlich adsorpsi logam Pb(II) oleh adsorben modifikasi ..................                                        11
21 Isoterm Langmuir adsorpsi logam Pb(II) oleh arang aktif ....................................                                11
22 Isoterm Freundlich adsorpsi logam Pb(II) oleh arang aktif ..................................                                11
                                             DAFTAR LAMPIRAN

                                                                                                                   Halaman

1    Bagan alir penelitian .............................................................................................   15
2    Kadar air tongkol jagung .....................................................................................        16
3    Kapasitas adsorpsi adsorben penentuan waktu optimum adsorpsi logam
     Pb(II) dari 50 mL larutan Pb(II) 15 ppm (adsorben tanpa modifikasi, adsorben
     modifikasi, dan arang aktif). .................................................................................       16
4    Pengaruh bobot adsorben terhadap kapasitas adsorpsi logam Pb(II)
     dari 50 mL larutan Pb(II) 15 ppm (adsorben tanpa modifikasi, adsorben
     modifikasi, dan arang aktif) ..................................................................................       17
5    Pengaruh pH adsorben terhadap kapasitas adsorpsi logam Pb(II)
     dari 50 mL larutan Pb(II) 15 ppm (adsorben tanpa modifikasi, adsorben
     modifikasi, dan arang aktif) ..................................................................................       17
6    Pengaruh konsentrasi logam terhadap kapasitas adsorpsi logam Pb(II)
     (adsorben tanpa modifikasi, adsorben modifikasi, dan arang aktif) .....................                               17
7    Pengujian adsorpsi adsorben tanpa modifikasi, adsorben modifikasi, dan
     arang aktif terhadap larutan tunggal Pb(II) pada kondisi optimum ......................                               18
8    Pengujian adsorben (adsorben tanpa modifikasi, adsorben modifikasi, dan
     arang aktif) terhadap limbah industri aki pada kondisi optimum..........................                              18
9    Komposisi limbah aki ...........................................................................................      18
10 Reaksi pengolahan aki ..........................................................................................        18
11 Data untuk pembuatan isoterm Langmuir dan Freundlich untuk adsorpsi
   logam Pb(II) oleh adsorben tanpa modifikasi .......................................................                     19
12 Data untuk pembuatan isoterm Langmuir dan Freundlich untuk adsorpsi
   logam Pb(II) oleh adsorben modifikasi .................................................................                 19
13 Data untuk pembuatan isoterm Langmuir dan Freundlich untuk adsorpsi
   logam Pb(II) oleh arang aktif ................................................................................          20
            PENDAHULUAN                         sebagai adsorben dan diharapkan mampu
                                                meningkatkan nilai tambahnya.
                Latar Belakang                      Penelitian ini bertujuan memodifikasi
                                                tongkol jagung dengan larutan asam nitrat dan
    Kontaminasi logam berat di lingkungan       memanfaatkannya sebagai adsorben. Uji
merupakan salah satu masalah besar dunia.       kapasitas adsorpsi dari tongkol jagung
Peningkatan kadar logam berat menyebabkan       tersebut dilakukan pada larutan logam tunggal
keracunan pada tanah, udara, dan air. Proses    Pb(II) dan limbah industri aki.
industri dan urbanisasi memegang peranan
penting terhadap kontaminasi tersebut.
Berbagai usaha dilakukan untuk mengatasi               TINJAUAN PUSTAKA
pencemaran logam berat ini, di antaranya
dengan metode fisikokimia seperti presipitasi                       Jagung
kimia, osmosis balik, dan pertukaran ion
(Suhendrayatna 2001). Akan tetapi metode            Jagung merupakan salah satu tanaman
tersebut memiliki kelemahan, yaitu tidak        pangan dunia yang terpenting, selain gandum
efektif pada konsentrasi larutan ion logam      dan padi. Selain sebagai sumber karbohidrat,
1─100 ppm. Metode lain yang dapat               jagung juga digunakan sebagai pakan ternak,
digunakan       adalah    adsorpsi     dengan   diolah menjadi minyak, tepung (dikenal
menggunakan adsorben, seperti arang aktif       dengan istilah tepung jagung atau maizena),
dan zeolit. Kumar (2006) menyatakan bahwa       furfural, bioetanol, dan bahan baku industri.
beberapa hasil samping pertanian, seperti           Tongkol jagung kaya akan pentosa yang
gabah padi dan kulit kacang dapat               dipakai sebagai bahan baku pembuatan
dimanfaatkan sebagai adsorben Cr(VI). Selain    furfural. Furfural banyak digunakan sebagai
itu Igwe dan Abia (2006) menunjukkan kulit      pelarut dalam industri pengolahan minyak
jeruk dan tangkai bunga matahari dapat          bumi, pembuatan pelumas, dan pembuatan
menjerap logam Cu(II). Untuk itu, diharapkan    nilon.
muncul adsorben alternatif yang mampu               Tongkol jagung sebagian besar tersusun
bersaing dengan adsorben komersial seperti      oleh selulosa (41%), hemiselulosa (36%),
arang aktif.                                    lignin (6%), dan senyawa lain yang umum
    Jagung merupakan salah satu jenis           terdapat dalam tumbuhan (Tabel 1). Aktivasi
tanaman pangan biji-bijian. Produksi jagung     terhadap adsorben mengarah pada aktivasi
di Indonesia setiap tahunnya menunjukkan        gugus hidroksil pada selulosa, sehingga
peningkatan. Pada tahun 2004 sebesar 11.22      kemampuannya menjerap zat warna maupun
juta ton, tahun 2005 meningkat menjadi 12.52    ion logam meningkat (Igwe et al. 2005).
juta ton, tahun 2006 mencapai 12.13 juta ton,
dan diperkirakan pada tahun 2007 produksi           Tabel 1 Komposisi tongkol jagung
mencapai 14 juta ton (BPS 2007). Tingkat                  Komponen             %
konsumsi jagung pada tahun 2006 sekitar 3.5
                                                     Air                       9.6
juta ton, sedangkan tahun 2007 mencapai 4.1
                                                     Abu                       1.5
juta ton.
                                                     Hemiselulosa             36.0
    Penelitian    oleh    Rajawane     (2008)
                                                     Selulosa                 41.0
memperlihatkan bahwa kulit buah kakao yang
                                                     Lignin                    6.0
mengandung pektin dan selulosa berpotensi
                                                     Pektin                    3.0
sebagai adsorben logam Pb(II) dari limbah
                                                     Pati                    0.014
industri aki dengan kapasitas adsorpsi 724.90
                                                    Sumber: Lorenz & Kulp (1991).
µg/g adsorben. Hal ini diperkuat dengan
penelitian Fahrizal (2008) yang menunjukkan                        Selulosa
bahwa modifikasi selulosa pada tongkol
jagung mampu menjerap biru metilena dari            Selulosa merupakan karbohidrat utama
limbah tekstil dengan kapasitas adsorpsi        yang disintesis oleh tanaman dan menempati
518.07 µg/g adsorben. Pada penelitian           hampir 60% komponen penyusun struktur
tersebut digunakan asam nitrat untuk            tanaman. Selulosa terdiri atas rantai lurus
mengaktivasi selulosa dan natrium hidroksida    homopolisakarida yang disusun oleh unit-unit
untuk impregnasi. Hasil-hasil penelitian        D-glukopiranosa melalui ikatan glikosidik β─
tersebut     menunjukkan     bahwa     limbah   (1,4). Selulosa banyak terdapat pada dinding
pertanian yang mengandung selulosa, seperti     sel dan berfungsi untuk menjaga struktur sel
tongkol jagung dapat diolah lebih lanjut
                                                                                                         2



tersebut. Ikatan glikosidik β─(1,4) pada              klorida, dan asam fosfat. Pada penelitian ini
selulosa dapat dihidrolisis oleh asam kuat,           digunakan asam nitrat. Hal ini berdasarkan
menghasilkan glukosa dan selobiosa. Ikatan            penelitian Dewi (2005) yang menyatakan
ini tidak dapat dihidrolisis oleh enzim               bahwa modifikasi selulosa pada kulit
glikosidase yang terdapat dalam pencernaan            singkong dengan asam nitrat memberikan
manusia. Rumus Haworth selulosa dapat                 kapasitas adsorpsi yang lebih besar
dilihat pada Gambar 2.                                dibandingkan dengan modifikasi oleh asam
                                                      fosfat.

                 OH              CH2OH                               Isoterm Adsorpsi
                                         O    O
     O
         OH
                                 OH                       Hubungan kesetimbangan antara potensial
                 O       O                            kimia adsorbat dalam gas atau cairan dan
         CH2OH                           OH
                                                      potensial kimia adsorbat di permukaan
                                                  n
                                                      adsorben pada suhu tetap dikatakan sebagai
                                                      isoterm adsorpsi. Kesetimbangan tercapai jika
     Gambar 1 Rumus Haworth selulosa.                 laju pengikatan adsorben terhadap adsorbat
                                                      sama dengan laju pelepasannya (Koumanova
                      Adsorpsi                        & Antova 2002).
                                                          Isoterm adsorpsi yang umum dikenal ada
    Adsorpsi        merupakan          peristiwa      tiga macam, yaitu isoterm Freundlich,
terakumulasinya partikel pada permukaan.              Langmuir,      dan     Brenauer-Emmet-Teller
Partikel yang terakumulasi dan dijerap oleh           (BET). Isoterm Freundlich dan Langmuir
permukaan disebut adsorbat dan material               digunakan untuk gas atau larutan dengan
tempat terjadinya adsorpsi disebut adsorben           konsentrasi rendah. Isoterm BET merupakan
atau substrat (Atkins 1999).                          modifikasi isoterm Langmuir pada tekanan
    Proses adsorpsi terdiri atas dua jenis, yaitu     tinggi (Alberty & Silbey 1992).
adsorpsi kimia (kimisorpsi) dan fisika
(fisisorpsi). Pada adsorpsi kimia, suatu              Isoterm Freundlich
molekul menempel ke permukaan melalui
pembentukan ikatan kimia. Sementara itu                   Isoterm Freundlich mengasumsikan suatu
dalam adsorpsi fisika, adsorbat menempel              permukaan adsorpsi yang heterogen dan
pada       permukaan       melalui      interaksi     perbedaan     energi     pada          tapak    aktif
antarmolekul yang lemah.                              (Koumanova       & Antova             2002). Model
    Faktor-faktor yang memengaruhi proses             isoterm ini menganggap bahwa pada semua
adsorpsi antara lain sifat fisik dan kimia            tapak aktif permukaan adsorben akan terjadi
adsorben seperti luas permukaan, ukuran               proses adsorpsi di bawah kondisi yang
partikel, dan komposisi kimia. Semakin kecil          diberikan. Isoterm Freundlich tidak mampu
ukuran partikel, maka semakin besar luas              memperkirakan adanya tapak-tapak pada
permukaan padatan per satuan volume                   permukaan      yang       mampu             mencegah
tertentu, sehingga akan semakin banyak zat            tercapainya adsorpsi pada kesetimbangan.
yang diadsorpsi. Faktor lainnya adalah sifat          Hanya ada beberapa tapak aktif saja yang
fisis dan kimia adsorbat, seperti ukuran              mampu mengadsorpsi molekul terlarut (Jason
molekul dan komposisi kimia, serta                    2004).
konsentrasi adsorbat dalam fase cairan (Atkins            Persamaan Freundlich dituliskan sebagai
1999).                                                berikut:
                                                                x
              Modifikasi Adsorben                                 = k C 1 / n ................ (1)
                                                                m
    Kapasitas adsorpsi adsorben dapat
                                                      Persamaan dalam bentuk logaritma:
ditingkatkan dengan modifikasi bahan oleh
                                                                 x          1
larutan asam atau basa, atau dapat juga oleh                  log = log k + log C ...... (2)
                                                                    m            n
perlakuan fisik seperti pemanasan (Marshall
                                                      dengan:
& Mitchell 1996). Modifikasi dengan larutan
asam paling umum digunakan dan terbukti               x
                                                                = jumlah adsorbat terjerap per satuan
efektif dalam meningkatkan kapasitas                  m
adsorpsi (Gufta 1998). Larutan asam yang                          bobot adsorben (µg/g adsorben)
sering digunakan antara lain asam nitrat, asam        C         = konsentrasi kesetimbangan
                                                                                                3



           adsorbat dalam larutan setelah         kehidupan. Sifat racunnya dapat merusak
           adsorpsi (ppm)                         sistem saraf, sistem reproduksi, hati, otak, dan
k, n     = konstanta empiris                      memengaruhi kerja ginjal (Saeni 1989).
                                                  Toleransi konsumsi mingguan unsur ini yang
Isoterm Langmuir                                  direkomendasikan oleh WHO bagi orang
                                                  dewasa dan untuk bayi atau anak-anak adalah
    Isoterm Langmuir didasarkan pada asumsi       50 dan 25 µg/kg bobot badan. Mobilitas
bahwa sejumlah tertentu tapak sentuh              timbel di tanah dan tumbuhan cenderung
adsorben terdapat pada permukaan dan              lambat dengan kadar normal pada tumbuhan
memiliki energi yang sama, serta adsorpsi         berkisar 0.5─3 ppm (Suhendrayatna 2001).
bersifat dapat balik (Atkins 1999). Menurut
Ribeiro et al. (2005), isoterm Langmuir                            Arang Aktif
mengasumsikan bahwa setiap tapak adsorpsi
adalah ekuivalen dan kemampuan partikel               Arang aktif merupakan karbon dengan
untuk terikat di tapak tersebut tidak             struktur amorf atau mikrokristalin yang
bergantung pada ditempati atau tidak              dengan perlakuan khusus dapat memiliki luas
ditempatinya tempat yang berdekatan. Dengan       permukaan dalam yang sangat besar. Struktur
kata lain, permukaan adsorpsi digambarkan         amorf tersebut terdiri dari pelat-pelat datar,
homogen.                                          disusun oleh atom-atom karbon yang terikat
    Persamaan Langmuir dituliskan sebagai         secara kovalen dalam suatu tapak heksagon
berikut:                                          (Djatmiko et al. 1985). Pori-pori dalam arang
          x    α β C .............. (3)           biasanya diisi oleh tar, hidrokarbon, dan zat-
            =
          m 1 +β C                                zat organik lainnya yang terdiri dari fixed
                                                  carbon, abu, air, serta senyawaan yang
                                                  mengandung nitrogen dan sulfur (Ketaren
   Konstanta α, β dapat ditentukan dari kurva
                                                  1986).
hubungan C terhadap C dengan persamaan:               Arang aktif dapat dibuat dari bahan yang
           x/m
                                                  mengandung karbon. Sumber bahan baku
                                                  yang dapat digunakan antara lain kayu, ampas
        C   1  1
          =   + C ............. (4)               tebu, tempurung kelapa, tongkol jagung,
       x/m α β α                                  tulang, dan batu bara. Suhu aktivasi pada
                                                  arang berkisar 300─900 °C bergantung pada
                 Timbel (Pb)                      cara pengaktifannya. Aktivasi arang dapat
                                                  juga dilakukan pada suhu 1000 °C dengan
    Timbel atau dikenal sebagai logam Pb          cara kimiawi. Ukuran pori dari arang aktif
dalam susunan unsur berkala merupakan             dapat digolongkan menjadi tiga macam, yaitu
logam berat yang terdapat secara alami di         makro, meso, dan mikro. Makropori memiliki
dalam kerak bumi dan tersebar ke alam dalam       ukuran diameter pori sebesar 1000─100 000
jumlah kecil melalui proses alami. Unsur Pb       Ǻ, mesopori memiliki diameter 100─1000 Ǻ,
dengan nomor atom 82, bobot atom 207.2            dan mikropori memiliki diameter kurang dari
g/mol, dan densitas 11.4 g/cm3 merupakan          100 Ǻ. Luas permukaan arang aktif pada
logam yang sangat beracun yang dapat              umumnya berkisar dari 850─3000 m2/g
dideteksi hampir pada seluruh benda mati di       (Djatmiko et al. 1985).
lingkungan dan seluruh sistem hayati.
     Timbel yang terhirup atau tertelan oleh
manusia dan masuk ke dalam tubuh, akan
beredar mengikuti aliran darah, diserap
                                                         BAHAN DAN METODE
kembali di dalam ginjal dan otak, dan
disimpan di dalam tulang dan gigi. Manusia                       Bahan dan Alat
menyerap timbel melalui udara, debu, air, dan
makanan.                                             Bahan-bahan yang digunakan adalah
    Sumber utama timbel berasal dari turunan      tongkol jagung usia 92 hari yang berasal dari
gugus alkil yang digunakan sebagai bahan          Cisarua, HCl 0.1N, NaOH 0.1N, HNO3 0.6N,
aditif bensin. Timbel secara tidak sengaja juga   Pb(NO3)2 20 ppm, dan air deionisasi.
terdapat pada makanan dan minuman. Dalam             Alat-alat    yang    digunakan     adalah
air minum timbel dapat berasal dari               spektrofotometer serapan atom (SSA) Hitachi
kontaminasi pipa, solder, dan keran air.          Z-5000, pH meter D-51 Horiba, neraca
Komponen ini beracun terhadap seluruh segi        analitik Kern ALJ 220-4, shaker Heidolph
                                                                                             4



Titramax 101, oven, eksikator, hot plate         Modifikasi Asam Nitrat
Nuova Thermolyne, ayakan ukuran 100 mesh,
dan peralatan kaca.                                  Sebanyak 100 g adsorben tanpa modifikasi
                                                 dimasukkan dalam gelas piala 1 L lalu
                    Metode                       ditambahkan 660 ml asam nitrat 0.6N.
                                                 Campuran dikocok sambil dipanaskan pada
    Tongkol jagung setelah melalui tahap         suhu 40 oC selama 3 jam, kemudian disaring.
preparasi kemudian dimodifikasi dengan           Residu dikeringkan dalam oven pada suhu 50
                                                 o
menggunakan asam nitrat dan impregnasi             C selama 24 jam, kemudian suhu dinaikkan
natrium hidroksida. Kondisi optimum              menjadi 180 oC lalu didinginkan. Setelah itu,
ditentukan sebelum adsorpsi pada larutan         direndam dalam air deionisasi panas untuk
tunggal dan limbah industri. Diagram alir        menghilangkan kelebihan asam dan kembali
penelitian selengkapnya dapat dilihat pada       dikeringkan pada suhu 50 oC selama 24 jam
Lampiran 1.                                      (Marshall et al. 1999). Hasil ini selanjutnya
                                                 disebut adsorben termodifikasi asam nitrat.
Preparasi Tongkol Jagung
                                                 Impregnasi NaOH
    Tongkol jagung dicuci dengan air
mengalir dan air deionisasi sampai bersih,            Sampel adsorben termodifikasi asam nitrat
setelah itu dikeringudarakan dalam oven,         dimasukkan ke dalam gelas piala 4 L lalu
digiling sampai kira-kira berukuran 100 mesh     ditambahkan 2 L NaOH 0.1N. Campuran
(Horsfall et al. 2003). Serbuk tongkol jagung    dikocok selama 20 menit sambil dipanaskan
ini selanjutnya disebut adsorben tanpa           pada suhu 80 oC kemudian disaring dan
modifikasi.                                      filtratnya dibuang. Setelah itu, residu dicuci
                                                 dengan menggunakan air deionisasi sebanyak
Penentuan Kadar Air Tongkol Jagung               dua kali untuk menghilangkan kelebihan basa,
                                                 sebelum dikeringkan dalam oven pada suhu
    Tongkol jagung yang telah dicuci,            50 oC selama 24 jam (Marshall et al. 1999).
ditimbang sebanyak 1 g. Setelah itu,             Sampel yang dihasilkan selanjutnya disebut
ditempatkan dalam cawan petri yang telah         adsorben modifikasi.
dikeringkan di dalam oven dan telah diketahui
bobot tetapnya. Cawan petri berisi sampel lalu   Penentuan Kondisi Optimum
dikeringkan dalam oven pada suhu 105 oC
selama 3 jam dan didinginkan. Setelah dingin,    Waktu Adsorpsi
disimpan dalam eksikator lalu ditimbang.
Pengeringan dilakukan beberapa kali selama          Sebanyak 1 g adsorben dimasukkan ke
 ± 30 menit sampai diperoleh bobot tetap.        dalam 50 ml larutan logam dengan
Analisis dilakukan sebanyak tiga ulangan.        konsentrasi 15 ppm, kemudian suspensi
Kadar air dihitung sebagai berikut:              dikocok dengan shaker. Adsorpsi dilakukan
                 a −b                            dengan ragam waktu adsorpsi 30, 60, 90, dan
   Kadar air =        × 100% ........ (5)        120 menit. Waktu optimum ditentukan dengan
                   c
                                                 menghitung kapasitas adsorpsi maksimum
dengan:
                                                 untuk ketiga jenis adsorben, yaitu adsorben
a = bobot sampel dan cawan petri sebelum
                                                 tanpa modifikasi, dengan modifikasi, dan
    dikeringkan (g)
                                                 arang aktif.
b = bobot sampel dan cawan petri sesudah
                                                    Kapasitas adsorpsi dapat dihitung dengan
    dikeringkan (g)
                                                 persamaan:
c = bobot sampel sebelum dikeringkan (g)
                                                                 V (Co − C a ) ........ (6)
                                                              Q=
Pembuatan Larutan Logam                                               m
                                                 dengan:
    Larutan standar logam Pb2+ 20 ppm dibuat     Q        = kapasitas adsorpsi per bobot
dengan cara melarutkan 31.28 mg Pb(NO3)2                    adsorben (µg/g adsorben)
dalam air deionisasi dan diencerkan hingga       V        = volume larutan (ml)
satu liter.                                      Co       = konsentrasi awal larutan (ppm)
                                                 Ca       = konsentrasi akhir larutan (ppm)
                                                 m        = massa adsorben (g)
                                                                                           5



Bobot Adsorben                                     HASIL DAN PEMBAHASAN
    Ragam bobot adsorben yang digunakan                 Preparasi Tongkol Jagung
adalah 0.25, 0.50, 0.75, dan 1.0 g. Masing-
masing dimasukkan ke dalam 50 ml larutan            Limbah tongkol jagung hasil panen,
logam 15 ppm kemudian dikocok dengan            dibersihkan dengan air mengalir dan air
shaker. Adsorpsi ini dilakukan pada waktu       deionisasi. Tujuannya ialah untuk mengurangi
optimum.                                        kotoran     yang   melekat     dan    ion-ion
                                                pengganggu. Adsorben yang dihasilkan dari
Konsentrasi Awal Logam                          tongkol jagung dapat dilihat pada Gambar 3a
                                                dan 3b. Sebagai pembanding kapasitas
    Bobot optimum adsorben yang diperoleh       adsorpsi (Q) digunakan arang aktif yang telah
dimasukkan ke dalam 50 ml larutan logam.        dikenal sebagai adsorben komersial (Gambar
Kemudian larutan dikocok dengan shaker          3c).
selama waktu optimum. Ragam konsentrasi
logam yang digunakan adalah 5.0, 10.0 dan
15.0 ppm.

pH

    Bobot optimum adsorben yang diperoleh
ditambahkan ke dalam Erlenmeyer yang berisi              (a)                    (b)
50 ml larutan logam dengan konsentrasi
optimum pada pH 5.0, 5.5, 6.0, dan 6.5.
Campuran dikocok selama waktu optimum
adsorpsi, kemudian disaring dan diukur.

Kemampuan Adsorpsi dari Adsorben
Tanpa Modifikasi, Modifikasi, dan Arang
                                                                     (c)
Aktif

    Adsorben tanpa modifikasi, dengan              Gambar 2 Adsorben tanpa modifikasi (a),
modifikasi, dan arang aktif diujikan dalam                  dengan modifikasi (b), dan
larutan tunggal Pb(II) dan limbah pabrik aki                arang aktif (c).
PT Nitress Tbk pada kondisi optimum setiap
adsorben.                                           Ukuran 100 mesh dipilih berdasarkan hasil
                                                penelitian     Sunarya    (2005),     karena
Isoterm Adsorpsi                                memberikan kapasitas adsorpsi yang tinggi.
                                                Ukuran partikel adsorben adalah salah satu
    Isoterm adsorpsi untuk Pb(II) ditentukan    faktor yang memengaruhi adsorpsi. Pada
untuk setiap adsorben pada suhu ruang, waktu    metode tumpak, ukuran butir adsorben yang
optimum, bobot optimum, dan pH optimum.         semakin kecil akan meningkatkan luas
Sebanyak 50 ml larutan tunggal Pb(II) pada      permukaan (Demirbas et al. 2004).
beberapa konsentrasi, yaitu 1, 5, 10, 25, 50,       Kadar air rerata yang diperoleh adalah
dan 100 ppm, dimasukkan ke dalam                9.71% (Lampiran 2). Menurut Lorenz dan
Erlenmeyer 250 ml. Kemudian ditambahkan         Kulp (1991), tongkol jagung memiliki kadar
adsorben, dan larutan dikocok dengan            air sebesar 9.60%. Kandungan air yang terlalu
menggunakan shaker. Larutan disaring            tinggi berpengaruh terhadap penurunan mutu
dengan menggunakan kertas saring. Filtratnya    adsorben       tongkol    jagung      selama
kemudian dianalisis dengan spektrofotometer     penyimpanan. Tempat penyimpanan yang
serapan atom (SSA). Blangko juga disiapkan      kering dan terlindung dari kontak udara
dan dianalisis.                                 langsung dapat menghindari penggumpalan
                                                dan menjaga kelembapan adsorben, sehingga
                                                jamur tidak dapat tumbuh. Kadar air yang
                                                terdapat dalam adsorben tongkol jagung
                                                dipengaruhi oleh jumlah uap air di udara,
                                                lamanya proses penjemuran, penggilingan,
                                                dan pengayakan.
                                                                                                                                              6



         Penentuan Kondisi Optimum




                                                             Q (µg logam/g adsorben)
                Adsorpsi                                                               680.00                       671.40
                                                                                       670.00             660.47
                                                                                                 656.68
                                                                                       660.00
     Parameter     yang    digunakan    untuk
                                                                                       650.00
menentukan kondisi optimum adalah waktu                                                640.00
                                                                                                                                635.96
adsorpsi, bobot adsorben, konsentrasi logam                                            630.00
yang dijerap, dan pH adsorbat. Setiap                                                  620.00
adsorben memiliki karakteristik yang berbeda                                           610.00
dalam proses adsorpsi, sehingga kondisi yang                                                       60      90        120         150
dibutuhkan untuk adsorpsi juga berbeda.                                                                     t (m enit)
Kondisi optimum ditentukan berdasarkan
kapasitas adsorpsi (Q) tertinggi dari masing-              Gambar 3 Waktu adsorpsi optimum
masing parameter. Raghuvanshi et al. (2004)                         logam     Pb(II)    oleh
menyatakan bahwa kapasitas adsorpsi                                 adsorben tanpa modifikasi.
berbanding lurus dengan waktu sampai pada
titik tertentu, kemudian mengalami penurunan          Pengaruh bobot terhadap kapasitas
setelah melewati titik tersebut. Barros et al.   adsorpsi dapat dilihat pada Gambar 5.
(2003) menyatakan bahwa peningkatan bobot        Adsorpsi maksimum terjadi saat bobot
adsorben akan menyediakan tapak aktif yang       adsorben 0.50 gram dengan kapasitas adsorpsi
lebih      besar,   sehingga     meningkatkan    sebesar 1453.69 µg/g adsorben (Lampiran 4).
persentase penjerapan. Notodarmojo (2004)        Penurunan kapasitas adsorpsi terjadi setelah
menyatakan bahwa kondisi pH memengaruhi          titik tersebut. Jika bobot adsorben dinaikkan,
sifat elektrokimia larutan adsorbat. Untuk       sedangkan waktu adsorpsi dan konsentrasi
adsorpsi kation, umumnya pH tinggi akan          adsorbat tetap, peningkatan jumlah tapak aktif
meningkatkan daya sorpsi.                        akan meningkatkan penyebaran adsorbat,
     Kapasitas adsorpsi juga akan meningkat      sehingga waktu yang dibutuhkan untuk
seiring      dengan    konsentrasi   adsorbat.   mencapai kesetimbangan akan lebih lama.
Konsentrasi yang tinggi akan menyebabkan         Oleh sebab itu, kapasitas adsorpsi semakin
jumlah molekul dalam larutan bertambah,          rendah dengan meningkatnya bobot adsorben
sehingga meningkatkan interaksi molekul          (Demirbas et al. 2004).
adsorbat dengan adsorben. Interaksi yang
                                                                                  1600.00                 1453.69
tinggi akan meningkatkan laju reaksi,
                                                                                  1400.00
                                                   Q (µg logam/g adsorben)




sehingga adsorbat yang terjerap semakin besar                                     1200.00       1034.78
(Barros et al. 2003).                                                             1000.00
                                                                                                                       966.24

                                                                                       800.00                                       694.59
    Kondisi Optimum Adsorben Tanpa                                                     600.00
               Modifikasi                                                              400.00
                                                                                       200.00
    Kapasitas adsorpsi adsorben tanpa                                                    0.00
                                                                                                 0.25       0.50         0.76          1.00
modifikasi mengalami kenaikan sampai
                                                                                                                bobot (g)
mencapai maksimum pada menit ke-120,
yaitu sebesar 671.40 µg/g adsorben (Lampiran
                                                                             Gambar 4 Pengaruh bobot terhadap
3). Setelah melewati 120 menit, kapasitas
                                                                                       kapasitas adsorpsi logam
adsorpsi menurun. Hal ini dapat dilihat pada
                                                                                       Pb(II) oleh       adsorben
Gambar 4. Menurunnya kapasitas adsorpsi
                                                                                       tanpa modifikasi.
setelah     mencapai      nilai     maksimum
dimungkinkan karena proses desorpsi atau
                                                     Konsentrasi logam dan pH optimum yang
pelepasan      adsorbat    kembali     selama
                                                 diperoleh adalah 15 ppm dan 5.00. Besarnya
pengocokan.      Desorpsi     terjadi   akibat
                                                 kapasitas adsorpsi untuk masing-masing
permukaan adsorben yang telah jenuh. Pada
                                                 parameter tersebut berturut-turut adalah
keadaan jenuh, laju adsorpsi menjadi
                                                 1468.88 dan 1408.14 µg/g adsorben
berkurang (Mulyana et al. 2003).
                                                 (Lampiran 5 dan 6). Melalui Gambar 6 dapat
                                                 dilihat bahwa pada selang konsentrasi yang
                                                 diberikan, kapasitas adsorpsi berbanding lurus
                                                 dengan konsentrasi awal logam Pb(II).
                                                                                                                                                               7



                                                                                                              Kondisi Optimum Adsorben




                              Q (µg logam/g adsorben)
                                                        2000.00                                                       Modifikasi
                                                                                      1468.88
                                                        1500.00
                                                                            989.86                  Modifikasi adsorben dengan menggunakan
                                                        1000.00                                 asam nitrat telah banyak dilakukan (Utomo &
                                                                  493.07
                                                         500.00
                                                                                                Hunter 2006). Hasil penelitian Dewi (2005)
                                                                                                menunjukkan bahwa modifikasi selulosa pada
                                                           0.00                                 kulit singkong oleh asam nitrat memberikan
                                                                    5         10        15      kapasitas adsorpsi yang lebih besar
                                                                           C (ppm )             dibandingkan dengan menggunakan asam
                                                                                                fosfat.
   Gambar 5 Pengaruh konsentrasi logam                                                              Pengaruh waktu adsorpsi terhadap
           Pb(II) terhadap kapasitas                                                            kapasitas adsorpsi Pb(II) oleh adsorben
              adsorpsi oleh adsorben                                                            modifikasi dapat dilihat pada Gambar 8.
              tanpa modifikasi.                                                                 Kapasitas adsorpsi terus mengalami kenaikan
                                                                                                hingga 713.69 µg/g adsorben pada menit ke-
    Kenaikan          kapasitas      adsorpsi                                                   120 (Lampiran 3), kemudian turun pada menit
mengindikasikan jumlah logam Pb(II) yang                                                        ke-150. Waktu kontak antara adsorbat dan
terjerap pada tapak aktif semakin besar.                                                        adsorben yang melebihi waktu optimum dapat
Konsentrasi yang tinggi akan meningkatkan                                                       menyebabkan desorpsi (Notodarmojo 2004).
jumlah Pb(II) dalam larutan, sehingga                                                           Atkins (1999) mendefinisikan desorpsi
semakin besar besar kemungkinannya akan                                                         sebagai pelepasan adsorbat dari permukaan
terjerap. Pada penelitian ini, konsentrasi 15                                                   adsorben. Fenomena ini terjadi akibat
ppm belum dapat dikatakan sebagai                                                               jenuhnya permukaan adsorben, sehingga
konsentrasi optimum, karena kapasitas                                                           molekul adsorbat yang telah terjerap kembali
adsorpsi yang lebih besar masih mungkin                                                         ke dalam larutan.
diperoleh pada konsentrasi yang lebih tinggi.
Hal ini diperkuat dengan hasil penelitian
Rajawane (2008) yang menyebutkan bahwa                                                                              720.00                   713.69
                                                                                                                                    708.58
kapasitas adsorpsi Pb(II) oleh kulit buah                                                                           710.00 703.62
                                                                                                    Q (µg logam/g
                                                                                                     adsorben)




kakao yang masih terus meningkat seiring                                                                            700.00
dengan bertambahnya konsentrasi logam                                                                               690.00                            680.08
sampai 35 ppm.                                                                                                      680.00
    Kondisi pH yang semakin tinggi,                                                                                 670.00
menyebabkan penurunan kapasitas adsorpsi.                                                                           660.00
Hal ini diperlihatkan pada Gambar 7. pH yang                                                                                 60      90       120      150
tinggi dapat menyebabkan reaksi antara Pb2+                                                                                           t (m enit)
dengan OH─, sehingga membentuk endapan
Pb(OH)2. Endapan ini akan menghalangi                                                               Gambar 7 Waktu adsorpsi optimum
proses adsorpsi yang berlangsung. Hasil yang                                                                 logam Pb(II) oleh adsorben
diperoleh menunjukkan bahwa pH optimum                                                                       modifikasi.
dicapai pada 5.00.
                                                                                                   Ketersediaan tapak aktif diperbesar dengan
                                                                                                penambahan       bobot     adsorben,    tetapi
    Q (µg logam/g adsorben)




                                       1420.00 1408.14                                          peningkatan tapak aktif berbanding terbalik
                                       1400.00         1383.92
                                                                                                dengan kapasitas adsorpsi (Lampiran 4).
                                       1380.00                 1357.34
                                       1360.00
                                                                                                Kondisi ini terjadi jika waktu dan konsentrasi
                                                                       1332.90                  adsorbat dibuat tetap. Hal ini dikarenakan
                                       1340.00
                                       1320.00                                                  tapak aktif dalam jumlah besar membutuhkan
                                       1300.00                                                  waktu kesetimbangan yang lebih lama. Pada
                                       1280.00                                                  Gambar 9 terlihat bahwa bobot optimum
                                                 5.00    5.50   6.00     6.50
                                                                                                adsorben modifikasi sebesar 0.25 g dengan
                                                                            pH                  kapasitas adsorpsi 2759.55 µg/g adsorben.
                                                                                                Setelah melewati titik tersebut, kapasitas
  Gambar 6 Pengaruh pH terhadap kapasitas                                                       adsorpsi menurun.
         adsorpsi logam Pb(II) oleh
         adsorben tanpa modifikasi.
                                                                                                                                                                                                8



                              3000.00                        2759.55                                                                           3000.00             2779.33




                                                                                                                 Q (µg logam/g adsorben)
    Q (µg logam/g adsorben)
                                                                                                                                                         2408.23             2307.95 2204.09
                              2500.00                                                                                                          2500.00
                              2000.00                                                                                                          2000.00
                                                                       1377.34                                                                 1500.00
                              1500.00
                                                                                      919.20                                                   1000.00
                              1000.00                                                            689.08

                               500.00                                                                                                           500.00
                                                                                                                                                  0.00
                                                   0.00
                                                              0.25         0.50          0.75        1.00
                                                                                                                                                          5.00      5.50        6.00    6.50

                                                                             bobot (g)                                                                                     pH


                              Gambar 8 Pengaruh bobot terhadap                                               Gambar 10 Pengaruh pH terhadap kapasitas
                                       kapasitas adsorpsi logam                                                        adsorpsi logam Pb(II) oleh
                                       Pb(II) oleh adsorben                                                            adsorben modifikasi.
                                       modifikasi.
                                                                                                                                   Kondisi Optimum Arang Aktif
    Konsentrasi adsorbat memiliki pengaruh
yang signifikan terhadap kapasitas adsorpsi,                                                                    Arang     aktif   merupakan      adsorben
hal ini ditunjukkan pada Gambar 10. Terjadi                                                                 komersial yang memiliki kemampuan
kenaikan bertahap sampai 2767.51 µg/g                                                                       menjerap berbagai jenis senyawa dan zat
adsorben pada konsentrasi 15 ppm (Lampiran                                                                  warna. Proses adsorpsi pada arang aktif
5). Penelitian sebelumnya yang dilakukan                                                                    dianggap sebagai proses fisikokimia: molekul
oleh Amirullah (2006) dan Rajawane (2008)                                                                   atau ion-ion adsorbat terikat oleh permukaan
juga mengalami hal yang serupa. Jika                                                                        partikel yang reaktif. Selain itu, materi ini
dibandingkan     dengan    adsorben    tanpa                                                                memiliki pori-pori sehingga molekul adsorbat
modifikasi, hasil ini menunjukkan bahwa                                                                     dapat terperangkap dalam pori tersebut.
perlakuan aktivasi pada adsorben modifikasi                                                                     Gambar 12 menunjukkan pengaruh waktu
berhasil yang dibuktikan dengan adanya                                                                      adsorpsi terhadap kapasitas adsorpsi oleh
pergeseran kondisi optimum ke bobot yang                                                                    arang aktif. Berbeda dengan adsorben tanpa
lebih rendah dan kenaikan kapasitas adsorpsi                                                                modifikasi dan dengan modifikasi, kapasitas
pada kondisi tersebut.                                                                                      adsorpsi arang aktif terus meningkat sampai
                                                                                                            menit ke-150, tanpa memperlihatkan gejala
                                                                                                            desorspsi. Kapasitas adsorpsi pada menit ke-
                               Q (µg logam/g adsorben)




                                                         3000.00                            2767.51
                                                                                                            150 diperoleh sebesar 721.18 µg/g adsorben,
                                                         2500.00
                                                                                  1888.93
                                                                                                            lebih tinggi daripada kapasitas adsorpsi
                                                         2000.00                                            adsorben tanpa modifikasi (671.40 µg/g
                                                         1500.00
                                                                     939.03                                 adsorben; Gambar 4) dan adsorben modifikasi
                                                         1000.00                                            (713.69 µg/g adsorben; Gambar 8).
                                                          500.00
                                                            0.00
                                                                                                                     Q (µg logam/g adsorben)




                                                                       5            10          15                                             725.00                                  721.18
                                                                              C (ppm )                                                         720.00
                                                                                                                                                                             713.76
                                                                                                                                               715.00
                                                                                                                                                                   710.34
          Gambar 9 Pengaruh konsentrasi logam                                                                                                  710.00
                                                                                                                                                         708.59
                  Pb(II) terhadap kapasitas
                                                                                                                                               705.00
                  adsorpsi oleh adsorben
                  modifikasi.                                                                                                                  700.00
                                                                                                                                                           60        90         120     150

    Adsorben dengan modifikasi asam bekerja                                                                                                                          t (m enit)

optimum pada suasana asam. pH optimum
diperoleh pada pH 5.50 dengan ragam pH                                                                        Gambar 11 Waktu adsorpsi optimum
5.00-6.50. Kapasitas adsorpsi pada kondisi                                                                              logam Pb(II)oleh arang aktif.
optimum tersebut sebesar 2779.33 µg/g
adsorben (Gambar 11).                                                                                           Arang aktif yang digunakan berasal dari
                                                                                                            tulang dengan ukuran 300 mesh. Luas
                                                                                                            permukaan akan semakin besar jika ukuran
                                                                                                            adsorben semakin kecil. Luas permukaan
                                                                                                            yang besar meningkatkan ketersediaan tapak
                                                                                                                                                                                                            9



aktif, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk                                                                  dengan kapasitas adsorpsi sebesar 2678.21
mencapai waktu kesetimbangan lebih lama.                                                                     µ g/g adsorben. Tabel 2 merangkum kondisi
Hal ini menjadi salah satu faktor yang                                                                       optimum dari masing-masing adsorben.
menyebabkan kapasitas adsorpsi arang aktif
terus mengalami peningkatan pada selang                                                                                                                                      2878.21 2857.68




                                                                                                                 Q (µg logam/g adsorben)
waktu yang diberikan.                                                                                                                      2900.00
    Seperti halnya adsorben modifikasi,                                                                                                    2800.00             2747.73
peningkatan bobot arang aktif berbanding                                                                                                   2700.00
                                                                                                                                                     2607.39
terbalik dengan kapasitas adsorpsi (Lampiran                                                                                               2600.00
4). Pada Gambar 13 dapat dilihat bahwa
                                                                                                                                           2500.00
kapasitas adsorpsi terbesar ialah 2730.00
µg/g adsorben yang dicapai pada bobot 0.25                                                                                                 2400.00
                                                                                                                                                       5.00      5.50             6.00        6.50
g.
                                                                                                                                                                            pH
                                                       3000.00   2730.00
                             Q (µg logam/g adsorben)




                                                       2500.00
                                                                                                              Gambar 14 Pengaruh pH terhadap kapasitas
                                                       2000.00
                                                                                                                        adsorpsi logam Pb(II) oleh arang
                                                                           1385.55
                                                       1500.00                                                          aktif.
                                                                                        964.29
                                                       1000.00                                      722.63

                                                        500.00                                                Tabel 2 Kondisi optimum adsorben tanpa
                                                          0.00
                                                                                                                      modifikasi, dengan modifikasi,
                                                                  0.25      0.50         0.75        1.00             dan arang aktif
                                                                               bobot (g)




                                                                                                                                                                                              Arang aktif
                                                                                                                                                                                 Modifikasi
                                                                                                                                                               modifikasi
                                                                                                                                                                Tanpa
                             Gambar 12 Pengaruh bobot terhadap                                                                             Parameter
                                       kapasitas adsorpsi logam
                                       Pb(II) oleh arang aktif.
                                                                                                                      Waktu adsorpsi                           120               120          150
    Kondisi yang terjadi pada penentuan bobot                                                                         (menit)
optimum serupa dengan penentuan waktu                                                                                 Bobot (g)                                0.50              0.25         0.25
adsorpsi optimum. Pada ragam konsentrasi                                                                              Konsentrasi                               15                15           15
adsorbat yang diberikan, terus terjadi                                                                                logam (ppm)
kenaikan (Lampiran 5). Kapasitas adsorpsi                                                                             pH                                       5.00              5.50         6.00
tertinggi, diperoleh sebesar 2937.41 µg/g
adsorben, yaitu pada konsentrasi Pb(II) 15                                                                                                   Adsorpsi Larutan Tunggal
ppm (Gambar14).
                                                                                                                 Ketiga jenis adsorben kemudian diujikan
                                                                                                             pada larutan tunggal Pb(II) dengan kondisi
                                                                                                 2937.41
   Q (µg logam/g adsorben)




                                2940.00                                                                      optimum      masing-masing.     Gambar      16
                                2930.00                                                                      menunjukkan hasil yang diperoleh. Kapasitas
                                2920.00
                                                                                                             adsorpsi adsorben modifikasi lebih tinggi
                                                                              2910.80                        dibanding adsorben tanpa modifikasi,
                                                                 2907.75
                                2910.00
                                                                                                             berturut-turut sebesar 2274.60 dan 1362.11
                                2900.00                                                                      µ g/g adsorben. Hasil ini membuktikan bahwa
                                2890.00                                                                      modifikasi asam pada adsorben dapat
                                                                    5              10              15        meningkatkan kapasitas adsorpsi.
                                                                             C (ppm )                            Arang aktif yang digunakan sebagai
                                                                                                             pembanding memiliki kapasitas adsorpsi yang
   Gambar 13 Pengaruh konsentrasi logam                                                                      melampaui kedua jenis adsorben lainnya,
             Pb(II) terhadap kapasitas                                                                       yaitu 2908.07 µg/g adsorben (Lampiran 7).
             adsorpsi oleh arang aktif.                                                                      Pori-pori yang terdapat pada arang aktif
                                                                                                             memudahkan logam terjerap di dalamnya. Hal
    Adsorpsi kation oleh arang aktif juga                                                                    ini juga tergantung pada ukuran molekul
dipengaruhi oleh pH (Lampiran 6). Pada                                                                       adsorbat, jika ukurannya lebih kecil dibanding
Gambar 15 terlihat bahwa kapasitas adsorpsi                                                                  ukuran pori arang aktif, maka molekul lebih
mengalami kenaikan hingga titik optimum,                                                                     mudah terjerap dalam pori arang aktif
kemudian menurun setelah melewati titik                                                                      (Djatmiko et al. 1985).
tersebut. pH optimum didapat pada pH 6.00
                                                                                                                                              10



                                                                        limbah industri aki juga terdapat Cd(II) dan
                               3500.00
                                                              2908.07
                                                                        Fe(II), dengan konsentrasi berturut-turut




     Q (µg logam/g adsorben)
                               3000.00
                                                                        0.0976 ppm dan 1.9267 ppm (Lampiran 9).
                                                    2274.60
                               2500.00                                  Kedua logam inilah yang diperkirakan
                               2000.00                                  bersaing dengan timbel untuk mendapatkan
                                         1362.11
                               1500.00                                  tapak aktif adsorben.
                               1000.00                                      Ukuran ion merupakan salah satu faktor
                                500.00                                  yang berpengaruh dalam proses adsorpsi. Jari-
                                  0.00
                                                                        jari ion Pb(II), Cd(II) dan Fe(II) berturut-turut
                                          ATM         AM        AA      adalah 1.21 Å, 0.97 Å dan 0.75 Å. Jika
                                                   Adsorben             mekanisme fisisorpsi juga berlangsung pada
                                                                        ketiga jenis adsorben, molekul berukuran
                                                                        kecil akan lebih mudah terjerap pada pori-pori
 Gambar 15 Adsorpsi logam Pb(II) adsorben                               adsorben. Jika dilihat dari ukuran ion, maka
           tanpa modifikasi, modifikasi,                                Fe(II) dan Cd(II) akan lebih mudah terjerap
           dan arang aktif pada larutan                                 dibandingkan dengan Pb(II).
           tunggal Pb(II).




                                                                             Q (µg logam/g adsorben)
                                                                                                       600.00
                                                                                                                                     485.11
                                                                                                       500.00

    Mekanisme adsorpsi yang terjadi pada                                                               400.00

arang aktif adalah sebagai berikut. Pertama                                                            300.00

molekul adsorbat berdifusi melalui suatu                                                               200.00              121.71
lapisan batas ke permukaan luar adsorben                                                               100.00     21.73
(difusi eksternal). Sebagian adsorbat ada yang                                                           0.00
terjerap di permukaan luar, tetapi sebagian                                                                       ATM       AM        AA

besar lainnya terdifusi lanjut ke dalam pori-                                                                             Adsorben
pori adsorben (difusi internal). Jika
permukaan adsorben sudah jenuh atau                                      Gambar 16 Adsorpsi logam Pb(II) adsorben
mendekati jenuh, dapat terjadi dua hal, yaitu                                      tanpa modifikasi, modifikasi,
terbentuk lapisan adsorbat kedua dan                                               dan arang aktif pada limbah
seterusnya di atas adsorbat yang telah terikat                                     industri aki.
di permukaan, gejala ini disebut adsorpsi
multilapisan. Sementara jika tidak terbentuk                                                                    Isoterm Adsorpsi
lapisan kedua dan seterusnya, adsorbat yang
belum terjerap akan berdifusi keluar pori dan                               Fenomena adsorpsi digambarkan melalui
kembali ke arus fluida (Cheremisinoff &                                 suatu hubungan antara jumlah adsorbat yang
Moressi 1978, diacu dalam Rasjidin 2006).                               terjerap per satuan bobot adsorben dan
                                                                        konsentrasi kesetimbangan. Hubungan ini
                               Adsorpsi Limbah Industri Aki             disebut sebagai isoterm adsorpsi. Telah
                                                                        banyak isoterm adsorpsi yang dikembangkan
    Kemampuan adsorpsi adsorben tanpa                                   untuk mendeskripsikan interaksi antara
modifikasi, modifikasi, dan arang aktif juga                            adsorben dan adsorbat. Isoterm Freundlich
diujicobakan pada limbah industri aki                                   dan Langmuir pada umumnya dianut oleh
(Lampiran 8). Hasil penelitian menunjukkan                              adsorpsi padat-cair (Atkins 1999).
bahwa konsentrasi Pb(II) yang terdapat pada                                 Seperti ditunjukkan pada Gambar 18 dan
limbah industri aki adalah 4.0439 ppm                                   19, yang berasal dari pengolahan data pada
(Lampiran 9). Gambar 16 memperlihatkan                                  Lampiran 10, adsorpsi Pb(II) oleh adsorben
kenaikan kapasitas adsorpsi dari adsorben                               tanpa modifikasi memberikan linearitas
tanpa modifikasi, ke adsorben modifikasi, ke                            96.26% untuk isoterm Langmuir dan 91.41%
arang aktif, yang berturut-turut 21.73; 121.71;                         untuk isoterm Freundlich. Berdasarkan hasil
dan 485.11 µg/g adsorben.                                               tersebut, diduga adsorpsi adsorben tanpa
    Komposisi adsorbat ternyata menurunkan                              modifikasi mengikuti tipe isoterm Langmuir.
adsorpsi zat atau senyawa yang ditinjau,                                Pendekatan       Langmuir      mengasumsikan
dalam hal ini Pb(II). Hal ini diduga terjadi                            adsorbat yang teradsorpsi membentuk lapisan
karena adanya persaingan antara zat yang satu                           tunggal, permukaan adsorbat sama daya
dan lainnya untuk mendapatkan tapak aktif                               ikatnya,    tidak    ada    antaraksi  lateral
(Notodarmojo 2004). Hasil percobaan juga                                antarmolekul adsorbat, dan molekul adsorbat
membuktikan bahwa selain Pb(II), pada                                   yang     teradsorpsi   terlokalisasi, artinya
                                                                                                                                                                         11



molekul-molekul tersebut tidak bergerak pada
permukaan.                                                                                                                2.5

                                                                                                                           2

                                                                                                                          1.5
               100




                                                                                           log x/m
                                                                                                                                            y = 1.0269x + 0.9871
                                                                                                                           1
                80             y = 4.4838x - 1.8307                                                                                              R2 = 0.8924
                                                                                                                          0.5
    x/m         60                  R2 = 0.9626
                                                                                                                           0
                40                                                                                   -1           -0.5          0           0.5         1       1.5
                                                                                                                         -0.5
                20                                                                                                                  log c

                 0                                                            Gambar 20 Isoterm Freundlich adsorpsi
                     0            5            10             15         20             Pb(II) oleh adsorben modifikasi.
                                            c (ppm)
                                                                                  Adsorpsi oleh adsorben tanpa modifikasi
Gambar 17 Isoterm Langmuir adsorpsi Pb(II)                                    dan adsorben modifikasi sejenis dengan
          oleh adsorben tanpa modifikasi.                                     adsorpsi oleh arang aktif. Gambar 22 dan 23,
                                                                              yang diolah dari data pada Lampiran 12,
                         2.5
                                                                              memperlihatkan bahwa isoterm Langmuir
                           2
                                                                              memiliki linearitas 98.71%, sedangkan
                         1.5
                                                                              isoterm Freundlich hanya 94.80%. Ini berarti
     log x/m




                           1
                                                                              adsorben         modifikasi       berpeluang
                                              y = 1.1133x + 0.5159            menggantikan arang aktif, tetapi perlu dicari
                         0.5                       R2 = 0.9141
                            0
                                                                              metode aktivasi yang lebih baik.
               -0.5      -0.5 0              0.5          1             1.5

                                           log c                                                     100
                                                                                                                   y = 10.612x + 3.745
                                                                                                      80
Gambar 18 Isoterm Freundlich adsorpsi                                                                                  R2 = 0.9871

          Pb(II) oleh adsorben tanpa                                                                  60
                                                                                           x/m




          modifikasi.                                                                                 40

                                                                                                      20

    Isoterm adsorpsi Pb(II) oleh adsorben                                                                 0
                                                                                                              0                        5                        10
modifikasi yang ditunjukkan oleh Gambar 20
                                                                                                                                    c (ppm )
dan 21 juga menunjukkan kecocokan dengan
isoterm Langmuir (Lampiran 11) 95.38%,                                            Gambar 21 Isoterm Langmuir adsorpsi
jauh melebihi linearitas isoterm Freundlich.                                                Pb(II) oleh arang aktif.
Jadi, molekul Pb(II) juga membentuk lapisan
tunggal pada permukaan adsorben modifikasi.
                                                                                                                                2.5

                                                                                                                                    2
               100                                                                                                              1.5
                                                                                 log x/m




                         y = 6.9209x + 6.2841
               80                                                                                                                   1       y = 0.9611x + 1.1398
                              R2 = 0.9538
                                                                                                                                                  R2 = 0.948
               60                                                                                                               0.5
    x/m




               40                                                                                                               0
               20                                                                             -1.5            -1         -0.5     0               0.5       1      1.5
                                                                                                                             -0.5
                0                                                                                                               log c
                     0                5              10            15
                                          c (ppm )                               Gambar 22 Isoterm Freundlich adsorpsi
Gambar 19 Isoterm Langmuir adsorpsi Pb(II)                                                 Pb(II) oleh arang aktif.
          oleh    adsorben    modifikasi.
                                                                                             12



        SIMPULAN DAN SARAN                        Atkins PW. 1999. Kimia Fisika jilid II.
                                                        Kartohadiprodjo     II, penerjemah;
                    Simpulan                            Rohhadyan T, editor. Oxford: Oxford
                                                        University Press. Terjemahan dari:
    Modifikasi asam terhadap tongkol jagung             Physical Chemistry.
terbukti mampu meningkatkan kapasitas
adsorpsi Pb(II). Kapasitas adsorpsi Pb(II) oleh   Barros JLM et al. 2003. Biosorption of
adsorben modifikasi pada larutan tunggal                cadmium using the fungus Aspergillus
adalah 2274.60 µg/g adsorben, lebih besar               niger. Braz J Chem Eng 20:1-17.
dibandingkan adsorben tanpa modifikasi,
yaitu 1362.11 µg/g adsorben, sedangkan            BPS. 2007. Statistik Pertanian Indonesia.
kapasitas adsorpsi Pb(II) oleh adsorben tanpa          Jakarta: Biro Pusat Statistik.
dan dengan modifikasi pada limbah industri
aki masing-masing sebesar 21.73 dan 121.71        Demirbas E, Kobya M, Senturk E, Ozkan T.
µg/g adsorben. Arang aktif yang digunakan               2004. Adsorption kinetics for the
sebagai pembanding memiliki kapasitas                   adsorbent of chromium(VI) from
adsorpsi Pb(II) sebesar 2908.07 µ g/g adsorben          aqueous solutions on the activated
untuk penjerapan larutan tunggal dan 485.11             carbons prepared from agricultural
µg/g adsorben untuk penjerapan limbah                   wastes. Water SA 30:533-540
industri aki.
    Tipe isoterm yang dianut oleh ketiga jenis    Dewi IR. 2005. Modifikasi asam kulit
adsorben adalah isoterm Langmuir. Isoterm              singkong sebagai bioremoval Pb dan
ini mengasumsikan molekul adsorbat yang                Cd    [skripsi].    Bogor:     Fakultas
teradsorpsi membentuk lapisan tunggal                  Matematika dan Ilmu Pengetahuan
(monolayer) dan permukaan adsorbat adalah              Alam, Institut Pertanian Bogor.
homogen (memiliki energi yang sama).
                                                  Djatmiko B, Ketaren S, Setyahartini S. 1985.
                      Saran                             Pengolahan Arang dan Kegunaannya.
                                                        Bogor: Agro Industri Pr.
    Tahapan selanjutnya yang perlu dilakukan
adalah pencirian lebih lanjut adsorben            Fahrizal. 2008. Pemanfaatan tongkol jagung
modifikasi asam dari tongkol jagung dengan               sebagai biosorben zat warna biru
Scanning electron microscopy (SEM) dan                   metilena [skripsi]. Bogor: Fakultas
spektrofotometri    infra   merah.      Serta            Matematika dan Ilmu Pengetahuan
menentukan nilai entalpi dan energi aktivasi             Alam, Institut Pertanian Bogor.
untuk mengetahui mekanisme adsorpsi yang
terjadi.                                          Gufta FK. 1998. Utilization of bagasse fly ash
                                                         generated in the sugar industry for
                                                         removal and recovery of phenol and p-
                                                         nitrophenol from wastewater. J Chem
           DAFTAR PUSTAKA                                Technol Biotechnol 70:180-186.

Abia AA, Asuquo ED. 2006. Lead(II) and            Horsfall MJ, Abia AA, Spiff Al. 2003.
     nickel(II) adsorption kinetics from                Removal of Cu(II) and Zn(II) ions from
     aqueous     metal   solutions  using               wastewater by cassava (Manihot
     chemically modified and unmodified                 esculenta crantz) waste biomass.
     agricultural adsorbents. African J                 African J Biotechnol 2:360-364.
     Biotechnol 5:1475-1482.
                                                  Igwe JC, Abia AA. 2006. A bioseparation
Alberty RA, Silbey RJ. 1992. Physical
                                                        process for removing heavy metals
       Chemistry. Ed. ke-1. New York: J
                                                        from waste water using biosorbents.
       Wiley.
                                                        African J Biotechnol 5:1167-1179.
Amirullah. 2006. Biosorpsi biru metilena oleh
                                                  Igwe JC, Ogunewe DN, Abia AA. 2005.
      ganggang cokelat (Sargassum binderi)
                                                        Competitive adsorption of Zn(II),
      [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika
                                                        Cd(II), and Pb(II) ions from aqueous
      dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut
                                                        and non-aqueous solution by maize cob
      Pertanian Bogor.
                                                                                           13



      and husk. African J Biotechnol 4:1113-    Raghuvanshi SP, Sing R, Kaushik CP. 2004.
      1116.                                          Kinetics study of methylene blue dye
                                                     biadsorption on baggase. App Ecol Env
Jason PP. 2004. Activated carbon and some            Researches 2:35-43.
      application for the remediation of soil
      and        groundwater       pollution.   Rasjiddin I. 2006. Pembuatan arang aktif dari
      http://www. cee.vt.edu/program_areas.            tempurung      biji     jambu     mede
      [8 Jun 2004].                                    (Anacardium cocidentale) sebagai
                                                       adsorben pada pemurnian minyak
Lorenz KJ, Kulp K. 1991. Handbook of                   goreng bekas [skripsi]. Bogor: Fakultas
      Cereal Science and Technology. New               Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
      York: Macel Dekker.                              Bogor.

Ketaren S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak     Ribeiro MHL, Lourenco PAS, Monteiro JP.
      dan Lemak Pangan. Jakarta: UI Pr.                2001. Kinetics of selective adsorption
                                                       of impurities from a crude vegetable
Koumanova B, Antova PP. 2002. Adsorption               oil in hexane to activated earths and
     of p-chlorophenol from aqueous                    carbons. Eur Food Res Tecnol
     solution on bentonite and perlite. J              213:132-138.
     Hazard Mater 90:229-234.
                                                Saeni MS. 1989. Kimia Lingkungan. Bogor:
Kumar U. 2006. Agricultural products and by-          Pusat antar Universitas Ilmu Hayat
     products as a low cost adsorbent for             Institut Pertanian Bogor.
     heavy metal adsorbent from water and
     wastewater: A review. African J            Suhendrayatna. 2001. Adsorben logam berat
     Biotechnol 1:033-037.                            dengan menggunakan mikroorganisme:
                                                      Suatu       kajian       kepustakaan.
Marshall WE, Mitchell MJ. 1996. Agriculture           www.shantybio.transdigit.com/?Biolog
      by-product as metal adsorbent:                  y_-_Mikrobiologi:Bioremoval_Logam
      Sorption properties and resistence to           _Berat_Dengan_Menggunakan_Micro
      mechanical abrasion. J Chem Technol             organisme%3A_Suatu_kajian_Kepusta
      Biotechnol 66:192-198.                          kaan.html [22 Mei 2007].

Marshall WE, Wartelle LH, Boler DE. 1999.       Sunarya AI. 2006. Biosorpsi logam berat
      Enhanced metal adsorption by soybean            Cd(II) dan Pb(II) menggunakan kulit
      hulls modified with citric acid. Biores         jeruk siam. [skripsi]. Bogor: Fakultas
      Technol 69:263-268                              Matematika dan Ilmu Pengetahuan
                                                      Alam, Institut Pertanian Bogor.
Mulyana L, Pradiko H, Nasution UK. 2003.
      Pemilihan persamaan adsorpsi isoterm      Utomo HD, Hunter KA. 2006. Adsorption of
      pada penentuan kapasitas adsorpsi kulit        heavy metals by exhausted coffee
      kacang tanah terhadap zat warna                grounds as a potential treatment
      remazol       golden     yellow     6.         method for waste waters. J Surf Sci
      www.unpas.ac.id/pmb/home/images/ar             Nanotech 4:504-506.
      ticles/infomatek/jurnal_V_3_3.html [2
      Jun 2008]

Notodarmojo S. 2004. Pencemaran Tanah
      dan Air Tanah. Bandung: ITB Pr.

Rajawane A. 2008. Biosorpsi logam berat
      Pb(II) menggunakan kulit buah kakao
      [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika
      dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut
      Pertanian Bogor.
LAMPIRAN
                                                                                            15



Lampiran 1 Bagan alir penelitian


             Tongkol jagung                                         Penentuan kadar air


                       *Dicuci dengan air mengalir dan air deionisasi
                       *Ditumbuk   ± 100 Mesh


             Adsorben tanpa
               modifikasi

                                                                          Arang Aktif
                      + HNO3 0,6M
                      + NaOH 0.1N


                 Adsorben
                 modifikasi




           Penentuan waktu optimum adsorben                 Penentuan Isoterm Adsorpsi
                                                             Langmuir dan Freundlich


           Penentuan bobot optimum adsorben



        Penentuan konsentrasi optimum adsorben




           Penentuan pH optimum adsorben




          Uji pada larutan tunggal logam Pb (II)             Uji pada limbah industri aki
                                                                                              16



Lampiran 2 Kadar air tongkol jagung
              Ulangan     a (g)        b (g)          c (g)        Kadar air (%)
                 1       36.5682      36.4706        1.0024           9.74
                 2       38.2476      38.1505        1.0026           9.68
                 3       36.6734      36.5760        1.0027           9.71
                                                     Rerata           9.71


Contoh perhitungan:   Kadar air (%) = a − b × 100%
                                        c
                                      = 36.5682 − 36.4706 x 100%
                                                1.0024
                                      = 9.74%


Lampiran 3 Kapasitas adsorpsi adsorben tanpa modifikasi, modifikasi, dan arang aktif pada
           penentuan waktu optimum adsorpsi logam Pb(II) dari 50 mL larutan Pb(II) 15 ppm.

      Adsorben           Waktu              m (g)        Co (ppm)     Ca (ppm)     Q (µg/g)
                        adsorpsi
                        (menit)
  Tanpa modifikasi         60            1.0110                        1.3960      656.6845
                           90            1.0247          14.6742       1.1386      660.4658
                          120            1.0117                        1.0891      671.3992
                          150            1.0603                        1.1881      635.9559
     Modifikasi            60            1.0111                        0.4455      703.6226
                           90            1.0145          14.6742       0.2970      708.5840
                          120            1.0114                        0.2376      713.6927
                          150            1.0643                        0.1980      680.0799
     Arang aktif           60            1.0110                        0.3465      708.5888
                           90            1.0113          14.6742       0.3069      710.3367
                          120            1.0113                        0.2376      713.7633
                          150            1.0112                        0.0891      721.1774


Contoh perhitungan:
                              V (Co − C a   )
                         Q=
                                   m

                         Q = 50 ml (14.6742 ppm − 1.3960 ppm)
                                         1.0110 g
                         Q = 656.6845 µg/g adsorben
                                                                                               17



Lampiran 4 Pengaruh bobot adsorben terhadap kapasitas adsorpsi logam Pb(II) dari 50 mL
           larutan Pb(II) 15 ppm (Adsorben tanpa modifikasi, modifikasi, dan arang aktif).

     Adsorben          t (menit)    m (g)     Co (ppm)     Ca (ppm)      Q (µg/g)
 Tanpa modifikasi         120      0.2582                   9.3306      1034.7834
                                   0.5033      14.6742      0.0413      1453.6934
                                   0.7555                   0.0744      966.2356
                                   1.0117                   0.6198      694.5915
 Modifikasi              120       0.2545                   0.6281      2759.5483
                                   0.5036      14.6742      0.8017      1377.3379
                                   0.7528                   0.8347      919.2009
                                   1.0114                   0.7355      689.0777
 Arang aktif             150       0.2512                   0.9587      2730.0005
                                   0.5030      14.6742      0.7355      1385.5530
                                   0.7536                   0.1405      964.2850
                                   1.0119                   0.0496      722.6313


Lampiran 5 Pengaruh konsentrasi logam terhadap kapasitas adsorpsi logam Pb(II) dari 50 mL
           larutan Pb(II) 15 ppm (Adsorben tanpa modifikasi, modifikasi, dan arang aktif).
     Adsorben         t (menit)     m (g)     Co (ppm)    Ca (ppm)      Q (µg/g)
 Tanpa modifikasi        120       0.5052        5          0.0180     493.0703
                                   0.5033        10         0.0360     989.8633
                                   0.5063        15         0.1261     1468.8795
 Modifikasi              120       0.2528        5          0.2523     939.0324
                                   0.2523        10         0.4685     1888.9282
                                   0.2544        15         0.9189     2767.5081
 Arang aktif             150       0.2522        5          0.3333     2907.7452
                                   0.2524        10         0.3063     2910.7951
                                   0.2541        15         0.0721     2937.4120


Lampiran 6 Kapasitas adsorpsi adsorben tanpa modifikasi, modifikasi, dan arang aktif pada
           penentuan pH optimum adsorpsi Pb(II)
     Adsorben         t (menit)      pH         m (g)     Co (ppm)    Ca (ppm)      Q (µg/g)
 Tanpa modifikasi        120        5.00       0.5103                  0.3028      1408.1371
                                    5.50       0.5126     14.6742      0.4862      1383.9213
                                    6.00       0.5125                  0.7615      1357.3397
                                    6.50       0.5071                  1.1560      1332.8965
 Modifikasi              120        5.00       0.2540                  2.4404      2408.2348
                                    5.50       0.2526     14.6742      0.6330      2779.3295
                                    6.00       0.2549                  2.9083      2307.9527
                                    6.50       0.2538                  3.4862      2204.0901
 Arang aktif             150        5.00       0.2536                  1.4495      2607.3854
                                    5.50       0.2525     14.6742      0.7982      2747.7297
                                    6.00       0.2546                  0.0183      2878.2112
                                    6.50       0.2537                  0.1743      2857.6839
                                                                                                           18



Lampiran 7 Pengujian kemampuan adsorpsi adsorben tanpa modifikasi, modifikasi, dan arang
           aktif terhadap larutan tunggal Pb(II) pada kondisi optimum

   Adsorben           t (menit)           m (g)       Co (ppm)        Ca (ppm)        Q (µg/g)
 ATM                    120           0.5015           14.6742        0.1842          1444.66
 AM                     120           0.2518           14.6742        3.2193          2274.60
 AA                     150           0.2520           14.6742        0.0175          2908.07


Lampiran 8 Pengujian kemampuan adsorpsi adsorben tanpa modifikasi, modifikasi, dan arang
           aktif terhadap limbah industri aki pada kondisi optimum
  Adsorben       t (menit)         m (g)          Co (ppm)   Ca (ppm)     Q (µg/g)
 ATM                120           0.5047           4.0439     3.8246       21.7296
 AM                 120           0.2512           4.0439     3.4324      121.7093
 AA                 150           0.2518           4.0439     1.6009      485.1118


Lampiran 9 Komposisi limbah industri aki

         Unsur                Konsentrasi (ppm)
 Timbel (Pb)                       4.0439
 Kadmium (Cd)                      0.0976
 Besi (Fe)                         1.9267


Lampiran 10 Data isoterm Langmuir dan Freundlich untuk adsorpsi logam Pb(II) oleh adsorben
            tanpa modifikasi

          Co       *Ca                                Isoterm Langmuir               Isoterm Freundlich
 No     (ppm)     (ppm)           m (g)
                                                  c          x*          x/m         log c       log x/m
   1       0
   2       1      0.4234    1.0020 0.4234         0.5766    0.5754     -0.3732                   -0.2400
   3       5      0.7297    1.0024 0.7297         4.2703    4.2600     -0.1368                   0.6294
   4      10      1.4775    1.0024 1.4775         8.5225    8.5021      0.1695                   0.9295
   5      25      5.8018    1.0026 5.8018        19.1982   19.1484      0.7636                   1.2821
   6      50     11.0991 1.0021 11.0991 38.9009            38.8194      1.0453                   1.5890
   7     100     17.2342 1.0025 17.2342 82.7658            82.5594      1.2364                   1.9168
* Ca digunakan sebagai variabel c pada rumus Isoterm Langmuir dan Freundlich

    •   Persamaan garis isoterm Langmuir yang diperoleh y = 4.4838x – 1.8307 dengan
        r2= 96.26%, maka dari persamaan C = 1 + 1 C , diperoleh nilai α = 2.0669 × 10─4
                                         x/m α β α
        dan β = ─ 2.6428 × 103
    •   Persamaan garis isoterm Freundlich yang diperoleh y = 1.1133x + 0.5159 dengan
        r2 = 91.41%, maka dari persamaan log x = log k + 1 log C , diperoleh nilai n = 3.280 dan
                                                       m          n
        k = 0.8982.
                                                                                                 19



Lampiran 11 Data isoterm Langmuir dan Freundlich untuk adsorpsi logam Pb(II) oleh adsorben
            modifikasi.

            Co      *Ca                        Isoterm Langmuir            Isoterm Freundlich
 No       (ppm)    (ppm)      m (g)
                                          c           x*          x/m       log c     log x/m
  1       0
  2       1       0.2142 1.0012       0.2142      0.7858    0.7849     -0.6692        -0.1052
  3       5       0.3225 1.0015       0.3225      4.6775    4.6705     -0.4915         0.6694
  4       10      0.5641 1.0022       0.5641      9.4359    9.4152     -0.2486         0.9738
  5       25      1.9640 1.0019       1.9640     23.0360   22.9923     0.2931          1.3616
  6       50      3.8995 1.0017       3.8995     46.1005   46.0223     0.5910          1.6630
  7      100     12.3478 1.0020 12.3478          87.6522   87.4772     1.0916          1.9419
* Ca digunakan sebagai variabel c pada rumus Isoterm Langmuir dan Freundlich

      •   Persamaan garis isoterm Langmuir yang diperoleh y = 6.9209x + 6.2841 dengan
          r2= 95.38%, maka dari persamaan C = 1 + 1 C , diperoleh nilai α = 0.1445 dan
                                             x/m α β α
          β = 1.1012
      •   Persamaan garis isoterm Freundlich yang diperoleh y = 1.0269x + 0.9871 dengan
          r2 = 89.24%, maka dari persamaan log x = log k + 1 log C , diperoleh nilai n = 0.9738 dan
                                                m          n
          k = 9.7073


Lampiran 12 Data isoterm Langmuir dan Freundlich untuk adsorpsi logam Pb(II) oleh arang aktif.

            Co      *Ca                        Isoterm Langmuir            Isoterm Freundlich
 No       (ppm)    (ppm)      m (g)
                                           c          x*          x/m       log c      log x/m
   1       0
   2       1     0.1081     1.0010     0.1081     0.8919    0.8910     -0.9661         -0.0501
   3       5     0.1892     1.0012     0.1892     4.8108    4.8050     -0.7231         0.6817
   4      10     0.5495     1.0010     0.5495     9.4505    9.4410     -0.2600         0.9750
   5      25     1.7568     1.0013     1.7568    23.2432   23.2131     0.2447          1.3657
   6      50     3.3604     1.0013     3.3604    46.6396   46.5791     0.5264          1.6682
   7     100     8.5324     1.0010     8.5324    91.4676   91.3762      0.9311         1.9608
* Ca digunakan sebagai variabel c pada rumus Isoterm Langmuir dan Freundlich

      •   Persamaan garis isoterm Langmuir yang diperoleh y = 10.612x + 3.745 dengan
          r2=98.71%, maka dari persamaan C = 1 + 1 C , diperoleh nilai α = 0.0942 dan
                                             x/m α β α
          β = 2.8346
      •   Persamaan garis isoterm Freundlich yang diperoleh y = 0.9611x + 1.1398 dengan
          r2 = 94.80%, maka dari persamaan log x = log k + 1 log C , diperoleh nilai n = 1.0405 dan
                                                m          n
          k = 13.7975

								
To top