ITS Undergraduate 13328 Paper

Published on March 2017 | Categories: Documents | Downloads: 17 | Comments: 0 | Views: 301
of 10
Download PDF   Embed   Report

Comments

Content

ADSORPSI METILEN BIRU DENGAN ABU DASAR PT. IPMOMI PROBOLINGGO
JAWA TIMUR DENGAN METODE KOLOM
Lidya Pratiwi A*, Dra. Ita Ulfin M.Si1, Nurul Widiastuti, Ph.D1
Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Sepuluh Nopember

ABSTRAK
Pada penelitian ini mempelajari tentang kapasitas adsorpsi dari abu dasar untuk mengadsorpsi
metilen biru dari larutan. Uji adsorpsi dilakukan dengan cara penentuan laju alir, penentuan konsentrasi,
dan pH optimum. Variasi laju alir influen dalam kolom yakni 1,6 mL/menit, 4 mL/menit, 16 , mL/menit
26,4 mL/menit , 33 mL/menit, 43,2 mL/menit (pH awal metilen biru tanpa dikondisikan). Data hasil
penelitian konsentrasi awal diketahui bahwa semakin meningkatnya konsentrasi metilen biru maka
semakin meningkat kapasitas adsorpsinya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin meningkatnya
laju alir dapat menurunkan kapasitas adsorpsi adsorben terhadap metilen biru. pH effluent tidak
dipengaruhi pH awal influen. Akan tetapi, kapasitas adsorpsi dipengaruhi pH awal influen. Pada influen
yang dikondisikan pH 2 merupakan kapasitas adsorpsi lebih tinggi.
Kata kunci: abu dasar, adsorpsi, metode kolom, zat warna, metilen biru
1.

Pendahuluan
Salah satu pencemar organik yang
bersifat non biodegradable adalah zat warna
tekstil. Zat warna tekstil umumnya dibuat dari
senyawa azo dan turunannya dari gugus benzen.
Diketahui bahwa gugus benzen sangat sulit
didegradasi, kalaupun dimungkinkan dibutuhkan
waktu yang lama. Senyawa azo bila terlalu lama
berada di lingkungan, akan menjadi sumber
penyakit karena sifatnya karsinogenik dan
mutagenik. Karena itu perlu dicari alternatif
efektif untuk menguraikan limbah tersebut. Zat
warna ini berasal dari sisa - sisa zat warna yang
tak larut dan juga dari kotoran yang berasal dari
serat alam. Warna selain mengganggu
keindahan, beberapa juga dapat bersifat racun
dan sukar dihilangkan. Beberapa penelitian
tentang biodegradasi zat warna khususnya zat
warna azo telah dilaporkan (Seshadri dkk.,1994;
Carliell dkk. 1995; Kenapp dan Newby, 1995 ;
Nigam dkk. 1996; Oxspring dkk. 1996). Zat
warna azo ini banyak digunakan dalam industri
tekstil, makanan, obat-obatan dan kosmetika.
Pada tahun 1990 di negara Amerika Serikat
penjualan zat warna azo menduduki nomor
teratas daripada golongan zat warna lain
(Heaton, 1994). Zat warna azo adalah senyawa

yang paling banyak terdapat dalam limbah
tekstil, yaitu sekitar 60% - 70 %. Senyawa azo
memiliki struktur umum R-N=N-R’, dengan R
dan R’ adalah rantai organik yang sama atau
berbeda. Senyawa ini memiliki gugus –N=Nyang dinamakan stuktur azo (Sen dan
Demirer,2003).
Beberapa cara penghilangan zat warna
dan senyawa organik yang ada dalam
pengolahan limbah cair industri tekstil dapat
dilakukan secara kimia, fisika, biologi ataupun
gabungan dari ketiganya (Lara Abraiman dan
Houssam El-Rassy,2000).
Pengolahan limbah cair secara fisika
dapat dilakukan dengan cara adsorpsi, filtrasi
dan sedimentasi. Adsorpsi dilakukan dengan
penambahan adsorben, karbon aktif atau
sejenisnya. Sistem pada adsorpsi terdiri dari dua
macam yaitu sistem batch dan sistem kontinyu
(kolom).
*Corresponding author phone : 085236542136
e-mail: [email protected]
1
alamat sekarang : Jur Kimia, Fak. MIPA, Institut
Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya

Sistem
batch
akan
memberikan
gambaran kemampuan dari adsorben dengan
cara mencampurkannya dengan larutan yang
tetap jumlahnya dan mengamati perubahan
kualitasnya pada selang waktu tertentu (Ruthven
See,1984). Sedangkan sistem kontinyu secara
praktis, proses ini mempunyai pendekatan yang
jauh lebih baik untuk penerapan di lapangan
karena sistem operasinya yang selalu
mengontakkan adsorben dengan larutan segar,
sehingga adsorben dapat mengadsorp dengan
optimal sampai kondisi jenuhnya (Aksu,2003).
Filtrasi merupakan proses pemisahan padat - cair
melalui suatu alat penyaring (filter). Sedimentasi
merupakan proses pemisahan padat - cair dengan
cara mengendapkan partikel tersuspensi dengan
adanya gaya gravitasi (Lara Abraiman dan
Houssam El-Rassy,2000).
Pengolahan limbah cair secara biologi
salah satunya adalah dengan memanfaatkan
aktivitas
mikroorganisme
yang
dapat
menguraikan bahan-bahan organik yang
terkandung dalam air limbah. Dari ketiga cara
pengolahan diatas masing - masing mempunyai
kelebihan dan kekurangan. Pengolahan limbah
cair secara kimia menghasilkan lumpur dalam
jumlah yang besar, sehingga menimbulkan
masalah baru untuk penanganan lumpurnya.
Oksidasi menggunakan ozon selain biaya tinggi
juga tidak efektif untuk mereduksi sulfur (Lara
Abraiman dan Houssam El-Rassy,2000). Dari
beberapa metode yang disebutkan diatas, metode
adsorpsi adalah metode yang relatif lebih murah
meskipun hal ini tergantung dari jenis adsorben
yang digunakan. Sebagai upaya untuk
mendapatkan adsorben yang relatif murah dapat
dilakukan dengan cara pemanfaatan limbah,
salah satu limbah yang dapat dimanfaatkan
adalah limbah dari abu batu bara.
Abu batu bara merupakan materi sisa
yang ada setelah semua materi yang dapat bakar
(flameable) pada batu bara telah habis terbakar
(Hessley,dkk., 1986). Oleh karena itu abu batu
bara merupakan campuran yang kompleks
sebagai hasil perubahan kimia komponen batu
bara yang berlangsung selama pembakaran.
Setelah pembakaran, batu bara menghasilkan
dua macam limbah yaitu limbah abu layang dan
limbah abu dasar. Limbah abu dasar dan abu
layang
merupakan salah satu abu limbah
buangan dari hasil proses pembakaran batu bara

yang digunakan pada pembangkit tenaga listrik.
Limbah abu layang adalah abu hasil
transformasi, pelelehan atau gasifikasi dari
material anorganik yang terkandung dalam abu
batu bara, sedangkan limbah abu dasar adalah
bahan buangan dari proses pembakaran batu
bara pada tungku (boiler) (Molina &
poole,2004). Dibandingkan abu layang, abu
dasar ini relatif kurang pemanfaatannya. Hal ini
dikarenakan jumlah abu layang yang dihasilkan
jauh lebih banyak dibandingkan dengan abu
dasar. Pada satu proses pembakaran abu batu
bara dihasilkan limbah abu layang sekitar 80%
dan limbah abu dasar sekitar 20%. Menurut data
Kementerian Lingkungan Hidup tahun 2006,
limbah abu layang yang dihasilkan mencapai
52,2 ton/hari dan limbah abu dasar mencapai 5,8
ton/hari.
Sementara
menurut
peraturan
(PP85/1999), limbah abu dasar dapat
dikategorikan sebagai limbah bahan beracun dan
berbahaya. Oleh karena itu perlu dipikirkan cara
memanfaatkannya.
Abu dasar memiliki ukuran partikel dan
berat yang lebih besar dibandingkan dengan abu
layang (fly ash) sehingga menyebabkan abu
dasar (bottom ash) jatuh pada dasar tungku
pembakaran (boiler) dan terkumpul pada
penampung debu (ash hopper), kemudian
dikeluarkan dari tungku dengan cara disemprot
air untuk dibuang atau diolah kembali untuk
dapat dimanfaatkan dalam bentuk lain
(Hermanus, 2001). Abu layang merupakan hasil
limbah batubara yang sangat ringan dan
berwarna coklat muda, sedangkan abu dasar
memiliki berat lebih besar dibandingkan abu
layang dan warnanya kecoklatan yang
disebabkan adanya karbon yang tidak terbakar.
Disamping sifat fisiknya yang berbeda,
komposisi kimia abu layang dan abu dasar juga
berbeda. Perbedaan yang paling mendasar
adalah jumlah Si dan Al nya. Abu layang
memiliki kandungan Si sebesar 56,13% dan Al
sebesar 18,49%, sedangkan abu dasar
mengandung Si dan Al sebesar 50,58% dan
14,99% (Kula,2008).
Pemanfaatan abu dasar sebagai adsoben
penyerap zat warna Vertigo navy marine telah
diteliti oleh Dincer,dkk., 2007. Hasilnya
menunjukkan bahwa abu dasar dapat
mengadsorp zat warna dengan kapasitas adsorpsi
hingga 3,82% mg/g dengan konsentrasi Navy

Marine

300

mg/L.

2.

Metodologi
Abu dasar batubara yang digunakan
pada penelitian ini berasal dari PT. IPMOMI
Probolinggo. Struktur Kristal dan mineralogi
dari abu dasar telah dianalisa pada penelitian
sebelumnya yang menggunakan abu dasar yang
sama dengan analisa X-ray Diffraction (XRD)
dan komposisi kimia dianalisa menggunakan
analisa X-ray Fluoroscene (XRF) (Yanti, 2009).
2.1 Studi Adsorpsi
Studi adsorpsi yang dilakukan pada
penelitian ini meliputi (i) penentuan waktu
setimbang, (ii) mempelajari beberapa variabel
yang mempengaruhi kinerja adsorpsi yaitu
konsentrasi awal adsorbat dan pH adsorbat.
2.1.1 Penentuan Laju Alir
Untuk menentukan waktu setimbang
dilakukan prosedur percobaan sebagai berikut.
Pertama gelas kimia disiapkan dan dimasukkan
methylen blue 10 mg/L sebanyak 50 mL. Abu
dasar (bottom ash) sebanyak 0.5035 gram
dimasukkan kedalam kolom gelas kemudian
larutan metilen biru tersebut dialirkan dengan
laju alir tertentu dan dilakukan pada suhu ruang.
Effluent yang keluar kemudian di analisa
metilen biru yang tidak diserap dengan UV-VIS
dengan panjang gelombang maksimum 665 nm.
2.2.2 Variasi Konsentrasi Metilen Biru
Metilen biru dengan variasi konsentrasi
7 mg/L, 10 mg/L, 15 mg/L, 18 mg/L, 20 mg/L,
22 mg/L, 25 mg/L, dan 28 mg/L. Kemudian abu
dasar 0,5026 gram dimasukkan kedalam kolom
gelas tersebut dan larutan dimasukkan kedalam
kolom gelas lalu dialirkan dengan laju alir
optimum yaitu 1,6 mL/menit. Kemudian effluent
yang keluar dianalisa metilen biru yang tidak
terserap dengan UV-VIS menggunakan panjang
gelombang maksimum 665 nm. Setelah itu,
adsorben dari proses adsorpsi metilen biru juga
dianalisa menggunakan SEM JEOL JSM6360LA di Badan Geologi Bandung.
2.2.3 Penentuan pH optimum
Percobaan
ini
bertujuan
untuk
menentukan pH optimum larutan pada proses
adsorpsi metilen biru. Larutan metilen biru
diatur pada pH 1 dengan menggunakan

penambahan HCL 0,1 M dan NaOH 0,1 M.
Variasi pH yang digunakan pada penelitian ini
adalah pH 1 sampai dengan pH 11. Adsorben
sebanyak 0,512 gram di masukkan ke dalam
kolom gelas. Kemudian larutan metilen biru
yang telah diketahui pHnya di alirkan ke dalam
kolom gelas tersebut dengan menggunakan laju
alir optimum yaitu 1,6 mL/menit. Effluent yang
dihasilkan dianalisa metilen biru yang tidak
terserap dengan spektrofotomer UV – VIS
menggunakan panjang gelombang maksimum
665 nm.
2.2 SEM
Untuk mengetahui morfologi permukaan
abu dasar sebelum dan setelah proses adsorpsi
methylene blue dilakukan analisis menggunakan
SEM. Sebelum dilakukan analisis, sampel
dilapisi dengan emas paladium. Adsorben dari
proses adsorpsi metilen biru dianalisa
menggunakan SEM JEOL JSM-6360LA di
Badan Geologi Bandung.
3.
Hasil dan Diskusi
3.1 Pembuatan larutan kerja, penentuan
panjang gelombang dan kurva kalibrasi
Larutan metilen biru yang digunakan
berwarna biru kehijauan. Setelah dilarutkan
dalam aqua demineralisasi menjadi biru pekat.
Larutan kerja metilen biru yang
digunakan dibuat menjadi konsentrasi 7 mg/L
dari larutan stok 100 mg/L untuk diukur
panjang gelombang maksimum dari metilen biru
menggunakan alat spektrofotometer UV-Vis.
Penentuan panjang gelombang maksimum
diukur dari panjang gelombang (λ) 605nm 725nm, dari pengukuran tersebut diperoleh
absorbansi tertinggi pada panjang gelombang (λ)
665nm. Data absorbansi pada tiap panjang
gelombang yang diperoleh dapat dilihat pada
tabel 4.1 dan gambar 4.1

2

i

ps

i

r

s
n

1,5

o

s
d

b

a

)

r

o

1

o

a

s

(

t
b

q

a

s

A

0,5

i

s

pa

0

k
a

1000
800
600
400
200
0

580 600 620 640 660 680 700 720 740

0

2

4
(

w

a

6

k

)

t

P

a

n

j

a

n

g

G

e

l

o

m

b

a

nn

g

(

n

m

t

(

m

8

e

n

i

10

)

u

t

)

Gambar 4.2 Hubungan waktu kontak (menit)
dengan kapasitas adsorpsi (qo) dengan
konsentrasi awal 10 mg/l dengan metode
kolom

Gambar 4.1 Grafik Hasil Penentuan Panjang
Gelombang Maksimum Metilen Biru
3.2 Studi Adsorpsi
3.2.1 Penentuan laju alir

)

o

s

(

t

q

a

i

i

Perlakuan variasi laju alir ini bertujuan
untuk mengetahui besarnya kapasitas serapan
maksimum dari masing-masing
masing adsorben seiring
dengan semakin tingginya laju alir
alir. Setelah
dilakukannya
lakukannya adsorpsi dengan metode kolom
maka dilakukan analisa pengukuran absorbansi
dengan menggunakan spektrofotometer UV –
VIS dengan
engan panjang gelombang 665 nm. Laju
alir yang digunakan dalam penelitian ini adalah
1,6 mL/menit; 4 mL/menit; 16 mL/menit; 26,4
mL/menit;
nit; 33 mL/menit; 43,2 mL/menit
mL/menit.
Konsentrasi larutan metilen biru yang digunakan
sebesar 10 mg/L.. Laju alir influen yang berbeda
menyebabkan metilen biru yang
ng diadsorpsi oleh
adsorben berbeda pula. Laju alir larutan yang
disirkulasi pada kolom adsorpsi sangat
mempengaruhi jumlah metilen biru yang dapat
diserap oleh absorbent. Pada hasil percobaan
terlihat bahwa jumlah metilen biru lebih banyak
diadsorp oleh adsorbent
dsorbent pada saat laju alir yang
kecil. Hal ini berkaitan dengan waktu kontak
yang dibutuhkan oleh larutan dengan adsorbent
agar terjadi pertukaran ion. Untuk laju alir kecil
mengakibatkan waktu kontak yang lebih lama
sehingga pertukaran ion lebih sering terjadi
dibandingkan dengan laju alir yang lebih besar.

ps

s

r

pa

o

k
a

s
d

a

1000
800
600
400
200
0
0

10
Q

20
(

l

a

j

a

l

30
i

)

u

(

m

L

/

m

40
e

n

i

)
t

r

Gambar 4.3 Hubungan laju alir (Q) dengan
kapasitas adsorpsi (qo) dengan
konsentrasi awal 10mg/l dengan metode
kolom
Gambar 4.3 menggambarkan bahwa
hubungan antara waktu kontak dengan kapasitas
serapan menunjukkan bahwa semakin lama
waktu kontak maka kapasitas adsorpsinya juga
semakin besar. Terlihat pula dari gambar bahwa
pada menit ke 2,83 ke menit 6,93 kenaikan
kapasitas adsorpsi yang sangat terlihat jelas.
Tampak bahwa peningkatan laju alir mampu
menurunkan kapasitas adsorpsi (qo), dan
menaikkan waktu olah (t). Pada penelitian ini
belum bisa
isa didapatkan waktu setimbang
(optimum) yang konstan demikian pula dengan
laju alir hal ini dikarenakan harga kapasitas
adsorpsi yang masih meningkat. Pada gambar
4.4 menjelaskan hubungan antara laju alir dan
kapasitas adsorpsi bahwa peningkatan
eningkatan laju alir
ali
mampu menurunkan kapasitas adsorpsi hal ini
berhubungan dengan reaktivitas metilen biru dan
interaksi yang terjadi di dalam kolom
kol
antara
larutan metilen biru dengan adsorben akibat
tekanan yang bertambah dari aliran influen.
Seperti halnya untuk laju alir
ali ini juga belum
diperoleh laju alir maksimum dikarenakan harga
kapasitas adsorpsi masih meningkat. Pada laju
alir yang berbeda akan mempengaruhi waktu

50

pembuangan dan waktu penerobosan (tB) yaitu
waktu yang dibutuhkan larutan keluaran untuk
mencapai konsentrasi tertentu sehingga semakin
besar laju alir maka semakin kecil pula influen
yang teradsorp oleh adsorben
adsorben. Waktu
penerobosan
akan
meningkat
dengan
menurunnya laju alir yang digunakan pada
sistem tersebut. Sedangkan waktu pembuangan
(tE) yaitu waktu yang dibutuhkan larutan
keluaran untuk mencapai hampir 99% , akan
menurunn dengan meningkatnya laju alir
alir. Alasan
yang mendasari hal tersebut adalah bahwa waktu
kontak dalam kolom tidak cukup lama untuk
mencapai kesetimbangan adsorpsi pada laju alir.
Larutan
meninggalkan
inggalkan
kolom
sebelum
kesetimbangan terjadi. Dengan laju alir yang
bervariasi maka dapat diperoleh kapasitas
serapan yang bervariasi pula seperti penelitian
yang telah dilakukan oleh Z. Aksu et al. (2004).
Pada saat yang sama peneliti lain
melakukan adsorpsi metilen biru dengan metode
bacth. Hasil yang didapat oleh peneliti terseb
tersebut
dapat dilihat pada gambar 4.5:
1

yang terjadi pada penelitian ini merupakan
adsorpsi fisika. Adsorpsi fisika terjadi bila gaya
intermolekular lebih besar dari gaya tarik antar
molekul atau gaya tarik menarik yang
y
relatif
lemah antara adsorbat dengan permukaan
adsorben, gaya ini disebut gaya Van der Waals
sehingga adsorbat dapat bergerak dari satu
bagian permukaan ke bagian permukaan lain
dari adsorben (Khartikeyan,2004).
(Khartikeyan,2004)
Bir
3.2.2 Variasi Konsentrasi Metilen Biru
Perlakuan variasi konsentrasi ini sama
dengan perlakuan sebelumnya yaitu bertujuan
untuk mengetahui besarnya kapasitas serapan
maksimum dari masing-masing
masing adsorben seiring
dengan semakin tingginya konsentrasi. Setelah
dilakukannya
lakukannya adsorpsi dengan metode kolom
maka dilakukan analisa pengukuran absorbansi
dengan menggunakan spektrofotometer UV –
VIS dengan
engan panjang gelombang maksimum
pada 665 nm, sehingga
ehingga didapat hasil pada tabel
4.3 dan pada gambar 4.6 berikut.
berikut Sedangkan
pada gambar 4.7
.7 diberikan gambar hubungan
hub
konsentrasi dengan kapasitas adsorpsi pada
sistem bacth. :
3000
)

o

t

0,5

s

q

(

t

q

a

i

i

0

2000

ps

s

r

pa

o

0

500

1000

1500

2000

a

s
d

a

w

a

k

(
t

u

m

e

n

i

)
t

1000

k

0
0

k

o

n

10
s

e

n

a
t

s

ii

(

p

20
p

m

)

30

r

ariasi waktu versus persen
Gambar 4.4 Variasi
removal dari abu dasar dengan metode bacth
(Permata Sari, 2010)
Pada
sistem
kolom
semakin
meningkatnya waktu kontak maka semakin
banyak adsorben
sorben mengadsorp metilen biru
biru. Hal
ini pun terjadi pula pada adsorpsi sistem bacth
yaitu dengan
engan bertambahnya waktu kontak
kontak,
jumlah adsorbat yang terserap pada permukaan
adsorben semakin meningkat hingga tercapai
titik setimbang. Dari kedua metode yang ada
baik dengan metode kolom maupun metode
bacth sama – sama mengalami peningkatan
kapasitas adsorpsi dengan waktu kontak yang
lama. Hal yang mempengaruhi adsorp
adsorpsi adalah
kadar karbon yang ada dalam adsorben, karena
semakin
in banyak kadar karbon maka semakin
cepat proses adsorpsi berlangsung. Adsorpsi

Gambar 4.6 Hubungan variasi konsentrasi
konse
dengan kapasitas adsorpsi (qo) pada waktu
optimum dengan sistem kolom
Tabel 4.3 Data pengaruh konsentrasi yang
teradsorp pada waktu optimum
Kapasitas
Co
Absorbansi
Ct
Co –
Ct
Adsorpsi
(mg/L)
(mg/L)
(mg/L) (qo) (mg/g)
6,382
633,764
0,216
0,618
7
0,296
8,939
887,686
1,061
10
1287,189
0,473
2,038 12,962
15
0,624
1502,185
2,873 15,127
18
0,851
1576,266
4,127 15,873
20
0,983
1702,483
4,856 17,144
22
1,025
1977,358
5,088 19,912
25
1,198
21,956
2180,338
6,044
28

15
10
t

q

5
0
0

50
k

o

n

s

100
e

n

a

s

i

(

p

p

mm

150
)

t

r

Gambar 4.7 Variasi
ariasi konsentrasi versus kapasitas
removal dari abu dasar pada sistem batch
(Permata Sari,2010)
Dari gambar 4.6 tersebut tampak
bahwa kemampuan
mampuan penyerapan metilen biru
meningkat seiring dengan meningkatnya
konsentrasi metilen biru. Pada konsentrasi 7
mg/L ke konsentrasi 10 mg/L mengalami
peningakatan, hal tersebut terlihat juga pada saat
konsentrasi metilen biru ditingkatkan maka
kapasitas adsorpsi yang didapat juga semakin
meningkat. Tetapi dari penelitian ini belum
didapatkan konsentrasi maksimum dari metilen
biru yang dapat diadsorp oleh abu dasar
sehingga dimungkinkan masih dapat terjadi
adsorpsi pada konsentrasi yang lebih tinggi hal
ini dikarenakan pada konsentrasi
rasi setelah 28
mg/L masih didapatkan kapasitas adsorpsi yang
semakin meningkat. Peningkatan konsentrasi
disebabkan oleh peningkatan daya dorong yang
lebih besar akibat meningkatnya
atnya konsentrasi
metilen biru.. Alok mittal,V.K Gupta, Arti
malviya,dan Jyotimittal
imittal juga meneliti pengaruh
konsentrasi awal terhadap penyerapan zzat warna
menggunakan abu dasar. Hasil yang diperoleh
menunjukkan bahwa penyerapan zat warna
meningkat dengan meningkatnya
gkatnya konsentrasi
awal zat warna.
na. Pada kedua gambar terlihat
bahwa semakin
kin besar konsentrasi metilen biru
maka semakin besar pula zat yang teradsorp. Hal
ini disebabkan karena peningkatan konsentrasi
zat warna dapat menyebabkan meningkatnya
daya dorong adsorbat
at sehingga banyak metilen
biru yang terserap. Nilai q merupakan bbesarnya
kapasitas penyerapan metilen biru yaitu jumlah
metilen biru yang terserap dalam permukaan
adsorben. Demikian pula pada gambar 4.7
dimana dalam adsorpsi menggunakan sistem

bacth juga mengalami kenaikan kapasitas
adsorpsi dengan meningkatnya konsentrasi
konsentr
metilen biru. Tetapi dalam sistem bacth belum
juga didapatkan konsentrasi maksimum dari
metilen biru dikarenakan semakin besar
konsentrasi maka kapasitas adsorpsi yang
didapat semakin meningkat.
Meningkatnya kekuatan ion akan
menurunkan kapasitas adsorpsi
rpsi jika terjadi daya
tarik elektrostatik antara permukaan adsorben
dengan ion dari adsorbat. Tetapi jika kekuatan
ion meningkat sehingga akan meningkat pula
kapasitas adsorpsi maka tidak terjadi gaya tarik
elektrostatik antara permukaan adsorben dengan
ion
on adsorbat. Peningkatan adsorpsi zat warna
dengan adanya penambahan kekuatan ion
dikarenakan adanya peningkatan dimerisasi dari
pewarna reaktif pada larutan. Dimerisasi
molekul zat warna dipengaruhi oleh induksi ion
garam, sehingga akan meningkatkan adsorpsi
adsor zat
warna pada permukaan adsorben. Dimerisasi zat
warna dijelaskan oleh gaya Van Der Waals (P.
(
Pengthamkeerati, 2007). Janos, dkk dan AlAl
Degs, dkk juga menemukan pengaruh atau
tidaknya kekuatan ion pada adsorpsi zat warna
oleh karbon aktif.
Menurutt penelitian Marmagne (2004)
pengurangan warna pada limbah tekstil dengan
karbon aktif memberikan hasil jenis pewarna
mordant dan asam dapat berkurang 90%, jenis
pewarna direk dan dispersi dapat berkurang
menggunakan
berbagai
adsorben
untuk
mengurangi zat warna dan mendapatkan hasil
bahwa karbon aktif adalah yang paling efektif
dengan pengurangan warna hingga 90%.
Sedangkan
pada
penelitian
Somboon
menggunakan karbon aktif berbahan dasar kayu
untuk mengadsorpsi jenis pewarna direk dengan
intensitas penyerapann mencapai 57-80%.
57
Yassin
(2004) menggunakan karbon aktif komersial
untuk menurunkan intensitas zat warna metilen
biru memberikan hasil pengurangan sebesar 8080
90% .
3.2.3 Penentuan pH optimum
Variasi pH ini dilakukan untuk
mengetahui kondisi pH yang optimum untuk
penyerapan metilen biru. Hasil variasi pH ini
dapat dilihat pada tabel 4.4 dan pada Gambar
4.88 sedangkan pada gambar 4.9 diberikan

gambar hubungan pH dengan kapasitas adsorpsi
pada sistem bacth.
1200
)

o

(

q

1000

i

800

ps

r

o

600

s
d

A

400

s

t

a

i

200

s

pa

0

K

a

0

5

10

H

p

15

Gambar 4.8 Hubungan pH dengan kapasitas
adsorpsi (qo) pada waktu optimum dengan
metode kolom
Tabel 4.4 Data pengaruh pH pada adsorpsi
metilen biru
pH

Absorbansi

Ct
(mg/L)

Co – Ct
(mg/L)

2
3
5
6
8
9
10
11
12

0,160
0,180
0,215
0,223
0,266
0,284
0,306
0,444
0,578

0,309
0,419
0,613
0,713
0,895
0,994
1,116
1,878
3,193

9,691
9,581
9,387
9,287
9,105
9,006
8,884
8,122
6,807

Kapasitas
Adsorpsi (qo)
(mg/g)
962,36
951,43
932,174
922,244
904,171
894,33
882,22
806,55
675,96

5
4,9
t

4,8
q

4,7
4,6
0

5

10
p

15

H

Grafik 4.9 Kurva pH versus kapasitas adsorpsi
abu dasar sistem bacth (Permata Sari,2010)
Gambar 4.8 menunjukkan bahwa
pengaruh pH terhadap proses adsorpsi
menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi metilen
biru menurun dengan semakin tingginya pH.
Kapasitas adsorpsi pada pH asam lebih besar

daripada pH basa. Pada gambar menunjukkan
bahwa pada saat metilen biru dengan pH 2
dengan pH 3 terlihat penurunan kapasitas
adsorpsi dari metilen biru. Hal ini juga
ditunjukkan pada pH lainnya yaitu semakin
menurunnya kapasitas adsorpsi pada metilen
biru seiring meningkatnya pH dari metilen biru.
Pada gambar 4.9 dimana adsorpsi metilen biru
dengan menggunakan metode bacth juga
mengalami hal yang serupa dengan metode
kolom yaitu penurunan kapasitas adsorpsi
dengan meningkatnya pH pada metilen biru.
Hasil penelitian ini juga diperkuat oleh
penelitian dari Adnan,dkk, (2006) bahwa
tingginya proses adsorpsi pada pH asam
dikarenakan meningkatnya protonasi oleh
penetralan muatan negatif dari permukan
adsorben. Sistem reaksi- difusi adalah
konsentrasi dari satu atau lebih substansi
terdistribusi dalam ruang berubah karena
pengaruh dua proses yaitu reaksi kimia lokal
dimana substansi diubah menjadi yang lain, dan
difusi yang menyebabkan substansi menyebar
dalam ruang.
R – Cl(aq) + H2O
R – OH(aq) + H+(aq)

R – OH(aq) + HCl(aq)
R - OH2+

Adsorpsi maksimum metilen biru terjadi
pada pH 2 dimana terjadinya kesetimbangan
antara zat warna dengan ion hidroksil didalam
larutan, sehingga zat warna mampu menangkap
ion hidroksil yang ditambahkan dan metilen biru
terus mengalami penurunan kapasitas adsorpsi
pada pH 3 sampai pH 10. Agregasi fasa padat
dari metilen biru diaktifkan oleh karbon
sehingga terjadi interaksi antara kationik pada
dye dan karboksil, karbonil, dan dasar
funsgsional pada struktur karbon aktif (Walker
dan Weatherley, 2001). Jika dianalisa pada
daerah pH netral kemungkinannya pada metilen
biru dapat terjadi oksidasi di permukaannya,
sehingga dapat memberikan muatan positif ke
permukaan karbon (Mohan,dkk, 2002). Pada pH
rendah permukaan dari adsorben menjadi
muatan positif dan akan terjadi serapan dari
kation metilen biru sehingga terjadi pertukaran
adsorpsi (Mohan,dkk, 2002). Selanjutnya pada
pH 11 dan pH 12 terjadi penurunan kapasitas
adsorpsi yang cukup drastis. dikarenakan pH
basa dapat mengganggu peningkatan protonasi

pada larutan metilen biru. Hal ini dikarenakan
-

ion OH yang terlalu banyak dalam larutan tidak
mampu ditangkap oleh zat warna, sehingga
-

masih banyak ion OH yang bebas didalam
larutan yang menyebabkan terjadinya kompetisi
-

antara zat warna dengan ion OH bebas untuk
menempati permukaan karbon aktif yang akan
menurunkan daya adsorpsi zat warna dengan
karbon aktif. Hal lain juga dikarenakan OHakan menetralkan larutan metilen biru sehingga
kecenderungan muatan negatif pada adsorben
tidak menarik adsorbat (Adnan,dkk, 2006). Oleh
karena itu pH 12 terjadi perubahan warna
menjadi ungu setelah mengalami adsorpsi. Pada
pH tinggi permukaan metilen biru akan
meningkatkan kation bermuatan positif melalui
kekuatan elektrostatik tarik menarik. Dengan
meningkatnya kebasaan maka lapisan adsorben
mengalami perubahandari positif ke negative,
oleh karena itu dapat menurunkan kapasitas
adsorpsi (Gupta,dkk, 2003)
3.3 SEM
Morfologi abu dasar dipelajari dengan
menggunakan mikroskop elektron (SEM). Hasil
SEM dari abu dasar murni ditunjukkan pada
gambar 2.2. Pada gambar dapat terlihat bahwa
abu dasar yang digunakan dalam penelitian ini
berbentuk seperti bola dan bentuknya tidak
beraturan. Permukaan abu dasar halus dan kasar.
Hal inilah yang berfungsi ketika abu dasar
digunakan sebagai adsorben untuk memisahkan
limbah zat warna.

Gambar 4.10 (a) SEM perbesaran
1000x.(b)SEM perbesaran 10000x dari abu dasar
Gambar 4.10 merupakan hasil SEM dari
abu dasar yang telah mengadsorp metilen biru.
Pada gambar terlihat bahwa partikel abu dasar

tidak terlihat lagi karena tertutupi oleh metilen
biru. Hal ini menunjukkan bahwa adsorpsi
metilen biru pada abu dasar termasuk jenis
adsorpsi fisika. Adsorpsi fisika terjadi bila gaya
intermolekular lebih besar dari gaya tarik antar
molekul atau gaya tarik menarik yang relatif
lemah antara adsorbat dengan permukaan
adsorben, gaya ini disebut gaya Van der Waals
sehingga adsorbat dapat bergerak dari satu
bagian permukaan ke bagian permukaan lain
dari adsorben (Khartikeyan, 2004).
4.
Kesimpulan
Berdasarkan hasil dan pembahasan, maka dapat
disimpulkan bahwa:
1. Laju alir maksimum pada adsorpsi
metilen biru ini adalah 1,6 mL/menit.
Sehingga semakin meningkat laju alir
maka
semakin
turun
kapasitas
adsorpsinya. Semakin meningkat waktu
kontak maka semakin besar kapasitas
adsorpsi.

2. Berdasarkan hasil variasi konsentrasi
diperoleh bahwa semakin meningkat
konsentrasi, kapasitas adsorpsinya
juga meningkat.
3. pH optimum untuk adsorpsi metilen
biru terjadi pada pH 2.

UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan hidayahNYA
2. Orang tua tercinta dan seluruh keluarga
atas segala doa dan dukungannya baik
berupa material maupun spiritual.
3. Dra.Ita Ulfin M.Si dan Nurul Widiastuti
Ph.D selaku dosen pembimbing yang
telah memberikan waktu, arahan,
pemahaman dan segala diskusi serta
semua ilmu yang bermanfaat selama
penyusunan tugas akhir.
4. Teman – teman dan seperjuangan tugas
akhir, sahabat – sahabat tercinta atas
bantuan, semangat, dan kerjasamanya.

DAFTAR PUSTAKA

Aksu, Z., Gonen, H., Demircan, (2002),
Biosorption of Chromium (VI) Ions by
Mowital®B30H
Resin
Immobilized
Activated Sludge in a Packed Bed:
Comparison with Granular Activated
Carbon, Process Biochem, 38: 175–186

Kementrian Lingkungan Hidup, (2006),”
Pengelolahan Bahan dan Limbah
Berbahaya
dan
Beracun”,
www.Lingkunganhidup.com
Kroschwitz, Jacqueline(ed), (2009),”Polymers:
Polymer Characterization and Analysis”,
John Wiley and Sons: USA.

Aksu, Z. dan Gonen, H., (2004), Biosorption of
Phenol by Immobilized Activated Sludge
in A Continuous Packed Bed: Prediction
of
Breakthrough
Curves,
Process
Biochem, 39: 599–613

Lara Abramian, and Houssam El-Rassy, (2000),
”Adsorption
kinetics
and
thermodynamics of azo-dye Orange II
onto highly porous titania aerogel”,
Journal Dyes and Pigment, Elsevier

Chindaprasirt, Prinya, (2008), “Comparative
Study on the Charateristics of fly ash
and Bottom ash Geopolymers”,
Journal of Waste Management, P.1-5
Dincer, Gunes, dkk., (2006), “Comparison
of Actived Carbon and Bottom Ash
for Removal Dye from Aqueos
Solution”,Journal
Bioresource
Technology, hal 834-839

Molina,

A. and Poole, C, (2004), “A
Comparative Study Using Two Methods
To Produce Zeolite from Fly Ash”,
Minerals Engineering, 17, hal 167 – 173

Noor

dan Slamet, (2008) “Tinjauan
Kesetimbangan Adsorpsi Tembaga
Dalam Limbah Pencuci PCB dengan
Zeolit”, Skripsi Universitas Tinggi
Teknologi Nuklir- Batan, Yogyakarta.

Dizge, dkk., (2007), “ Adsorption or Reactiv
Dyes from Aqueos Solutions by Fly
Ash: Kinetic and equilibrium
Studies”, Journal of Hazardous
Materials, Elseviers.
Harvey

David,
(2000),
“Analitycal
Chemistry”, Mc.Graw Hill, Osborne.

Hermanus, Patrick A.Y, (2001), “Perilaku
Penggunaan Bottom Ash Pada
Campuran Aspal Beton’, Skripsi
Universitas Kristen Petra, Surabaya.
Irvan, Renita, dkk, (2004), “Perombakan Zat
Warna Azo Reaktif Secara anaerob –
aerob”, Skripsi Universits Sumatera
Utara.
Karthikeyan, G., Anbalagan, K., Andal, N.M.
2004. Adsorption Dynamics and
equilibrium Studies of Zn(II) onto
Chitosan. Indian Journal Chemical
Science. 116. pp. 119-127

Rastogi dan Sahu, dkk., (2008), “Removal of
Methylene Blue from Waterwaste Using
Fly Ash an Adsorbent Adsorption
Kinetics and Mechanism of Cationic
Methyl Violet and Methylen BlueDyes
Onto Sepiolite”, Journal of Hazardous
Materials, hal 531-540.

Ruthven, See. (1984), “Principles of
Adsorption and adsorption process”,
john wiley, New York, Hal.124.
Sen,

S. and Demirer, G.N, (2003),
“Anaerobic Treatment of Synthetic
Textile Wastewater Containing a
Reactiv Azo Dye, Journal of
Enviromental Engineering (ASCE)”,
Hal. 129.595-601.

Sook Shim, Young, et al, (2002), “The
adsorption characteristics of heavy
metals by various particle sized of

MSWI bottom ash”, Journal of waste
management, P.851-857
Wan Ngah, W.S., 2002. Removal Copper (II)
ions from aqueous Solution onto
Chitosan and Cross-linked Chitosan
Beads. Reactive and Functional
Polymers. 50, 181-190
Yanti, (2009), “Sintesis Zeolit A dan Zeolit AKarbon dari Abu Dasar PT.IPMOMI
PAITON dengan metode fusi”, Thesis
Kimia FMIPA ITS, Surabaya.

Sponsor Documents

Or use your account on DocShare.tips

Hide

Forgot your password?

Or register your new account on DocShare.tips

Hide

Lost your password? Please enter your email address. You will receive a link to create a new password.

Back to log-in

Close