arachis hypogaea l.) sebagai adsorben dalam …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · penentuan...

50
1 SINTESIS ARANG AKTIF KULIT KACANG TANAH (Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM PENURUNAN KADAR ANION SULFIDA DENGAN INTERFERENSI ANION NITRIT Skripsi Disajikan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Program Studi Kimia Oleh Dhewi Gandaningrum 4311412076 JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016

Upload: duongtu

Post on 13-Mar-2019

223 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

1

SINTESIS ARANG AKTIF KULIT KACANG TANAH

(Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM

PENURUNAN KADAR ANION SULFIDA DENGAN

INTERFERENSI ANION NITRIT

Skripsi

Disajikan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia

Oleh

Dhewi Gandaningrum

4311412076

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2016

Page 2: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

ii

ii

PERNYATAAN

Saya menyatakan bahwa skripsi ini bebas plagiat, dan apabila di kemudian hari

terbukti terdapat plagiat dalam skripsi ini, maka saya bersedia menerima sanksi

sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan.

Semarang, 8 Juni 2016

Dhewi Gandaningrum

4311412076

Page 3: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

iii

iii

PERSETUJUAN PEMBIMBING

Skripsi ini telah disetujui oleh pembimbing untuk diajukan ke Sidang

Panitia Ujian Skripsi Jurusan Kima, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam, Universitas Negeri Semarang.

Semarang, 8 Juni 2016

Pembimbing I, Pembimbing II,

Drs. Eko Budi Susatyo, M.Si Agung Tri Prasetya, S.Si, M.Si

NIP. 196511111990031003 NIP. 196904041994021001

Page 4: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

iv

iv

PENGESAHAN

Skripsi yang berjudul :

“Sintesis Arang Aktif Kulit Kacang Tanah (Arahis Hypogaea L.) Sebagai

Adsorben dalam Penurunan Kadar Anion Sulfida dengan Interferensi Anion

Nitrit”

disusun oleh :

Nama : Dhewi Gandaningrum

NIM : 4311412076

telah dipertahankan di hadapan Pantia Skripsi FMIPA UNNES pada tanggal 16

Juni 2016

Panitia:

Ketua Sekretaris

Prof. Dr. Zaenuri, S.E, M.Si,Akt Dr. Nanik Wijayati, M.Si

NIP. 196412281988031001 NIP. 196910231996032002

Ketua Penguji

Drs. Wisnu Sunarto, M.Si

NIP. 195207291984031000

Anggota Penguji/ Anggota Penguji/

Pembimbing I Pembimbing II

Drs. Eko Budi Susatyo, M.Si Agung Tri Prasetya, S.Si, M.Si

NIP. 196511111990031003 NIP. 196904041994021001

Page 5: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

v

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Motto

“Kami akan menguji kamu dengan keburukan dan kebaikan sebagai cobaan

(yang sebenar-benarnya)” (Al-Anbiya’:35)

Jika kekayaanmu berlebih sumbangkan hartamu... Jika kekayaanmu sedikit,

sumbangkan hatimu... (IG: PepatahIslam)

Pelangi kan terlihat indah setelah hujan. Laut kan tenang bak cermins elepas badai. Emas kan elok setelah disepuh. Gaharu kan harum setelah di bakar. Permata kan bernilai setelah didulang.

Tak perlu menjelaskan tentang dirimu pada siapapun. Karena yang

menyukaimu tidak membutuhkannyya dan yang membencimu tidak akan

mempercayainya -Ali Bin Abi Thalib-

Skripsi ini kupersembahkan untuk:

Bapak dan Ibu terkasih yang tak putus do’a untukku

Kakakku Meilina dan Adikku Banu tercinta

Sahabat terbaikku Lina Lathifa

Teman-teman seperjuanganku Kimia Angkatan 2012

Page 6: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

vi

vi

PRAKATA

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan kasih dan

kemurahan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

“Sintesis Arang Aktif Kulit Kacang Tanah (Arahis Hypogaea L.) Sebagai Adsorben

dalam Penurunan Kadar Anion Sulfida dengan Interferensi Anion Nitrit”. Selama

menuyusun skripsi ini, penulis telah banyak menerima bantuan, kerjasama, dan

sumbangan pemikiran dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini

penulis sampaikan ucapkan terimakasih kepada:

1. Rektor Universitas Negeri Semarang.

2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

Negeri Semarang.

3. Ketua Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Semarang.

4. Ketua Prodi Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Semarang.

5. Drs. Eko Budi Susatyo, M.Si sebagai Pembimbing I yang telah memberikan

nasihat, motivasi, arahan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

6. Agung Tri Prasetya, S.Si, M.Si sebagai Pembimbing II yang telah

memberikan nasihat, arahan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

7. Drs. Wisnu Sunarto, M.Si sebagai Penguji yang telah memberikan saran

kepada penulis, sehingga dapat menyelesesaikan skripsi ini.

8. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia yang telah memberikan bekal dalam

penyusunan skripsi ini

9. Kedua orang tua terkasih, Bapak Rudjito dan Ibu Kedung Pujiati atas doa

yang tak pernah putus, nasihat, pengertian dan motivasi yang diberikan

kepada penulis.

10. Kakaku, Meilina dan adikku Banu tersayang atas doa dan dukungan kepada

penulis.

Page 7: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

vii

vii

11. Seluruh laboran serta teknisi laboratorium Kimia UNNES atas bantuan yang

diberikan selama pelaksanaan penelitian.

12. Seluruh pegawai BPIK Jawa Tengah atas bantuan yang diberikan selama

pelaksanaan penelitian.

13. Sahabat-sahabat tersayangku (Lina, Tari, Ittaqo, Solikah, Hani, Aan, Nia,

Aisyah, Tanti, Dina, Rahmi, Diana, Agung, Wiji) atas semangat dan

dukungannya.

14. Teman-teman seperjuangan Kimia 2012 atas dukungannya dan

kebersamaannya.

Semoga Skripsi dapat bermanfaat bagi pembaca dan semua pihak yang

membutuhkan.

Semarang, 8 Juni 2016

Penulis

Page 8: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

viii

viii

ABSTRAK

Gandaningrum, D. 2016. Sintesis Arang Aktif Kulit Kacang Tanah (Arachis

Hypogaea L.) Sebagai Adsorben dalam Penurunan Kadar Anion Sulfida dengan

Interferensi Ion Nitrit. Skripsi, Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang. Pembimbing Drs. Eko Budi

Susatyo, M. Si, Agung Tri Prasetya, S.Si, M. Si

Kata kunci: Arang aktif, kulit kacang tanah, adsorpsi, ion sulfida, interferensi, ion

nitrit

Kadar ion sulfida dalam perairan dapat memberikan dampak negatif

terhadap lingkungan jika melebihi baku mutu. Baku mutu pada limbah industri

tekstil yang telah ditetapkan untuk parameter ion sulfida sebesar 0,3 mg/L. Agar

memenuhi baku mutu yang ditetapkan maka harus dilakukan pengolahan terhadap

limbah cair tersebut sebelum dibuang ke badan perairan. Salah satu metode yang

dapat dilakukan adalah metode adsorpsi. Dengan metode ini dibutuhkan suatu

adsorben yang efektif untuk mengadsorpsi ion sulfida. Arang aktif kulit kacang

tanah ini bisa dijadikan adsorben yang efektif dalam proses adsorpsi ion sulfida.

Sintesis arang aktif ini dilakukan dengan mengarangkan kulit kacang tanah dan

diayak dengan ukuran 100 mesh. Arang kulit kacang tanah diaktifkan dengan asam

sulfat. Kajian karakterisasi yang dilakukan kadar air, kadar abu, dan daya serap

iodin. Hasil yang diperoleh berturut-turut ialah 3,96%, 3,03%, 281,3015 mg/g.

Arang aktif ini diaplikasikan untuk menurunkan kada ion sulfida dalam larutan dan

sampel limbah industri tekstil. Optimasi yang dilakukan diantaranya pH, waktu

kontak, dan kosentrasi. Kondisi optimum yang didapat terjadi pada pH 12, waktu

kontak 30 menit, konsentrasi ion sulfida 6 ppm yang memiliki kapasitas sebesar

2,5615 mg/g. Kajian interferensi ion nitrit dilakukan untuk memngetahui pengaruh

adsorpsi ion sulfida oleh arang aktif kulit kacang tanah. Kajian interferensi tidak

terjadi persaingan antara ion nitrit dan sulfida. Hal ini terjadi kemungkinan karena

ion nitrit lebih kuat daripada ion sulfida sehingga ion nitrit tidak terhidrolisis dan

tidak membentuk senyawa baru yang stabil maka jumlah ion sulfida yang terserap

semakin banyak dengan bertambahnya konsentrasi ion nitrit. Sampel yang

digunakan untuk aplikasi adalah limbah industri tekstil. Hasil adsorpsi sampel yang

diperoleh sebesar 0,7945 mg/g. Kajian kesetimbangan adsorpsi yang diperoleh

sesuai dengan adsorpsi isoterm Langmuir.

Page 9: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

ix

ix

ABSTRACT

Gandaningrum, D. 2016. Synthesis Active Charcoal Leather Peanut (Arachis

hypogaea L.) As Adsorbent in A Decrease in Levels of Sulfide Anions with Nitrite

Ion Interference. Minithesis, Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and

Natural Sciences, State University of Semarang. Supervisor Drs. Eko Budi Susatyo,

M.Si, Agung Tri Prasetya, S.Si., M.Si

Keywords: Activated charcoal, shell peanuts, adsorption, ion sulfide, interference,

nitrite ions

Sulfide ion levels in water may be a negative impact on the environment if

it exceeds quality standards. The quality standards set for sulfide ion parameter of

0.3 mg/L. In order to meet the quality standards set should be performed the

processing of wastewater containing sulfides before being discharged into the water

body. One method that can be done is the adsorption method. With this method

required an adsorbent effective to adsorb sulfide ion. Activated charcoal peanut

shell can be used as an effective adsorbent in the adsorption process sulfide ions.

Synthesis of activated charcoal is done with peanut skins char and sieved to 100

mesh size. Charcoal peanut shell activated with sulfuric acid. Characterization

studies conducted moisture content, ash content, and the absorption of iodine. The

results obtained are respectively 3.96%, 3.03%, 281.3015 mg/g. Activated charcoal

is applied to lower kada sulfide ions in solution and waste samples textile industry.

Optimization is done such as pH, contact time and concentration. The optimum

conditions obtained occurs at pH 12, the contact time of 30 minutes, 6 ppm sulphide

ion concentration that has a capacity of 2.5615 mg/g. Studies conducted for the

nitrite ion interference memngetahui sulfide ion adsorption effects by activated

charcoal shell peanuts. Study of interference does not occur rivalry between nitrite

and sulfide ion. This is likely due to nitrite ions is stronger than sulfide ions so that

the nitrite ion is not hydrolyzed and does not form a new compound which is stable

the amount of sulfide ions are absorbed more by increasing the concentration of

nitrite ions.The sample used for the application is industrial waste textiles. The

results of adsorption of samples obtained at 0.7945 mg/g. Study of adsorption

equilibrium is obtained in accordance with the Langmuir adsorption isotherm.

Page 10: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

x

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN .............................................................. ii

PERSETUJAN PEMBIMBING............................................................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ........................................................................... v

PRAKATA ............................................................................................................. vi

ABSTRAK ........................................................................................................... viii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL xii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv

BAB

1. PENDAHULAN .................................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang ............................................................................................ 1

1.2. Rumusan Masalah ....................................................................................... 5

1.3. Tujuan Penelitian ........................................................................................ 5

1.4. Manfaat Penelitian ...................................................................................... 6

2. TINJAUAN PUSTAKA..................................................................................... 8

2.1. Kacang Tanah ............................................................................................. 8

2.2. Arang dan Arang Aktif ............................................................................... 9

2.3. Arang Aktif Kulit Kacang Tanah .............................................................. 14

2.4. Pencemaran Air ......................................................................................... 16

2.5. Limbah Cair .............................................................................................. 18

2.6. Ion Sulfida ................................................................................................. 20

2.7. Interferensi ................................................................................................ 25

2.8. Ion Nitrit .................................................................................................... 26

2.9. Bilangan Iodin ........................................................................................... 27

2.10. Isoterm Adsorpsi ...................................................................................... 28

3. METODE PENELITIAN ................................................................................. 30

3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian .................................................................... 30

Page 11: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

xi

xi

3.2. Sampel ....................................................................................................... 30

3.3. Variabel Penelitian .................................................................................... 30

3.3.3. Variabel bebas ................................................................................ 30

3.3.3. Variabel terikat ............................................................................... 30

3.3.3. Variabel terkendali ......................................................................... 31

3.4. Alat ............................................................................................................ 31

3.5. Bahan ........................................................................................................ 31

3.6. Prosedur Penelitian ................................................................................... 32

3.6.1. Pembuatan Larutan Iodin 0,1 N ...................................................... 32

3.6.2. Pembuatan Larutan Na2S2O3 0,1 N................................................. 32

3.6.3. Pembuatan KBrO3 0,1 N ................................................................. 32

3.6.4. Larutan Amilum 1% ....................................................................... 32

3.6.5. Standarisasi Na2S2O3 dengan KBrO3 ............................................. 32

3.6.6. Pembuatan Arang Aktif Kulit Kacang Tanah ................................ 33

3.6.7. Aktivasi Arang Aktif Kulit Kacang Tanah ..................................... 33

3.6.8. Karakterisasi Arang Aktif Kulit Kacang Tanah ............................. 33

3.6.9. Pembuatan Larutan Kalibrasi Sulfida ............................................. 35

3.6.10. Penentuan Kondisi Optimum ....................................................... 36

3.6.11. Interferensi dengan Ion Nitrit ....................................................... 38

3.6.12. Uji Ion Sulfida dalam Limbah Tekstil ......................................... 39

4. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................ 41

4.1. Karakteristik Arang Aktif Kulit Kacang Tanah ........................................ 41

4.2. Penentuan Kondisi Optimum Adsorpsi S2- oleh Arang Aktif

Kulit Kacang Tanah .................................................................................. 44

4.2.1. Penentuan pH Optimum ................................................................. 44

4.2.2. Penentuan Waktu Kontak Optimum ............................................... 45

4.2.3. Penentuan Konsentrasi Optimum ................................................... 47

4.3. Penentuan Kapasitas dan Energi Adsorpsi Ion Sulfida (S2-)..................... 48

4.4. Interferensi dengan Ion Nitrit (NO2-) ........................................................ 50

4.5. Uji Ion Sulfida (S2-) Dalam Limbah Tekstil ............................................. 51

5. SIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 52

5.1. Simpulan ................................................................................................... 52

5.2. Saran ......................................................................................................... 53

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 54

LAMPIRAN ...................................................................................................... 58

Page 12: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

xii

xii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Komposisi Kimia Kulit Kacang Tanah ........................................................... 8

2.2 Persyarat Arang Aktif Standar Nasional Indonesia (SNI) 06-3730-1995 ..... 14

Page 13: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

xiii

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Siklus Sulfur Di Alam ...................................................................................... 22

2.2 Plot Antara Log x/m Terhadap Log C.............................................................. 30

2.3 Kurva Persamaan Isoterm Adsorpsi Langmuir ................................................ 31

4.1 Penentuan Daya Serap Terhadap Iodin ............................................................ 43

4.2 Distribusi H2S dalam Air ................................................................................. 44

4.3 Grafik Hubungan Antara pH Larutan Sulfida dengan Adsorpsi

Ion Sulfida (S2-) ............................................................................................... 45

4.4 Grafik Hubungan Antara Waktu Kontak dengan Adsorbsi

Ion Sulfida (S2-) ............................................................................................... 46

4.5 Grafik Hubungan Antara Konsentrasi Sulfida dengan Adsorpsi

Ion Sulfida (S2-) ............................................................................................... 47

4.6 Grafik Linearitas Langmuir.............................................................................. 48

4.7 Grafik Linearitasi Freundlich .......................................................................... 49

4.7 Pengaruh Interferensi Ion Nitrit (NO2-) dalam Penyerapan

Ion Sulfida (S2-) ............................................................................................... 50

Page 14: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

xiv

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Skema Kerja Penelitian .................................................................................... 61

2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ...................................................... 72

3. Data Penentuan Daya Serap ............................................................................. 73

4. Data Penentuan pH Optimum .......................................................................... 75

5. Data Penentuan Waktu Kontak Optimum ........................................................ 78

6. Data Penentuan Konsentrasi Optimum ............................................................ 82

7. Data Penentuan Kapasitas dan Energi Adsoprsi Ion S2- .................................. 89

8. Data Penentuan Interferensi Ion Nitrit (NO2-) ................................................. 91

Page 15: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan utama bagi kehidupan di bumi, sehingga tidak

akan ada kehidupan jika di bumi tidak ada air. Namun, air dapat menjadi

malapetaka bilamana tidak tersedia dalam kondisi yang benar, baik kualitas maupun

kuantitasnya. Air yang berkondisi baik sangat didambakan oleh manusia, baik

untuk keperluan hidup sehari-hari, untuk keperluan industri, untuk kebersihan

sanitasi kota, maupun untuk keperluan pertanian dan lain sebagainya.

Pesatnya persaingan perindustrian tekstil di era ini membuat penangan

limbah cair hasil samping dari aktivitas industri menjadi kesulitan tersendiri.

Masuknya cemaran limbah dalam badan air mengakibatkan karakter fisika dan

kimia dari sumber daya air berubah. Limbah cair tersebut mengandung bahan-

bahan berbahaya dan beracun yang keberadaannya dalam perairan dapat

menghalangi sinar matahari untuk menembus lingkungan akuatik, sehingga

mengganggu estetika badan perairan akibat munculnya bau busuk.

Pencemaran pada badan-badan air termasuk sungai, akan mengganggu

kehidapan normal ikan-ikan yang hidup di dalamnya. Dengan adanya pencemaran

air menyebabkan menurunnya kualitas perairan, sehingga daya dukung perairan

tersebut terhadap organisme akuatik yang hidup di dalamnya akan turun. Masalah

pencemaran air menimbulkan berbagai akibat, bau yang bersifat biologi, fisik

Page 16: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

2

maupun kimia. Akibat biologi yang terlihat jelas di perairan-perairan antara lain

berupa kematian ikan atau sekurang-kurangnya berupa kelainan struktural maupun

fungsional ke arah abnormal (Alkassasbeh, 2009).

Limbah cair yang dibuang dalam badan air harus memenuhi baku mutu yang

telah ditetapkan oleh pemerintah setempat. Agar dapat memenuhi baku mutu,

limbah cair harus diolah secara terpadu, baik yang dihasilkan selama proses

produksi maupun setelah proses produksi. Pengolahan limbah cair di dalam proses

produksi dimaksudkan untuk meminimalkan volume, konsentrasi, dan toksisitas

limbah. Pengolahan limbah cair setelah proses produksi dimaksudkan untuk

menurunkan atau bahkan menghilangkan kadar bahan pencemar yang terkandung

di dalamnya, sampai limbah cair ini memenuhi syarat untuk dapat dibuang

(memenuhi baku mutu yang ditetapkan).

Salah satu kandungan limbah cair industri tekstil yang menyebabkan

pencemaran pada badan perairan adalah ion sulfida. Limbah cair yang mengandung

ion sulfida dalam badan perairan sangat membahayakan dan mengganggu

kelangsungan hidup oleh makhluk hidup disekitarnya. Sifat ion sulfida yang sangat

toksik jika masuk kedalam tubuh makhluk hidup harus menjadi pemantauan

khusus. Menurut Keputusan Menteri Negera Lingkungan Hidup No: KEP-

51/MENLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri

menyatakan bahwa mutu air limbah industri tekstil untuk kadar ion sulfida memiliki

ambang batas yaitu 0,3 mg/L. Agar memenuhi baku mutu yang ditetapkan maka

harus dilakukan pengolahan terhadap limbah cair yang mengandung ion sulfida

sebelum dibuang ke badan perairan.

Page 17: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

3

Beberapa metode lain yang telah dikembangkan untuk menurunkan kadar

cemaran dalam limbah cair dari badan perairan, misalnya teknik presipitasi,

evaporasi, elektrokimia, dan pemakaian resin. Pengolahan limbah secara fisika dan

kimia yang sudah ada sangat memerlukan biaya yang tidak sedikit dan memberi

masalah lingkungan yang baru, yaitu dihasilkannya lumpur dalam jumlah yang

besar. Metode ini dianggap kurang efektif karena dalam proses pengoprasiannya

memerlukan biaya yang tidak sedikit. Pada penelitian yang telah dilakukan

menggunakan metode adsorpsi. Teknologi aplikasi adsorpsi yakni menggunakan

bahan biomaterial untuk menurunkan kadar cemaran dalam limbah cair ini menjadi

jalan alternatif saat ini. Metode ini lebih efektif dan memiliki beberapa keuntungan,

diantaranya adalah tidak menghabiskan biaya yang terlalu banyak dalam proses

operasionalnya dan mudah pembuatannya.

Adsorpsi merupakan peristiwa penjerapan suatu zat pada permukaan zat lain

yang terjadi karena adanya ketidakseimbangan gaya tarik pada permukaan zat

tersebut (Siaka, 2002). Adsorben dapat digunakan di bidang industri pangan

maupun non pangan. Beberapa kegunaan adsorben diantaranya adalah untuk

memurnikan udara dan gas, menurunkan pelarut, penghilang bau dalam pemurnian

minyak nabati dan gula, penghilangan warna produk-produk alam dan larutan

(Lynch, 1990), serta untuk penjerap zat warna dalam pengolahan limbah industri

tekstil.

Bagi sebagian orang mungkin kulit kacang tanah tidak memiliki arti. Seperti

di berbagai pedesaan, kulit kacang tanah digunakan untuk pakan ternak, atau

dibuang begitu saja. Padahal kulit kacang tanah termasuk limbah biomassa yang

Page 18: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

4

dapat dimanfaatkan sebagai adsorben yang memiliki gugus hidroksi (-OH) yang

berperan dalam proses penyerapan (Irmawati, 2013). Menurut Susanti (2008) kulit

kacang tanah memiliki komponen kimia air (9,5%), abu (3,6%), protein (8,4%),

selulosa (63,5%), lignin (13,2%) dan lemak (1,8%).

Pada dasarnya gugus aktif selulosa pada kulit kacang tanah ini adalah gugus

hidroksil dan karboksil. Jika dilakukan pengarangan yang memerlukan suhu yang

tinggi maka gugus aktif yang terdapat pada selulosa kulit kacang tanah akan

menguap sehingga tinggal atom karbon terletak pada setiap sudutnya

mengakibatkan tersedianya ruang-ruang dalam struktur arang kulit kacang tanah

yang memungkinkan adsorbat masuk ke dalamnya.

Efek penggunaan bahan kimia mampu meningkatkan jumlah pori-pori

dalam arang kulit kacang tanah. Pemilihan jenis aktivator akan berpengaruh

terhadap kualitas arang aktif. Masing-masing jenis aktivator akan memberikan

pengaruh yang berbeda terhadap luas permukaan maupun jumlah pori-pori arang

aktif yang dihasilkan. Pada penelitian ini menggunakan aktivator H2SO4 untuk

meluaskan pori-pori arang kulit kacang tanah, H2SO4 juga dapat menyerap air yang

terjebak di dalam pori-pori karena H2SO4 bersifat higroskopis, sehingga dapat

meningkatkan kualitas arang aktif.

Sifat limbah industri tekstil yang heterogen terdapat banyak spesies ion

yang mana dapat mempengaruhi lingkungan sekitar. Menurut penelitian Pratiwi

(2010) analisis air limbah industri tekstil terdapat beberapa parameter termasuk ion

sulfida dan ion nitrit. Maka pada penelitian ini dilakukan interferensi ion nitirt pada

saat penjerapan ion sulfida dengan adsorben. Karena jumlah komposisi ion nitrit

Page 19: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

5

dalam limbah industri tekstil lebih banyak setelah ion sulfida (Pratiwi, 2010),

sehingga diketahui sejauh mana ion nitrit menjadi pesaing ion sulfida dalam

penjerapan ion dengan adsorben.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan permasalahan sebagai

berikut:

1. Bagaimana karakteristik arang kulit kacang tanah teraktivasi H2SO4?

2. Pada pH berapakah larutan ion sulfida terserap oleh arang aktif kulit kacang

tanah dengan optimal?

3. Pada waktu kontak berapakah larutan ion sulfida terserap oleh arang aktif kulit

kacang tanah dengan optimal?

4. Pada konsentrasi berapakah larutan ion sulfida terserap oleh arang aktif kulit

kacang tanah dengan optimal?

5. Berapakah kapasitas adsoprsi arang aktif kulit kacang tanah terhadap penurunan

kadar ion sulfida?

6. Bagaimanakah pengaruh adanya interferensi ion nitrit terhadap penyerapan ion

sulfida oleh arang aktif kulit kacang tanah?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Menentukan karakteristik arang kulit kacang tanah teraktivasi H2SO4.

2. Mengetahui pH optimum larutan ion sulfida yang terserap oleh arag aktif kulit

kacang tanah.

Page 20: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

6

3. Mengetahui konsentrasi optimum larutan ion sulfida terserap oleh arang aktif

kulit kacang tanah.

4. Mengetahui waktu kontak optimum penyerapan ion sulfida oleh arang aktif kulit

kacang tanah.

5. Mengetahui nilai kapasitas adsorpsi arang aktif kulit kacang tanah terhadap

penurunan kadar ion sulfida.

6. Mengetahui pengeruh persaingan ion nitrit pada penyerapan ion sulfida oleh

arang aktif kulit kacang tanah.

1.4 Manfaat

Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat kepada

masyarakat, peneliti dan ilmu pengetahuan. Dalam bidang teknologi untuk

mengurangi dan menanggulangi adanya pencemaran oleh ion sulfida yang bersifat

toksik dan membahayakan kesehatan makhluk hidup. Manfaat penelitian ini antara

lain adalah memberikan informasi pH optimum dalam larutan ion sulfida yang

teserap oleh arang aktif kulit kacang tanah dan nilai kapasitas adsorpsi arang aktif

kulit kacang tanah hasil sintesis. Selain itu, dapat juga memberikan informasi

terhadap ilmu pengetahuan tentang konsentrasi optimum larutan ion sulfida yang

terserap oleh arang aktif kulit kacang tanah dan waktu kontak optimum penyerapan

ion sulfida arang aktif kulit kacang tanah serta memberikan informasi tentang

pengaruh ion nitrit terhadap penyerapan ion sulfida oleh arang aktif kulit kacang

tanah hasil sintesis.

Page 21: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

8

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kacang Tanah

Tanaman kacang tanah (Arachis hypogaea L.), yang ditanam di Indonesia

sebetulnya bukanlah tanaman asli, melainkan tanaman yang berasal dari benua

Amerika, tepatnya dari daerah Brazilia (Amerika Selatan). Kacang tanah adalah

tanaman palawija yang berumur pendek. Di Indonesia kacang tanah ditanam di

daerah dataran rendah dengan ketinggian maksimal 1000 meter di atas permukaan

air laut. Daerah yang paling cocok untuk tanaman kacang sebenarnya adalah daerah

dataran dengan ketinggian 0-500 meter di atas permukaan laut. Kacang tanah terdiri

atas kulit (hull) 21-29%, daging biji (kernel) 69-72,40% dan lembaga (germ) 3,10-

3,60% (Ketaren, 1986).

Kulit kacang tanah dapat digunakan sebagai bahan bakar, bahan pembenah

tanah, bahan campuran pembuatan papan hardboard, dan masih cukup baik dipakai

sebagai campuran pakan ternak. Berikut dapat dilihat komposisi kimia kulit kacang

tanah pada Tabel 1.1.

Tabel 2.1. Komposisi kimia kulit kacang tanah

Sumber : Susanti (2008)

Komponen %

Air 9,5

Abu 3,6

Protein 8,4

Selulosa 63,5

Lignin 13,2

Lemak 1,8

Page 22: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

9

Kulit kacang tanah, bagi sebagian orang mungkin tidak memiliki arti. Di

berbagai pedesaan, kulit ini digunakan untuk bahan bakar, pakan ternak, obat

tradisional atau dibuang begitu saja (Sari & Umrotul, 2003).

Kulit kacang tanah mengandung lignin yaitu bahan penguat yang terdapat

bersama-sama dengan selulosa di dalam dinding sel tumbuhan. Adanya ikatan-

ikatan antara komponen-komponen tersebut dengan selulosa dapat mengganggu

proses adsorpsi, agar tidak mengganggu proses adsorpsi, maka harus dihilangkan

dengan penambahan reagen. Penggunaan beberapa reagen seperti H2SO4, K2S,

ZnCl2, dan H3PO4 dapat digunakan sebagai aktivator untuk merusak struktur

selulosa dan lignin, sehingga pori yang diperoleh lebih optimum (Sari dan Umrotul,

2003).

2.2 Arang dan Arang Aktif

2.2.1 Arang

Menurut Cory (2001) arang adalah suatu bahan padat yang berpori dan

merupakan hasil pembakaran dari bahan yang mengandung karbon melalui proses

pirolisis. Sebagian pori-porinya masih tertutup hidrokarbon, ter, dan senyawa

organik lain. Komponenya terdiri dari karbon terikat (fixed carbon), abu, air,

nitrogen dan sulfur.

Proses pirolisis terdiri dari dua tingkat yaitu pirolisis primer dan pirolisis

sekunder. Pirolisis primer adalah proses pirolisis yang terjadi pada suhu 150-300oC

(proses lambat) dan pada suhu 300-400oC (proses cepat). Hasil dari proses pirolisis

primer lambat adalah arang, H2O, CO dan CO2. Sedangkan hasil pirolisis primer

cepat adalah arang, gas, H2O, dan uap. Pirolisis sekunder adalah proses pirolisis

Page 23: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

10

yang terjadi pada gas-gas hasil dan terjadi pada suhu lebih dari 600oC dan hasil

prosesnya adalah CO, H2 dan hidrokarbon. Umumnya proses pirolisis ini digunakan

untuk gasifikasi (Pari, 2003). Pirolisis sering disebut juga sebagai termolisis yaitu

proses terhadap suatu materi dengan menambahkan aksi temperatur yang tinggi

tanpa kehadiran oksigen.

Arang merupakan produk setengah jadi dalam pembuatan arang aktif dan

kualitas arang aktif yang dihasilkan di antaranya dipengaruhi oleh kesempurnaan

proses pengarangan. Pengarangan merupakan salah satu dari proses termokimia

yang dapat mengkonversi biomassa menjadi arang (Worasuwannark et al. 2004).

Proses pengarangan salah satunya dipengaruhi oleh suhu yang akhirnya akan

menentukan kualitas arang yang dihasilkan. Banyaknya arang yang dihasilkan

ditentukan oleh komposisi awal biomassa yaitu semakin banyak kandungan zat

menguap maka semakin sedikit arang yang dihasilkan karena banyak bagian yang

terlepas ke udara (Kementrian BUMN, 2008).

Proses pengarangan ada 4 tahap (Sudrajat dan Salim, 1994 ), yaitu :

1. Pada suhu 100-120°C terjadi penguapan air dan sampai suhu 270°C mulai terjadi

penguapan selulosa. Destilat yang dihasilkan mengandung asam organik dan

sedikit metanol.

2. Pada suhu 270-310°C reaksi eksotermik berlangsung, terjadi penguraian

selulosa secara intensif menjadi larutan pirolignat, gas, kayu, dan sedikit ter.

Asam pirolignat merupakan asam organik dengan titik didih rendah seperti asam

cuka dan metanol, sedangkan gas kayu terdiri atas CO dan CO2.

Page 24: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

11

3. Pada suhu 310-510°C terjadi penguraian lignin, dihasilkan lebih banyak ter,

sedangkan larutan pirolignat menurun, dan produksi gas CO2 menurun,

sedangkan gas CO, CH4, dan H2 meningkat.

4. Pada suhu 500-1000°C merupakan tahap pemurnian arang atau peningkatan

kadar karbon.

Salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas arang adalah cara dan proses

pengolahan (Djatmiko et al. 1981). Menurut Hendra dan Darmawan (2000)

penetapan kualitas arang umumnya dilakukan terhadap kombinasi sifat kimia dan

fisika yaitu:

1. Sifat fisika berupa kadar air

Kadar air merupakan kandungan air dalam arang dengan kondisi kering

udara. Pada saat arang keluar dari tungku pengarangan, kadar air yang terkandung

sangat kecil, biasanya kurang dari 1%. Proses penyerapan air dari udara sangat

cepat, sehingga dalam waktu singkat kadar air mencapai kadar air keseimbangan

dengan udara sekitarnya. Arang yang berkualitas baik yang dipasarkan adalah arang

yang mempunyai kadar air 5-10%.

2. Sifat kimia, antara lain :

a. Kadar abu

Kadar abu merupakan jumlah sisa dari akhir proses pembakaran. Residu

tersebut berupa zat-zat mineral yang tidak hilang selama proses pembakaran. Salah

satu unsur utama abu adalah silika dan pengaruhnya kurang baik terhadap nilai

kalor yang dihasilkan. Kadar abu setiap arang berbeda-beda tergantung jenis kayu,

letak kayu dalam pohon, dan kandungan kulit kayu. Arang yang baik mempunyai

Page 25: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

12

kadar abu sekitar 3%. Semakin rendah kadar abu maka akan semakin baik briket

arang tersebut.

b. Kadar karbon terikat

Kadar karbon terikat adalah fraksi C dalam arang. Kadar karbon terikat

dipengaruhi oleh kadar zat mudah menguap dan kadar abu. Semakin besar kadar

zat menguap dan kadar abu maka akan menurunkan kadar karbon terikat. Kadar

karbon terikat dalam arang kayu berkisar 50-95%. Arang kayu yang berkulitas baik

yang mempunyai kadar karbon terikat antara 70-80%.

c. Nilai kalor bakar

Nilai kalor bakar adalah nilai panas yang ditimbulkan oleh arang akibat

adanya reaksi pembakaran pada volum tetap. Arang dengan nilai kalor bakar yang

tinggi sangat disukai, baik untuk keperluan rumah tangga ataupun industri.

Menurut Smisek dan Cerney (1970) dalam Pari et al. (2006), arang yang berkualitas

harus memenuhi syarat-syarat sebagi berikut :

1. Mempunyai kandungan arang (fixed carbon) diatas 75%

2. Cukup keres ditandai dengan tidak mudah dan hancur

3. Kadar abunya tidak lebih dari 5%

4. Kadar zat menguapnya tidak lebih dari 15%

5. Kadar airnya tidak lebih dari 15%

6. Tidak tercemar oleh unsur-unsur yang membahayakan atau kotoran lainnya

2.2.2 Arang aktif

Arang aktif merupakan karbon non grafit. Luas permukaan arang aktif

berkisar antara 300-3500 m2/gram, hal ini berhubungan dengan struktur pori

Page 26: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

13

internal yang menyebabkan arang aktif mempunyai sifat sebagai adsorben. Struktur

pori internal yang dimaksud adalah tumpukan lapisan berongga yang ditata

sedemikian rupa sehingga menyerupai spon. Arang aktif dapat mengadsorpsi gas

dan senyawa-senyawa kimia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif, tergantung

pada besar atau volume pori-pori dan luas permukaan (Sembiring, 2003).

Penyelidikan dengan sinar –X menunjukkan bahwa arang aktif tersusun atas

atom-atom karbon yang dalam penataanya cenderung tidak beraturan atau kasar

dalam rentang jarak antar atom yang pendek. Para ahli menduga bahwa struktur

sebenarnya merupakan tumpukan dari lapisan-lapisan (lamellar) yang terikat

dengan gaya Van Der Walls yang tidak begitu kuat. Dugaan ini cukup beralasan

karena bahan baku dari arang aktif adalah tumbuhan yang mengandug selulosa,

lignin, dan sejumlah senyawa karbon lainya (Keenan, 1986).

Menurut Tryana dan Sarma (2003), berdasarkan penggunaannya arang aktif

terbagi menjadi dua tipe yaitu arang aktif sebagai pemucat dan arang aktif sebagai

penyerap uap. Karena hal tersebut maka arang aktif digunakan oleh kalangan

industri dan hampir 60% produksi arang aktif di dunia dimanfaatkan oleh industri

gula, pembersih minyak dan lemak, industri kimia dan farmasi.

Arang aktif yang baik adalah yang memiliki kualitas yang telah memenuhi

standar. Kualitas arang aktif dinilai berdasarkan persyarat Standar Nasional

Indonesia (SNI) 06-3730-1995 pada Tabel 2.2.

Page 27: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

14

Tabel 2.2. Persyarat arang aktif standar nasional Indonesia (SNI) 06-3730-1995

Jenis persyaratan Parameter

Kadar air Maksimum 15%

Kadar abu Maksimum 10%

Kadar zat menguap Maksimum 25%

Kadar karbon terikat Minimum 65%

Daya serap terhadap yodium Minimum 750 mg/g

Daya serap terhadap benzena Minimum 25 %

2.3 Arang Aktif Kulit Kacang Tanah

Arang merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95% karbon,

dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan pada

suhu tinggi. Ketika pemanasan berlangsung, diusahakan agar tidak terjadi

kebocoran udara di dalam ruangan pemanasan, sehingga bahan yang mengandung

karbon tersebut hanya terkarbonisasi dan tidak teroksidasi. Bahan baku yang

berasal dari hewan, tumbuh-tumbuhan, limbah ataupun mineral yang mengandung

karbon dapat dibuat menjadi arang aktif, antara lain: tulang, kayu lunak, sekam,

tongkol jagung, tempurung kelapa, sabut kelapa, ampas penggilingan tebu, ampas

pembuatan kertas, serbuk gergaji, kayu keras dan batubara (Sembiring, 2003).

Arang selain digunakan sebagai bahan bakar, juga dapat digunakan sebagai

adsorben (penyerap). Daya serap ditentukan oleh luas permukaan partikel dan

kemampuan ini dapat menjadi lebih tinggi jika arang tersebut dilakukan aktivasi

dengan aktivator bahan-bahan kimia ataupun dengan pemanasan pada temperatur

tinggi. Dengan demikian, arang akan mengalami perubahan sifat fisika dan kimia.

Arang yang demikian disebut sebagai arang aktif.

Menurut Juliandini (2008), pembuatan arang aktif berlangsung 3 tahap yaitu

proses dehidrasi, proses karbonisasi dan proses aktivasi.

Page 28: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

15

a. Proses dehidrasi

Proses ini dilakukan dengan memanaskan bahan baku sampai suhu 105 °C

selama 24 jam dengan tujuan untuk menguapkan seluruh kandungan air pada bahan

baku.

b. Proses karbonisasi

Proses karbonisasi adalah peristiwa pirolisis bahan dan akan terjadi proses

dekomposisi komponen. Proses ini merupakan peristiwa lanjutan dari pemanasan

bahan baku yang mencapai suhu 600-1000°C. Selama proses ini, unsur-unsur bukan

karbon seperti hidrogen dan oksigen dikeluarkan dalam bentuk gas dan atom yang

terbebaskan membentuk kristal grafit. Proses karbonisasi akan menghasilkan 3

komponen pokok, yaitu karbon atau arang, tar, dan gas (CO2, CO, C-H, H). Tahap

karbonisasi akan menghasilkan karbon yang mempunyai struktur pori lemah. Oleh

karena itu, arang masih memerlukan perbaikan struktur porinya melalui proses

aktivasi.

c. Proses aktivasi

Aktivasi adalah suatu perubahan fisika dan permukaan karbon aktif menjadi

jauh lebih banyak, karena hidrokarbon yang terkandung didalamnya dihilangkan.

Untuk memperoleh arang yang berpori dan luas permukaan yang besar, dapat

diperoleh dengan cara mengaktivasi bahan. Ada dua cara dalam melakukan proses

aktivasi yaitu:

a. Aktivasi fisika (vapor adsorben carbon)

Proses aktivasi dilakukan dengan mengalirkan uap atau udara ke dalam

reaktor pada suhu tinggi (800-1000°C). Proses ini harus mengontrol tinggi suhu dan

Page 29: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

16

besarnya uap atau udara yang dipakai sehingga dihasilkan karbon aktif dengan

susunan karbon yang padat dan pori yang luas.

b. Aktivasi kimia (chemical impregnating agent)

Metode ini dilakukan dengan cara merendam bahan baku pada bahan kimia

(H3PO4, ZnCl2, CaCl2, K2S, HCl, H2SO4, NaCl, Na2CO3) sebelum proses

karbonisasi. Eka (2013) sumber arang aktif berasal dari limbah pertanian yaitu kulit

kacang tanah dan aktivator yang digunakan adalah ZnCl2, dapat dijadikan reaktor

biosand filter dalam menurunkan kadar COD dan BOD beruturut-turut 43,75% dan

37,68%. Berdasarkan hasil penelitian Putranto dan Razif (2005), menggunakan

arang aktif dari kulit biji mete yang diaktivasi dengan H3PO4, ZnCl2 dan NaOH

untuk menurunkan kadar fenol. Berdasarkan hasil penelitian tersebut, penurunan

fenol terbesar didapatkan oleh karbon aktif dengan aktivator ZnCl2 yaitu sebesar

98,5%.

2.4 Pencemaran Air

Air merupakan kebutan pokok bagi kehidupan manusia di bumi ini,

terutama dalam kegiatan industri dan teknologi. Kegiatan industri dan teknologi

tidak dapat terlepas dari kebutuhan akan air. Di dalam kegiatan industri dan

teknologi, air yang telah digunakan (air limbah industri) tidak boleh langsung

dibuang ke lingkungan karena dapat menyebabkan pencemaran. Air tersebut harus

diolah terlebih dahulu agar mempunyai kualitas yang sama dengan kualitas air

lingkungan. Jadi air limbah industri harus mengalami proses daur ulang sehingga

dapat digunakan lagi atau dibuang kembali ke lingkungan tanpa menyebabkan

pencemaran air lingkungan.

Page 30: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

17

Tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah adanya perubahan atau

tanah yang dapat diamati melalui :

1. Adanya perubahan suhu

2. Adanya perubahan pH atau konsentrasi ion hidrogen

3. Adanya perubahan warna, bau, dan rasa air terlarut

4. Timbulnya endapan, koloid, bahan terlarut

5. Adanya mikroorganisme

6. Meningkatnya radioaktivitas air lingkungan

Komponen pencemeran air tersebut dapat dikelompokkan sebagai berikut :

1. Bahan buangan padatan

2. Bahan buangan organik

3. Bahan buangan anorganik

4. Bahan buangan olahan bahan makanan

5. Bahan buangan cairan berminyak

6. Bahan buangan zat kimia

7. Bahan buangan berupa panas ( Wisnu, 2004).

Menurut Gabriel (2001) akibat yang ditimbulkan oleh pencemaran air yaitu :

1. Terganggunya kehidupan organisme air.

2. Pendangkalan dasar perairan.

3. Punahnya biota air seperti ikan.

4. Menjalarnya wabah penyakit seperti muntaber.

Page 31: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

18

2.5 Limbah Cair

Pengertian limbah menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia

Nomor 82 Tahun 2001. Limbah adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang

mengandung bahan berbahaya atau beraun yang karena sifat atau konsentrasinya

dan jumlahnya baik secara langsung atau tidak langsung akan dapat membahayakan

lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta makhluk lain.

Menurut Notoatmodjo (2003) limbah cair atau air buangan adalah air yang

tersisa dari kegiatan manusia, baik kegiatan rumah tangga maupun kegiatan lain

seperti industri, perhotelan, dan sebagainya. Kurang lebih 80% air yang digunakan

bagi kegiatan tersebutdibuang dalam bentuk yang sudah tercemar. Secara garis

besar air limbah dibuang menjadi 3 bagian yaitu :

1. Air buangan yang bersumber dari rumah tangga (domestic wates water) yaitu

limbah yang berasal dari pemukiman penduduk. Pada umumnya air limbah ini

terdiri atas ekskreta (tinja dan air seni) dan air bekas cucian dapur.

2. Air buangan industri (industrial wates water), yang berasal dari berbagai jenis

industri akibat proses produksi. Zat-zat yang terkandung di dalamnya sangat

bervariasi sesuai dengan bahan baku yang dipakai masing-masing industri. Zat-

zat yang terkandung antara lain : nitrogen, sulfida, amoniak, lemak, garam-

garam, at pewarna, mineral, logam berat, zat pelarut, dan sebagainya.

3. Air buangan kota praja (municipal wates water), yaitu air buangan yang berasal

dari daerah perkotaan, perdagangan, hotel, restoran, dan sebagainya. Pada

umumnya zat-zat yang terkandung dalam jenis air limbah ini sama dengan air

limbah rumah tangga.

Page 32: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

19

Banyak limbah cair yang dihasilkan dan kandungan kadar pencemarannya

tergantung pada jenis produksi yang dihasilkan. Dampak negatif yang ditimbulkan

adanya limbah cair yang dihasilkan dari kegiatan industri dapat berupa gangguan,

kerusakan dan bahaya terhadap keselamatan dan kesehatan masyarakat

disekelilingnya sehingga limbah cair tersebut harus diproses terlebih dahulu

sebelum dibuang keperairan bebas (Mahida, 1984).

2.5.1. Limbah cair industri tekstil

Menurut Pratiwi (2010) pencemaran lingkungan akibat industri tekstil

adalah pencemaran debu yang dihasilkan dari penggunaan mesin berkecepatan

tinggi dan limbah cair yang berasal dari tumpahan dan air cucian tempat pencelupan

larutan kanji dan proses pewarnaan. Zat warna tekstil merupakan gabungan dari

senyawa organik tidak jenuh, kromofor dan auksomkrom sebagai pengaktif kerja

kromofor dan pengikat antara warna dengan serat. Kandungan limbah yang

dihasilkan dari proses pewarnaan tergantung pada pewarna yang digunakan

misalnya zat warna indigo (C12H10N12O12) dan sulfur. Limbah-limbah yang

dihasilkan suatu industri, akan dialirkan ke kolam-kolam penampungan kemudian

selanjutnya dibuang ke sungai.

Limbah tekstil merupakan limbah yang dihasilkan dalam proses

pengkanjian, penghilangan kanji, penggelantangan, pemasakan, maserasi,

pewarnaan, pencetakan dan proses penyempurnaan. Proses penyempurnaan kapas

menghasilkan limbah yang lebih banyak daripada limbah dari proses

penyempurnaan bahan sintesis. Pemasakan dan maserasi kapas serta pemucatan

semua kain adalah sumber limbah cair, karena menghasilkan asam, basa, COD,

Page 33: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

20

BOD, padatan tersuspensi, dan zat-zat kimia lainnya. Gabungan air limbah industri

tekstil di Indonesia rata-rata mengandung 750 mg/L padatan tersuspensi dan 500

mg/L BOD. Perbandingan COD : BOD adalah dalam kisaran 1,5 : 1 sampai 3 : 1

(Risnandar dan Kurniawan, 1998)

2.6 Ion Sulfida (S2-)

Pada air limbah ion sulfida merupakan hasil pembusukan zat organik berupa

hidrogen sulfida (H2S). Hidrogen sulfida yang diproduksi oleh mikroorganisme

pembusuk dari zat-zat organik bersifat racun terhadap ganggang dan

mikroorganisme lainnya, tetapi sebaliknya hidrogen sulfida dapat digunakan oleh

bakteri fotosintetik sebagai donor elektron/hidrogen untuk mereduksi

karbondioksida (CO2). Hasil pembusukan zat-zat organik tersebut menimbulkan

bau busuk yang tidak menyenangkan pada lingkungan sekitarnya (Margareth,

2009).

Dalam proses industri, keberadaan ion sulfida dalam bentuk hidrogen

sulfida sangat menganggu karena dapat menyebabkan kerusakan pada beton-beton

dan juga menyebabkan berkaratnya logam-logam (pipa penyaluran). Penetapan ion

sulfida bertujuan untuk menganalisa gas asam belerang dalam air limbah yang

terjadi dari proses penguraian zat-zat organik (senyawa belerang) penyebab

timbulnya bau busuk pada perairan (Margareth, 2009).

Sulfur terdapat secara luar di alam sebagai unsur, sebagai H2S dan SO2.

Dalam bijih sulfida logam dan sebagai batuan sulfat, gips dan anhidrit. Cairan SO2

melarutkan banyak senyawa organik dan keberadaan sulfida di perairan atau laut

anorganik dan digunakan sebagai pelarut dalam reaksi pembuatan. (Cotton, 1989).

Page 34: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

21

Hidrogen sulfida (H2S) adalah gas yang tidak berwarna, beracun, mudah

terbakar dan berbau seperti telur busuk. Gas ini dapat timbul dari aktivitas biologis

ketika bakteri mengurai bahan organik dalam keadaan aerob, seperti dirawa dan

saluran pembuangan kotoran. Gas ini juga muncul pada gas yang timbul dari

aktivitas gunung berapi dan gas alam. Hidrogen sulfida juga dikenal dengan nama

sulfana, gas limbah. IUPAC menerima penamaan hidrogen sulfida dan sulfana, kata

terakhir digunakan lebih eksklusif ketika menamakan campuran yang lebih

kompleks. Hidrogen sulfida merupakan asam lemah, terpisah dalam larutan yang

mengandung air menjadi kation hidrogen H+.

H2S ↔ HS- + H+

Ka = 1,3 x 10-7 mol/L ; pKa = 6,89

Konstanta disosiasi kedua dari hidrogen sulfida sering dinyatakan sekitar

10-13. Sulfida adalah suatu bentuk ion dari sulfur dimana satu ion sulfur tersebut

membutuhkan 2 elektron lagi pada kulit terluarnya untuk mencapai kestabilannya.

Karena membutuhkan 2 ion lagi maka dilambangkan S2ˉ. Contoh senyawa sulfida

yaitu H2S (hidrogen sulfida). Ion sulfida merupakan salah satu toksikan yang dapat

dihasilkan dari industri penyamakan kulit, pengilangan minyak, industri gula dan

beberapa industri lainnya. H2S merupakan salah satu gas yang sangat berbahaya,

menempati kedudukan kedua setelah hidrogen sianida (HCN) dan dengan tingkat

racun yang sangat tinggi lima sampai enam kali lebih beracun dari karbon

monoksida. Dapat larut dalam air maupun hidrogen cair (Albert, 1984).

Page 35: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

22

Ion sulfida sering ada didalam tanah dan sedimen. Biasanya diproduksi oleh

dekomposisi bahan organik dan pengurangan bakteri sulfat. Kadang ditemukan

dalam industri dan air limbah kota (SNI 6989.70:2009).

Sebagian gas toksik dari dasar danau adalah gas hidrogen sulfida (H2S),

yang terbentuk karena adanya proses reduksi senyawa sulfur yang terjadi di bawah

permukaan air danau dan lapisan bentik di badan air yang teraduk perlahan di

bawah kondisi kekurangan oksigen. Hidrogen sulfida sangat toksik dan dapat

menurunkan kualitas air suatu perairan. Badan air yang digunakan untuk sanitasi,

keperluan higienik dan perikanan harus bebas dari kandungan hidrogen sulfida.

Hidrogen sulfida adalah salah satu bentuk senyawa sulfur. Keberadaannya dengan

senyawa-senyawa sulfur yang lain saling berhubungan dalam satu siklus yaitu

siklus sulfur.

Gambar 2.3. Siklus sulfur di alam (Notohadiprawiro, T., 1998).

Erupsi gunung api, kendaraan bermotor dan pabrik yang menggunakan

bahan bakar fosil akan menghasilkan gas sulfur ke udara seperti H2S, dimetil sulfida

(CH3SCH3), SO2 dan SO4. Gas-gas yang mengandung sulfur diatmosfer akan

Page 36: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

23

berekasi dengan awan dan turun bersama hujan dalam bentuk ion-ion sulfat.

Peristiwa ini disebut dengan hujan asam. Hujan asam memiliki pH dibawah 5,7.

Tumbuhan menyerap sulfat dari dalam tanah dan menggunakannya untuk

mensintesa protein. Sementara itu hewan mendapatkan sulfat dengan memakan

tumbuhan (melalui rantai makanan). Hewan maupun tumbuhan akan mati dan

jasadnya diurai oleh dekomposer secara aerob dan membentuk sulfat lagi. Bila

proses penguraiannya terjadi secara anaerob dari reduksi sulfta oleh bakteri sulfur

maka akan terbentuk senyawa sulfida yang busuk dan beracun (Notohadiprawiro,

T., 1998).

Senyawa sulfur seperti sulfida dapat terkandung dalam air permukaan

termasuk danau. Ion sulfida berasal dari penguraian senyawa organik, bisa pula dari

limbah industri, tetapi terutama berasal dari reduksi senyawa sulfat. Gas ini dapat

melumpuhkan sistem pernafasan dan dapat membunuh dalam sekejap (Greenberg,

1998).

Pada konsentrasi rendah H2S memiliki bau yang menyengat seperti telur

busuk. Pada konsentrasi yang tinggi bau tidak dapat cium lagi karena gas tersebut

secara cepat mematikan indra penciuman dan mematikan sistem saraf kita. Gejala-

gajala yang timbul akibat terhirup gas H2S pada konsentrasi yang rendah baik

sendiri-sendiri maupun secara bersama-sama sebagai berikut: pusing, mual, rasa

melayang, gelisah, mengantuk, batuk-batuk, rasa kering dan nyeri dihidung,

tenggorokan dan dada. Bahaya utama dari gas ini adalah kematian akibat

menghirup. Bilamana jumlah gas yang teresap kedalam sistem peredaran darah

melampaui kemampuan oksidasi dalam darah maka akan menimbulkan keracunan

Page 37: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

24

terhadap sistem saraf. Sesak nafas ini terjadi secara singkat dan diikuti kelumpuhan

(praliysis) pernafasan pada konsentrasi yang lebih tinggi. H2S terbentuk oleh zat-

zat organik yang membusuk dapat ditemukan pada lokasi pengeboran minyak dan

gas bumi, geothermal (panas bumi), pada fasilitas-fasillitas pertambangan dan

industri pelokimia, tempat pengolahan dan pembuangan limbah tempat

pembuangan sampah dan fasilitas-fasilitas lainnya (Davel, 2007).

Gas hidrogen sulfida (H2S) sangat beracun dan mematikan, pekerja pekerja

pada pemboran minyak dan gas bumi mempunyai resiko besar atas keluarnya gas

H2S. Hidrogen sulfida (H2S) adalah gas yang sangat beracun dan dapat

melumpuhkan sistem pernapasan serta dapat mematikan dalam beberapa menit.

Dalam jumlah sedikitpun gas H2S sangat berbahaya untuk kesehatan (SNI

6989.70:2009).

Karateristik H2S :

a. Sangat beracun dan mematikan.

b. Tidak berwarna.

c. Lebih berat dari udara sehingga cenderung berkumpul dan diam pada daerah

yang rendah.

d. Dapat terbakar dengan nyala api berwarna biru dan hasil pembakarannya gas

sulfur dioksida (SO2) yang juga merupakan gas beracun.

e. Sangat korosif mengakibatkan berkarat pada logam tertentu.

f. Pada konsentrasi yang rendah berbau seperti telur busuk dan dapat

melumpuhkan indera penciuman manusia.

Page 38: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

25

Dalam mengalisis ion sulfida dapat dilakukan dengan dengan berbagai

metode yaitu dengan menggunakan metode biru metilen, gas dialisis, metode

iodometri dan metode elektroda ion selektif (SNI 6989.70:2009)

2.7 Intereferensi

Interferensi secara umum didefinisikan sebagai gangguan yang

menyebabkan hasil analisis menyimpang dari hasil yang sebenarnya (true value).

Interferensi menyebabkan nilai yang terukur lebih besar atau lebih kecil dari pada

nilai yang sebenarnya. Bila nilai yang terukur lebih besar dikatakan terjadi

interferensi positif, sebaliknya bila yang terukur lebih kecil dikatakan terjadi

interferensi negatif. Bila dilihat dari penyebabnya, dikenal dua jenis interferensi

yaitu :

a. Interferensi spektra

Interferensi spektra disebabkan oleh tumpang tindih (overlap) dari garis-garis

resonansi unsur yang diemisikan, karena unsur memiliki garis spektra pada

berbagai panjang gelombang. Gangguan spektra ini dapat diatasi dengan

meningkatkan resulusi dengan prisma dan filter atau dengan teknik pemisahan

baik pengendapan atau ekstraksi pelarut.

b. Interferensi kimia

Terjadinya interferensi kimia disebabkan karena:

a. Terbentuknya senyawa yang stabil

Terbentuknya senyawa yang stabil menyebabkan peruraian tidak sempurna,

karena molekulnya sulit diuraikan menjadi atomnya. Jenis gangguan ini dapat

Page 39: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

26

diatasi dengan meningkatkan temperatur nyala, menggunakan zat pembebas

(releasing agent) dan ekstraksi.

b. Ionisasi atom-atom gas dalam keadaan dasar

Terjadinya proses ionisasi terhadap analit sangat tidak diharapkan karena akan

mengurangi emisi garis spektra. Gangguan ini dapat diatasi dengan menggunkan

temperatur nyala yang lebih rendah atau dengan menambahkan zat peneka

ionisasi atau ionisation suspessant (Sunarto, 2010).

2.8 Ion Nitrit

Ion nitrat (NO3-) dan ion nitrit (NO2

-) adalah ion-ion anorganik alami, yang

merupakan bagian dari siklus nitrogen. Aktifitas mikroba di tanah atau air

menguraikan sampah yang mengandung nitrogen organik pertama-pertama

menjadi ammonia, kemudian dioksidasikan menjadi ion nitrit dan ion nitrat. Oleh

karena ion nitrit dapat dengan mudah dioksidasikan menjadi ion nitrat, maka ion

nitrat adalah senyawa yang paling sering ditemukan di dalam air bawah tanah

maupun air yang terdapat di permukaan (Utama, 2007).

Ion nitrat dan ion nitrit secara alamiah dalam bentuk ion yang merupakan

bagian dari siklus nitrogen. Konsentrasi ion nitrat secara alamiah pada air

permukaan dan sumber air umumnya sangat rendah (Waluyo, 2009). Ion nitrat

dalam air berkaitan erat dengan siklus nitrogen dalam alam. Dalam siklus tersebut

dapat diketahui bahwa ion nitrat dapat terjadi baik dari N2 atmosfir maupun dari

pupuk-pupuk (fertilizer) yang digunakan dan dari oksidasi NO2- oleh bakteri dari

kelompok nitrobacter. Ion nitrat yang terbentuk dari proses-proses tersebut adalah

merupakan pupuk dari tanaman. Konsentrasi nitrat yang melebihi 45 mg/L dalam

Page 40: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

27

air merupakan peringatan agar berhati-hati dalam pengunaan air tersebut untuk

campuran makanan atau minuman untuk bayi. Ion nitrit dalam alam bisa masuk ke

badan air dan dapat terbentuk dari oksidasi amonia (NH3) oleh bakteri nitrosomonas

group dalam kondisi aerobic:

2NH3(aq) + 3O2(g) 2NO-2(aq)

+ 2H+(aq)

+ 2H2O(l)

Oksidasi ion nitrat (NO3-) oleh proses ion nitrit (Sutrisno, 2010).

Amoniak dalam air tidak berbahaya jika air itu diberi klor, namun amoniak

akan diubah menjadi ion nitrit dan ion nitrat oleh bakteri. Nitrit bersifat racun, air

sumur dengan konsentrasi nitrit lebih dari 1 mg/L mengakibatkan

methaemoglobinemia pada bayi yang minum susu yang dibuat dari campuran air

tersebut (Sastrawijaya, 2000). Berdasarkan Peraturan Pemerintah Republik

Indonesia Nomor 82 Tahun 2001 Tentang Pengolahan Kualitas Air dan

Pengendalian Pencemaran Air, batas maksimal konsentrasi nitrit dalam air adalah

0,06 mg/L.

2.9 Bilangan Iodin

Bilangan iodin didefinisikan sebagai jumlah milligram iodin yang

diadsorbsi oleh satu gram karbon aktif. Daya serap karbon aktif terhadap iodin

mengindikasikan kemampuan karbon aktif untuk mengasorbsi komponen dengan

berat molekul rendah. Iodin merupakan senyawa yang sedikit larut dalam air

dengan kelarutan molar dalam air 0,00134 mol/L pada suhu 25oC. Proses adsorpsi

pada adsorbat terjadi karena gaya intramolekular lebih besar dari gaya tarik antar

Bakteri

a

Page 41: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

28

molekul atau gaya tarik menarik yang relaltif lemah antara adsorbat dengan

permukaan adsorben. (Atkins, 1999)

Mekanisme proses adsorbsi dimulai ketika molekul adsorbat larutan iodin

berdifusi melalui suatu lapisan ke permukaan luar adsorben dan peristiwa ini

disebut sebagai difusi eksternal. Adsorbat berada dipermukaan adsorben dan

sebagian besar berdifusi lanjut didalam pori-pori karbon aktif yang disebut difusi

internal. Karbon aktif dengan kemampuan menyerap iodin yang tinggi berarti

memiliki struktur pori mikro dan mesopori yang banyak.Penentuan angka iodin

pada karbon aktif menggunakan reaksi redoks dalam penentuannya. Reaksi redoks

yaitu istilah oksidasi yang mengacu pada setiap perubahan kimia yang mengalami

kenaikan bilangan oksidasi yang disertai kehilangan elektron, sedangkan reduksi

digunakan untuk setiap penurunan bilangan oksidasi yang disertai dengan

memperoleh elektron. Oksidator adalah atom senyawa yang terkandung mengalami

penurunan bilangan oksidasi dan sebaliknya reduktor adalah atom yang terkandung

mengalami kenaikan bilangan oksidasi (Miranti, 2012).

2.10 Isoterm Adsorpsi

Adsorpsi sering dirangkaikan dengan istilah isoterm yang menunjukkan

hubungan antara aktivitas (konsentrasi) fase cair dari adsorbat dan jumlah adsorbat

pada suhu konstan. Isoterm adsorpsi menunjukkan hubungan kesetimbangan antara

konsentrasi adsorbat dalam fluida dan dalam permukaan adsorben pada suhu tetap.

Kesetimbangan terjadi pada saat laju pengikatan adsorben terhadap adsorbat sama

dengan laju pelepasannya. Persamaan yang dapat digunakan untuk menjelaskan

data percobaan isoterm dikaji oleh Freundlich dan Langmuir (Susanti, 2009).

Page 42: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

29

2.10.1. Isoterm adsorpsi Freundlich

Isoterm yang paling umum digunakan adalah isoterm Freundlich (Jason,

2004). Isotem adsorpsi disebut juga adsorpsi fisika, yang terjadi bila gaya

intramolekul 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. Menurut Atkins (1999) pada proses adsorpsi

zat terlarut oleh permukaan padatan diterapkan Isoterm Freundlich yang diturunkan

secara empiris dengan persamaan sebagai berikut.

Apabila dilogaritmakan, persamaan akan menjadi:

𝑥

𝑚 = 𝑘 𝐶

1𝑛⁄

Apabila diubah menjadi persamaan logaritma akan menjadi:

log 𝑥

𝑚 = log k +

1

𝑛 log C

Keterangan:

𝑥

𝑚 = jumlah adsorbat terjerap per satuan bobot adsorben (μg/g adsorben)

C = konsentrasi kesetimbangan adsorbat dalam larutan setelah adsorpsi (ppm)

k, n = konstanta empiris

Isoterm Freundlich menganggap bahwa pada semua sisi permukaan

adsorben akan terjadi proses adsorpsi di bawah kondisi yang diberikan. Isoterm

Freundlich tidak mampu memperkirakan adanya sisi-sisi pada permukaan yang

mampu mencegah adsorpsi pada saat kesetimbangan tercapai, dan hanya ada

beberapa sisi aktif saja yang mampu mengadsorpsi molekul terlarut (Jason, 2004).

Page 43: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

30

Gambar 2.1. Plot antara log x/m terhadap log C (Amri, 2004)

2.10.2 Isoterm adsorpsi Langmuir

Isoterm Langmuir dibuat untuk menggambarkan pembatasan sisi adsorpsi

dengan asumsi bahwa sejumlah tertentu sisi sentuh adsorben yang membentuk

ikatan kovalen dan ion. Isoterm Langmuir disebut juga adsorpsi kimia karena

adanya reaksi antara molekul-molekul adsorbat dengan adsorben yang membentuk

ikatan kovalen dan ion.

Adsorpsi Isoterm Langmuir didasarkan pada asumsi bahwa (Amri, 2004):

a. Pada permukaan adsorben terdapat situs-situs aktif yang proporsional dengan

luas permukaan adsorben. Pada masing-masing situs aktif hanya dapat

mengadsorpsi satu molekul saja, dengan demikian adsorpsi terbatas pada

pembentukan lapis tunggal (monolayer).

b. Pengikat adsorbat pada permukaan adsorben dapat secara kimia atau fisika,

tetapi harus cukup kuat untuk mencegah perpindahan molekul tersdsorpsi pada

permukaan (adsorpsi terlokalisasi).

c. Energi adsorpsi tidak tergantung pada penutupan permukaan.

Intersep = log K

Log (x/m)

Slope = 1/n

Log C

Page 44: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

31

Isoterm Langmuir diturunkan berdasarkan persamaan berikut ini:

𝑥

𝑚 =

𝐶

1+ 𝐶

Model isoterm adsorpsi Langmuir dapat ditetapkan untuk mempelajari dan

menjelaskan data adsorpsi yang diperoleh dari eksperimen. Data kesetimbangan

biasanya digambarkan dalam bentuk kurva isoterm adsorpsi. Pendekatan dengan

model terhadap kurva isoterm dapat membantu menganalisis karakteristik isoterm

berupa kapasitas adsorpsinya (Amri et al., 2004). Persamaan isoterm adsorpsi dapat

ditulis:

𝐶

𝑥/𝑚 =

1

𝑏.𝑞𝑚 +

𝐶𝑒

𝑞𝑚

Keterangan:

Ce = Konsentrasi adsorbat dalam larutan pada saat kesetimbangan

(mg/L)

x/m(qe) = Jumlah adsorbat yang diserap oleh adsorben (mg/g)

qm = Maksimum adsorbat yang dapat diserap (mg/g)

b = Konstanta Langmuir

Gambar 2.2. Kurva persaman isotherm adsorpsi Langmuir (Boparai, 2010)

Intersep = 1/qm

Ce/qe (g/L) Slope = 1/ (qm b)

Ce (mg/L)

Page 45: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

52

BAB 5

PENUTUP

5.1 Simpulan

Dari hasil penelitian terhadap sintesis arang aktif kulit kacang tanah dan aplikasinya

dalam menurunkan kadar sulfida, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut;

1. Adanya perlakuan pengaktifan arang kulit kacang tanah dengan H2SO4

menjadikan kualitas arang sebagai adsorben meningkat. Dengan daya serap

iodin sebesar 282,7953 mg/g, kadar air 3,91% dan kadar abu 3,03%.

2. pH optimum penyerapan arang aktif kulit kacang tanah terhadap ion sulfida

adalah 12.

3. Waktu kontak optimum penyerapan arang aktif kulit kacang tanah terhadap ion

sulfida adalah 30 menit.

4. Konsentrasi optimum penyerapan arang aktif kulit kacang tanah terhadap ion

sulfida adalah 6 ppm dengan kapasitas adsorpsi sebesar 2,5615 mg/g.

5. Adsorpsi ion sulfida oleh arang kulit kacang tanah memenuhi persamaan isoterm

adsorpsi Langmuir dengan koefisien determinasi 0,9933 dan energi adsorpsinya

sebesar 34,6251 KJ/mol.

6. Keberadaan ion nitrit dengan konsentrasi sampai 0,2 ppm tidak terjadi

persaingan pada penyerapan ion sulfida oleh arang aktif kulit kacang tanah.

7. Pengujian sampel ion sulfida dalam limbah tekstil menunjukkan hasil penurunan

kadar ion sulfida. Konesentrasi awal 3,5852 ppm dalam volume 50 mL, setelah

diadsorpsi oleh arang aktif kulit kacang tanah konsentrasinya menjadi turun

Page 46: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

53

sebesar 2,7805 ppm dalam volume 50 mL dikontakan dengan 0,0506 adsorben.

Diperoleh daya serap sebesar 0,7945 mg/g.

5.2 Saran

Perlu dilakukan karakterisasi adsorben sesuai parameter SNI agar hasil

adsorpsi oleh arang aktif lebih baik dan mendapatkandata yang relevan. Perlu

dilakukan analisis luas permukaan adsorben menggunakan instrumen SAA

(Surface Area Analyzer) agar nilai adsorpsi pada keadaan optimum semakin

banyak. Untuk mengetahui kemampuan arang aktif sebagai adsorben perlu

dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan spesies dan interferensi ion

yang lain.

Page 47: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

54

DAFTAR PUSTAKA

Alberts, G. & S.S Santika. 1984. Metoda Penelitian Air. Usaha Nasional: Surabaya.

Alfi, R. 2006. Efektifitas Arang Aktif sebagai Adsorben pada Pengolahan Air Limbah.

Sekolah Pasca Sarjana Institut Pertanian Bogor.

Alkassasbeh, J.Y.M., L.Y, Heng & S. Surif. 2009. Toxicity Testing and the Effect

of Landfill Leachate in Malaysia on Behavior of Common Carp (Cyprinus

carpio L., Pisces, Cyprinidae), American Journal of Environmental

Sciences 5 (3) : 209-217.

Amri, A.S & M. Fakhrurozi. 2004. Kesetimbangan Adsorpsi Optional Campuran

Biner Cd(II) dan Cr(III) dengan zeolit alam terimpregnasi 2-

merkaptobenzotiazol. Jurnal Natur Indonesia 6 (2) : 111-117 (2004). ISSN

1410-9379

Atkins P.W. 1999. Kimia Fisika Jilid II. Kartohadiprodjo II, penerjemah;

Rohhadyan T, editor. Oxford: Oxford University Press. Terjemahan dari:

Physical Chemistry.

Boparai, H.K., M. Joseph & D.M., O’Carroll. 2010. Kinetics and thermodynamics

of cadmium ion removal by adsorption onto nano zerovalent iron particles.

Journal of Hazardous Materials. 1-8.

Cory. Y. D. 2001. Pengaruh Kadar Perekat dan Tekanan Kempa terhadap Sifat

Fisis dan Kimia Briket Arang Dari Serasah Daun Acacia Mangium Willd.

Skripsi. Bogor: Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor Devisi

Penerbitan Pusat Pendidikan Lingkunagn Hidup (PPLH)

Cotton & Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Cetakan Pertama. Jakarta : UI-

Press

Dewi, M.S. 2015. Pemanfaatan Arang Kulit Pisang Raja Teraktivasi H2SO4 untuk

Menurunkan Kadar Ion Pb2+ dalam Larutan. Skripsi. Semarang: FMIPA

Universitas Negeri Semarang.

Dewi, M.S. 2015. Pemanfaatan Arang Aktif Kulit Pisang Raja Untuk Menurunkan

Kadar Ion Pb(II). Jurnal Kimia Indonesia 4 (3) (2015). ISSN NO 2252-6951

Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air. Yogyakarta: Kanisius.

Eka, J.P. 2013. Perbandingan Penggunaan Arang Aktif Kulit Kacang Tanah-

Reaktor Biosand Filter dan MnZeolit-Reaktor Biosand Filter untuk

Menurunkan Kadar COD dan BOD dalam Air Limbah Industri Farmasi.

Skripsi. Semarang: FMIPA Universitas Negeri Semarang.

Page 48: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

55

Gabriel, J.F. 2001. Fisika Lingkungan. Cetakan Pertama. Jakarta: Penerbit

Hipokrates.

Greenberg, A.E., L.S Clesceri & A.D Eaton. 1998. Standard Methods For

Examination of The Water and Waste Water. Edisi 20. APHA-AWWA-

WEF.4-123 − 4-124 pp.

Irmawati, A. 2013. Pemanfaatan Biomassa Kulit Kacang Tanah (Arachis hypogaea

L.). untuk Adsorpsi Kromium dari Larutan Berair dengan Metode Kolom.

Jurnal Kimia FMIPA ITS.

Isa, I. 2007, Pelatihan Pembuatan Arang Aktif Pada Masyarakat di Desa Batulayar

Kecamatan Bongomeme Kabupaten Gorontalo. Laporan PPM. Gorontalo:

Universitas Negeri Gorontalo

Jason, P.P. 2004. Activated carbon and some applications for the remediation soil

and ground water pollution. [terhubung berkala].

http://www.ce.edu/program areas [27 Agt 2008].

Juliandini, F & T, Yulinah. 2008. Uji Kemampuan Karbon Aktif Dari Limbah Kayu

Dalam Sampah Kota Untuk Penyisihan Fenol. Laporan Penelitian.

Surabaya : ITS. ISBN : 978-979-99735-4-2

Keenan, C.W., D.C., Kleinfelter & J.H., Wood. 1986. Kimia Universitas jilid 2

(terjemahan). Erlangga: Jakarata.

Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta: UI

Press.

Khilya, A. 2014. Sintesis Arang Aktif Alang-Alang (Imperata cylindrica) dan

Optimasi Aplikasinya dalam Menurunkan Kadar Cd2+ Pada Larutan.

Skripsi. Semarang: FMIPA Universitas Negeri Semarang.

Khilya, A. 2014. Sintesis Arang Aktif Alang-Alang (Imperata cylindrica) dan

Optimasi Aplikasinya dalam Menurunkan Kadar Cd2+ Pada Larutan. Jurnal

Kimia Indonesia 5 (1) (2016). ISSN NO 2252-6951

Lynch, C.T. 1990. Practical Handbook of Material science. Ed ke-2. New York:

CRC Pr.

Margareth, E.K. 2009. Analisa Kadar Total Suspended Solid (TSS), Amoniak

(NH3), Sianida (CN-) dan Sulfida (S2-) Pada Limbah Cair Bapedaldasu.

Medan: Departemen Kimia Program Studi Diploma-3 Kimia Analis

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera

Utara.

Page 49: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

56

Menteri Lingkungan Hidup. 1995. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup

Nomor 51 tahun 1995, tentang Baku Mutu Limbah cair Bagi Kegiatan

Industri. Jakarta

Miranti, S.T. 2012. Pembuatan Karbon Aktif dari Bambu dengan Metode Aktivasi

Terkontrol Menggunakan Biomassa Bulu Ayam. Institut Teknologi Sepuluh

November. Akta Kimindo Indonesia. 2(1) : 57-66

Miranti, S.T. 2012. Pembuatan Karbon Aktif dari Bambu dengan Metode Aktivasi

Terkontrol Menggunakan Activating Agent H3PO4 dan KOH. Skripsi.

Jakarta. Universitas Indonesia

Notohadiprawiro, T. 1998. Tanah dan Lingkungan. Direktoral Jenderal Pendidikan

Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Jakarta

Pari, G., K. Sofyan, W. Syafii & Buchari. 2004. Pengaruh Lama Aktivasi Terhadap

Struktur dan Mutu Arang Aktif Serbuk Gergaji Jati (Tectonagrandis L.F).

Jurnal Teknologi Hasil Hutan. 16 (2) : 70-79.

Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah No. 10 Tahun 2004. Tentang Baku Mutu

Air Limbah.

Pratiwi, Y. 2010. Penentuan Tingkat Pencemaran Limbah Industri Tekstil

Berdasarkan Nutrition Value Coeficient Bioindikator. Jurnal Teknik

Lingkungan. 3 (2) : 129-137.

Racmawati, S.D. 2004. Pembuatan Arang Aktif Tempurung Kelapa Sawit untuk

Pemurnian Minyak Goreng Bekas. Skripsi. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Sari, I.P & M. Umrotul. 2003. Uji Efektif Hipoglikemi Infus Kulit Kacang Tanah

(Arachis Hypogea L) Pada Tikus Putih Jantan (Wistar) yang Dibenahi

Glukosa. Lembaga Pengabdian kepada Masyarakat. UGM Yogyakarta.

Sastrawijaya, T. 2000. Pencemaran Lingkungan. Jakarta : Rineka Cipta.

Setyadi L., D. Wibowo & S. Ismadji. 2005. Modifikasi Sifat Kimia Permukaan

Karbon Aktif dengan Asam Oksidator dan Non-Oksidator Serta Aplikasinya

Terhadap Adsorpsi Metylene blue. Teknik Kimia: Universitas Katolik

Widya Mandala Surabaya

Siaka M, I.M. Sukadana & K.S. Rahayu. 2002. Arang kulit kacang tanah sebagai

adsorben alternatif untuk adsorpsi larutan nitrat. Chemical Review: 67-73

Vol V. Universitas Udayana.

Page 50: Arachis hypogaea L.) SEBAGAI ADSORBEN DALAM …lib.unnes.ac.id/26955/1/4311412076.pdf · Penentuan Kondisi Optimum ... 2. Data Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu ... 8. Data Penentuan

57

SNI 6989.70:2009. Air dan Limbah-Bagian 70: Cara Uji Sulfida dengan Biru

Metilen Secara Spektrofotometri. Badan Standardisasi Nasional.

Sembiring, M.T & S.S. Tuti. 2003. Arang aktif (Pengenalan dan Proses

Pembuatannya). Medan : Universitas Sumatera Utara.

Sunarto, 2010. Aplikasi Konstanta Kestabilan Kompleks Pada Analisis

Spektrofotometri Serapan Atom. Jurnal Kimia. FMIPA Universitas Negeri

Yogyakarta.

Suhendra, D. 2010. Pembuatan Arang Aktif dari Batang Jagung Menggunakan

Aktivator Asam Sulfat dan Penggunaanya Pada Penjerapan Ion Tembaga

(II). Jurnal Kimia Universitas Mataram. 14 (1) : 22-26.

Susanti, A. 2009. Potensi Kulit Kacang Tanah sebagai Adsorben Zat warna Reaktif

Cibacron Red. Skripsi. Bogor: FMIPA Institut Pertanian Bogor

UNESCO & WHO. 1978. Water quality survey. A guide for the collection and

interpretation of water quality data: 352.

Waluyo, L. 2009. Mikrobiologi Lingkungan. Malang : UMM PRESS.

Weiner, E.R. 2012. Aplication of Enviromental Aquatic Chemistry. A Pratical

Guide Third Edition. CRC Press

Wisnu, A.W. 2004. Dampak Pencemaran Lingkungan. Yogyakarta: Penerbit Andi.