kitosan nano

Download Kitosan Nano

Post on 06-Jul-2015

471 views

Category:

Documents

35 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

PENGARUH BERAT MOLEKUL KITOSAN NANOPARTIKEL UNTUK MENURUNKAN KADAR LOGAM BESI (Fe) DAN ZAT WARNA PADA LIMBAH INDUSTRI TEKSTIL JEANS

TESIS

Oleh

MUKHLIS SIREGAR 077 006 028/KM

S

E

K O L AH

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

i

N

PA

C

A S A R JA

A

S

PENGARUH BERAT MOLEKUL KITOSAN NANOPARTIKEL UNTUK MENURUNKAN KADAR LOGAM BESI (Fe) DAN ZAT WARNA PADA LIMBAH INDUSTRI TEKSTIL JEANS

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Kimia pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

MUKHLIS SIREGAR 077 006 028/KM

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

ii

Judul Tesis

Nama Mahasiswa Nomor Pokok Program Studi

: PENGARUH BERAT MOLEKUL KITOSAN NANOPARTIKEL UNTUK MENURUNAN KADAR LOGAM BESI (FE) DAN ZAT WARNA PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI TEKSTIL JEANS : MUKHLIS SIREGAR : 077006028 : Kimia

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc, MPhil) Ketua

(Prof. Dr. Zulalfian, M.Sc) Anggota

Ketua Program Studi

Direktur,

(Prof. Basuki Wirjosentono, MS. PhD) (Prof.Dr.Ir. T.Chairun Nisa B., M.Sc)

Tanggal lulus : 19 Juni 2009

iii

Telah diuji pada Tanggal : 19 Juni 2009

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua Anggota :Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc, MPhil : 1. Prof. Dr. Zulalfian, M.Sc 2. Prof. Basuki Wirjosentoso, MS. Ph.D 3. Dr. Pina Barus, M.Sc 4. Drs. Darwin Yunus, M.Sc

iv

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kerjasama di suatu perguruan tinggi dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Medan, Juni 2009 Penulis

Mukhlis Siregar

v

ABSTRAK

Kitosan merupakan salah satu medium yang digunakan sebagai penyerap (absorbsi) limbah cair logam berat besi (Fe) dan zat warna dalam industri tekstil jeans. Pembuatan kitosan nano partikel bertujuan untuk mengefektifkan daya serap (absorbsi) kitosan terhadap limbah cair logam berat dan zat warna dengan cara memperluas permukaan kitosan tersebut. Teori kinetika laju reaksi menyatakan bahwa semakin luas permukaan suatu zat maka reaksi akan semakin cepat. Variasi konsentrasi larutan diperlukan untuk menemukan pada konsentrasi berapa larutan kitosan nano tersebut efektif untuk menyerap (mengabsorbsi) logam besi (Fe2+) dan zat warna. Ternyata dari dua berat molekul kitosan nano yaitu sedang dan tinggi ditemukan bahwa kitosan nano berat molekul tinggi mempunyai daya serap yang lebih besar yaitu pada konsentrasi 0,8 gram/liter. Daya serap kitosan nano partikel berat molekul tinggi mempunyai daya serap optimum pada konsentrasi 0,8 gram/liter sebesar 97,58%. Sedangkan daya serap untuk zat warna kitosan nano berat molekul tinggi lebih besar dibandingkan dengan berat molekul sedang. Data menunjukkan dari warna standar merah = 2,9 ; biru = 4,2 ; putih = 0,9. Daya serap optimum terjadi pada konsentrasi 0,8 gram/liter yaitu merah = 0 ; biru = 0 ; putih = 0. Analisa spektoskopi FTIR menunjukkan bahwa panjang gelombang NH=3425,3 cm-1 ; C-H=2877,6 cm-1 ; C=O = 1608,5 cm-1 ; C-N=1390,9 cm-1. Data ini menunjukkan bahwa terdapat senyawa kitosan dalam larutan tersebut. Analisa FESEM didapatkan permukaan kitosan nano yang lebih besar dan merata sehingga memungkinkan untuk menyerap (mengabsorbsi) limbah logam besi (Fe2+) dan zat warna lebih efektif yaitu pada berat molekul tinggi dengan konsentrasi 0,8 gram/liter adalah sebesar 97,58% sedangkan untuk zat warna didapatkan data merah = 0, biru = 0 dan putih = 0. Kata kunci : Kitosan, partikel, kitosan nano, mengabsorbsi

vi

ABSTRACT

Chitosan is one of the medium which is used as absorber of heavy metal liquid waste and color essence in jeans textile industry. The making of particle nano chitosan to cause chitosan absorptive power to heavy metal liquid waste and cooler essence by expanding the substance the chitosan itself. The theory of reaction quick kinetic states that the more wider the substance of the essence so the reaction will be the more faster. The solution concentrate variation is needed to find that concentration of how much nano chitosan solution become effective to absorb iron metal and color essence. In fact from two heavy molecule of nano chitosan which are medium and high are found that high molecule of nano chitosan has bigger absorptive power in 0,8 gram/litter concentrate. The absorptive power from high molecule of heavy particle nano chitosan has optimum absorptive power in 0,8 gram/litter concentrate in the amount of 97,58%. Meanwhile, the absorptive power for the high molecule of nano chitosan color essence is bigger compared by weight of medium molecule. The data showed from standard color of red=2,9 ; blue=4,2 ; white=0,9. Optimum absorptive power happened in 0,8 gram/litter concentrate that is red=0 ; blue=0 ; white=0. Spectroscopy analysis FTIR showed that a long unbroken wave N-H=3425,3 cm-1 ; C-H=2877,6 cm-1 ; C=O = 1608,5 cm-1 ; C-N=1390,9 cm-1. This data showed that there is chitosan compound in that solution. FESEM analysis is got that nano chitosan substance is bigger and flat so it is possible to absorb iron metal (Fe2+) waste and color essence is more effective, that is weight in high molecule with concentrate 0,8 gram/liter is 97,58% while for color essence is found data that red = 0, blue = 0 and white = 0. Key words : Chitosan, particle, nano chitosan, absorptive

vii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah Kepada Allah SWT yang Maha mengatur dan memelihara alam beserta segala isinya dengan penuh rasa kasih dan sayangnya sehingga tesisi ini dapat diselesaikan dengan judul Pengaruh berat molekul kitoson nano partikel untuk menurunkan kadar besi (Fe2+) dan zat warna pada limbah industri tekstil jeans. Penyelesaian tesis ini merupakan syarat untuk menyelesaikan tugas dan ujian Sekolah Pascasarjana pada Ilmu Kimia USU Medan. Secara khusus rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Rektor USU Prof. Chairuddin P. Lubis DTM & H, Sp.A(K) atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan selama kuliah di Sekolah Pascasarjana Kimia USU. 2. Direktur Sekolah Pascasarjana USU Medan Ibu Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B., MSc atas kesempatan yang diberikan menjadi mahasiswa Program Magister pada Sekolah Pascasarjana USU Medan. 3. Pembimbing I dan II Prof. Dr. Harry Agusnar, Msc M.Phil dan Bapak Prof. Dr. Zul Alfian, MSc dengan penuh kesabaran membimbing penulis sehingga selesainya tesis ini. 4. Ketua Sekolah Pascasarjana Kimia USU Medan Bapak Prof. Basuki Wirjosentono MS, PhD. 5. Seluruh staf dosen dan pegawai Sekolah Pascasarjana Kimia USU Medan yang telah mendidik dan membantu penulis selama mengikuti perkuliahan di Sekolah Pascasarjana USU Medan. 6. Seluruh keluarga terutama istri dan anak-anak yang penuh pengertian sehingga selesai menamatkan studi di Sekolah Pascasarjana USU Medan.

viii

Penulis menyadari dengan sepenuhnya bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan dari semua pihak hingga sempurnanya tesis ini dan dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juni 2009 Penulis

Mukhlis Siregar

ix

RIWAYAT HIDUP

Penulis lahir di Sibulan-bulan pada tanggal 20 Nopember 1965 anak kedelapan dari sepuluh bersaudara dari pasarangan Bapak Abdullah Siregar (alm) dan Ibu Thobina Pasaribu (Alm). Pendidikan MIS Muhammadiyah (1971 s/d 1977), MTsN Peanor-nor (1978 s/d 1981) MAN 1 Medan (1981 s/d 1984). Pada tahun 1985 penulis diterima sebagai mahasiswa FMIPA DIII USU Medan jurusan kimia, tamat tahun 1988, pada tahun 1993 melanjutkan program S1 Kimia di IKIP Medan, lulus tahun 1996. pada tahun 2007 penulis diberi kesempatan mengikuti pendidikan Sekolah Pascasarjana USU Medan jurusan Kimia.

x

DAFTAR ISI

Halaman ABSTRAK ... i ii iii v vi ix x xi 1 1 3 3 3 4 5 5 7 9 10 11 13 14 14 15 15 16 ABSTRACT ..

KATA PENGANTAR . RIWAYAT HIDUP . DAFTAR TABEL ... DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR ... DAFTAR LAMPIRAN ... 1.1. Latar Belakang .. 1.2. Perumusan Masalah .. 1.3. Tujuan Penelitian .. 1.5 2.1 Lokasi Penelitian . BAB I PENDAHULUAN

1.4. Manfaat Penelitian BAB II TINJAUAN PUSTAKA . Kitosan 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 Karakteristik Kitosan ...

Berat Molekul (molecular weight (M/W)) Penggunaan dan Bentuk-bentuk Kitosan .. Kitosan Nanopartikel ... Nanopartikel .

Jenis-Jenis Daya Serap Kitosan ...

Adsorbsi Absorbsi Koagulasi .. Flokulasi

xi

2.3 2.4 2.5 2.6

Logam .. 2.3.1

17 18 19 21 22 25 27 27 27 27 28 28 30 31

Spektrofotometer Serapan Atom .. Spektrum Inframerah ... Proses Pengikatan Logam Oleh Kitosan Nanopartikel

Limbah Cair Logam Besi (Fe) ..

2.7 Zat Warna pada Limbah Cair Tekstil Jeans .

BAB III METODOLOGI PENELITIAN . 3.1 3.2 3.3 3.4 Lokasi Penelitian .. Bahan ... Alat .. 3.4.1 3.4.2 Prosedur Penelitian .. Pembuatan Kitosan Nanopartikel Bagan Penelitian Pembuatan Kitosan Nanopartikel Dengan Berat Molekul Tinggi Dan Sedang Daya Serap (absorbsi) Kitosan Nanopartikel Terhadap Limbah Cair Logam Besi (Fe) Pada Industri Tekstil Jeans ... Daya Serab (absorbsi) Kitosan Nanopartikel Terhadap Limbah Cair Zat Warna Pada Industri Teksil Jeans ...

3.4.3. Bagan Preparasi Sampel . 3.4.4

32

3.4.5

32 33

3.4.6 3.4.7

Spektroskopi Inframerah (FTIR) . Analisa Field Emition Scanning Electron Microscopy (FESEM) ..

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 4.2

33 34 34 35