MAKALAHPENGARUH MATERIAL MEMBRAN PADA TRANSPOR KINETIK Cu(II) MELALUI MEMBRAN CAIR FASA RUAHOleh:RAHMI SYAHPUTRI1110412027

Dosen Pembimbing:OLLY NORITA TETRA , M.Si

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS ANDALASPADANG2014

PENGARUH MATERIAL MEMBRAN PADA TRANSPOR KINETIK Cu(II) MELALUI MEMBRAN CAIR FASA RUAHRahmi Syahputri (1110412027), Olly Norita Tetra, M. Si*Oleh :Siu Hua Chang, Ayub Md Som, and Jagannathan Krishnan

AbstrakKinetika dari transpor Cu(II) melalui membran cair fasa ruah telah diinvestigasi dengan material membran yang berbeda. Tiga jenis material membran yang digunakan yaitu : minyak goreng segar, minyak goreng bekas (jelantah), dan minyak tanah, yang masing-masing dicampur dengan asam di-2-etilheksilfosforik (pembawa) dan tributilfosfat (pengubah). Model kinetik diperoleh dari hukum kinetik untuk dua reaksi orde satu berurutan dan tidak dapat balik, yang digunakan untuk mempelajari fasilitas transpor Cu(II) yang melewati fasa sumber, membran dan penerima dari membran cair fasa ruah. Ditemukan bahwa transpor Cu(II) yang melewati fasa sumber tidak terpengaruh oleh tipe membran material yang berbeda, tetapi kedua fasa membran dan penerima menurun jauh ketika membran material diganti dari minyak tanah,minyak goreng bekas ke minyak goreng segar. Konstanta laju pengurangan Cu(II) dan proses pada membran cair fasa ruah menggunakan membran material yang berbeda-beda juga telah ditentukan dan dibandingkan.Kunci : Membran cair fasa ruah, Cu(II), membran material, transpor kinetik.

BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar Belakang

1.2 Perumusan MasalahArtikel ini melaporkan analisa QSAR pada lipid peroksida penghambat aktivitas struktur dan energi dari 36 turuna flavonoid dengan menggunakan metode DFT BL3LYP/6-31 G* adalah penentuan senyawa flavonoid dengan metoda semi empirical PM3 yang digunakan untuk seri flavonoid. analisa QSAR sebagai dasar dari gambaran kimia kuantum dan penentuan anti MDA.

1.3 Tujuan PenelitianAdapun tujuan dari penelitian ini dilakukan untuk memprediksi model QSAR selanjutnya melalui analisa pada 36 turunan flavonoid.

1.4Manfaat PenelitianDapat diterapkan dalam industri skala besar dan dalam skala laboratorium serta dalam bidang biokimia.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Flavonoid 2.2 Efek Biologis dari Flavonoid2.3 Metoda QSAR (Quantitative Structure Activity Relationship)

Teknik pemisahan dalam pengolahan limbah cair industri yang mengandung ion logam berat semakin penting karena peningkatan masalah perlindungan lingkungan. Pada umumnya, pengolahan limbah cair industri yang mengandung ion logam berat melibatkan pengendapan sebagai hidroksida, garam basa atau sulfida, sehingga untuk limbah dengan konsentrasi ion logam terlarut rendah teknik ini kurang efektif lagi [1]. Berkaitan dengan masalah ini, diperlukan metode pengolahan limbah logam berat yang efektif, terutama apabila konsentrasinya dalam limbah rendah. Transpor membran cair merupakan salah satu metode pemisahan yang dapat dikembangkan untuk tujuan pengolahan limbah cair yang mengandung ion logam berat. Metode ini memiliki kelebihan, seperti dapat diterapkan walaupun konsentrasi ion logam terlarut rendah, proses berlangsung secara sinambung, menggunakan sedikit pelarut organik [2]. Dalam pemisahan ini, ion logam tertranspor dari fasa sumber ke fasa target yang difasilitasi oleh molekul pengemban ion dalam membran. Sifat pengemban ion ini sangat menentukan efisiensi dan selektivitas transpor ion logam. Oleh karena itu, akhir-akhir ini penelitian transpormembran cair banyak berfokus pada penggunaan berbagai senyawa organik sebagai pengemban ion [3-9].

Membran cair merupakan suatu fasa cair yang membatasi dua fasa cair yang lain yang saling melarutkan, sedangkan membran cair itu sendiri tidak larut dalam kedua fasa cair yang dibatasinya15. Keselektifan membran cair untuk teknik pemisahan dapat diatur dari perbedaan koefisien distribusi atau perbedaan kelarutan komponen diantar muka membran. Keuntungan metode dengan sistem membran cair adalah mempunyai selektivitas dan efisiensi sistem tinggi, penggunaan pelarut, pemisahan ion yang yang dapat dilakukan secara kontinu dalam satu unit operasi, pengoperasian sederhana, dan biaya pengoperasian yang murah.Membran cair ruah (BLM, Bulk Liquid Membrane) merupakan metodeyang sering digunakan dalam teknik membran cair yang menggunakan cairan sebagai membran sehingga dibutuhkan senyawa membran yang lebih banyak. Metode ini cukup baik untuk mempelajari mekanisme transport dan pengaruh dari struktur carrier dalam efisiensi dan selektivitasnya. (Misra dan Gill, 1996).Teknik membran cair fasa ruah dengan menggunakan zat pembawa merupakan terobosan baru dalam teknik pemisahan. Teknologi inimengkombinasikan ekstraksi pelarut dan proses stripping dalam suatu perpaduan yang sangat menarik dalam perlakuan pada larutan yang konsentrasi logamnya rendah. Keselektifan dan keefektifan metoda ini dapat diperoleh dengan menambahkan zat aditif yang cocok sebagai mediator dan pengaturan kondisi operasi yang tepat saat pemakaian transpor sehingga tidak terjadi reaksi balik.

BAB IIIPROSEDUR PERCOBAAN3.1 Bahan dan MetodeMinyak goreng segar diperoleh dari sebuah pusat perbelanjaan lokal, sedangkan minyak goreng bekas (jelantah) dikumpulkan dari restoran lokal. Yang pertama digunakan tanpa pemurnian lebih lanjut, sedangkan yang terakhir ini perlakuan awal untuk menghilangkan partikel padat dan air yang berlebihan. Tembaga sulfat penta hidrat (Kimia R&M, kemurnian 99.6%), minyak tanah (Sigma-Aldrich, kemurnian99%), di-2-etilheksil asam fosfat (D2EHPA) (Organik Acros, kemurnian 99%), tributil fosfat (TBP), asam asetat, natrium asetat, natrium hidroksida, natrium sulfat dan asam sulfat (Merck, 99% kemurnian) digunakan begitu diterima. 3.2 Aturan PercobaanAturan percobaan BLM yang digunakan dalam penelitian ini adalah seperti yang dijelaskan di Chang et al.[8]. Terdiri dari sebuah wadah kaca persegi panjang (panjang 160 mm x lebar 90 mm x tinggi 100 mm) dibagi ke dalam dua wadah dengan piring kaca 40 mm-tinggi, ketebalan 2 mm. Wadah kecil diisi dengan fase sumber encer (500 mg/LCu(II) dalam larutan buffer asetat pH 4,46) sementara yang lebih besar dengan fase penerima encer (larutan asam sulfat1,5M), yang keduanya berlapis dengan fase membran organik (88 mMD2EHPA (pembawa) dan60mMTBP(pengubah) dilarutkan kedalambaikminyak gorengsegar,minyak jelantahatauminyak tanah). Masing-masingfase inidiaduk pada150rpmdanwadahBLMditempatkandalam bak airyangsuhunyadijaga konstanpada suhu 40oC.3.3 ProsedurpercobaandanAnalisis RegresiSelamapercobaan, beberapa sampeldarifase sumber danpenerimaBLMdikumpulkansecara berkalauntuk penentuankonsentrasiCu(II) dengan menggunakan spektrofotometer serapan nyala atom (Perkin Elmer, AA-400) setelah penyaringan dan pengenceran yang tepat. Konsentrasi Cu (II) yang sesuaidalam faseMdihitung darikesetimbangan materi dengan mengasumsikanbahwa tidak adaCu(II) yang hilangke lingkungandankedua konsentrasiCuawal (II) dalamfase membran dan menerima adalah nol. Semuapercobaan dilakukandalam rangkap duaataurangkap tigadan standarrelatif deviasi antara sampel ulangan dalam rentangpercobaankurang dari2%. Tetapankecepatanpemindahan(k1)Cu(II) dan prosespenemuan kembali(k2) diBLM ditentukandengan melakukananalisis regresinon-linear pada Pers.(1) -(3) menggunakan fungsiSOLVERdari programMicrosoftExcel(Microsoft Office 2013).

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengaruh MaterialMembran Transpor Kinetika Cu (II) diseluruh Fasa Sumber

Gambar. 1menunjukkan berkurangnya waktuevolusi konsentrasi Cu(II) di seluruhfasesumber(Rs) dariBLMketikamaterial membranyang berbeda digunakan. Keduadatapercobaan dan kecocokan akan ditampilkan. Semua kecocokan yangditemukan memilikikoefisientinggidari determinasi(R2), yaitu>0.98, dengan deviasikecil 40 cP @ 25oC [8]) dibandingkan denganminyak tanah(1,64 cP@25oC[8]) yangmenghambatdifusiCu(II) di fase membran. Antaraminyak gorengsegar danminyak jelantah, yang terakhircenderung menunjukkanpuncaksempitdanrendah, dan itu berartikurangnyaCu(II) terakumulasidalam fasemembran. Hal ini dapatdisimpulkan darifluiditaspenyempurnaan dariminyakjelantahdisebabkan terjadinya perubahankomposisi(asam lemak bebas tinggi, gliseroldankadar air) sebagai hasil darioksidasi, hidrolisisdanretakreaksi yang terjadiselamapenggorengan[12]. Nilai k2 diperoleh dari Persamaan. (2) di mana 0.35 h-1 untuk minyak tanah, 0,30 h-1 minyak jelantah dan 0,25 h-1 untuk minyak goreng segar.4.3 PengaruhMateriMembran dalam TransportasiKinetikaCu(II) di seluruhFase Menerima

Gambar. 3menunjukkan waktuevolusi konsentrasi Cu(II) berkurangdi seluruhfasa penerima(Rr) dariBLMketikabahan membranyang berbeda digunakan. Semua data percobaan yang dilengkapi memadai (R20.98, disesuaikan R20.98 dan SER0.05) dan keandalan dari kecocokan parameterdiverifikasi (95% CI 0,1). Seperti ditunjukkan dalam Gambar. 3, Rr menunjukkan kurva kenaikan sigmoid untuk semua jenis bahan membran yang dipelajari. Serupa denganRMkurvapada Gambar. 2, kurvaRrberbeda secara substansialantara berbagai jenisbahan membranyang digunakan. Merekaberkembang daritajam untukkurvarelatif datarketikabahan membranberubahdariminyak tanah, limbahmemasakkeminyak gorengsegar. Inimenunjukkanbahwa jumlahCu(II) yang terakumulasi dalamfase penerimameningkat dariminyak tanah, minyakjelantahkeminyak gorengsegar. Meskipunfasa penerimayang sama dari BLMdigunakanuntuk semua jenisbahanmembran yang dipelajari, variasikinetikatransportasiCu(II) di fasa membransebelumnyatelahmenyebabkantingkat yang berbedadariCu(II) pengangkutandi seluruhfasa penerima. Nilaik2diperoleh dari persamaan. (3) adalah0.31h-1 untukminyak tanah, 0,27 h-1 untuk minyakjelantahdan0.21h-1 untukminyak gorengsegar. Dengan mengambilrata-rata nilaik2diperoleh dari keduaPers.(2) &(3), nilai-nilaik2keseluruhanadalah0.33h-1 untukminyak tanah, 0,29 h-1 untuk minyakjelantahdan 0,23h-1 untukminyak gorengsegar. Temuan inicocok dengan temuan-temuan dariChangetal. [8].

BAB IVKESIMPULAN

Efek dari bahan membran pada transportasi kinetika Cu(II) melintasi membran cair fasa ruah telah diselidiki. Material membran yang berbeda yang diteliti adalah minyak goreng segar, minyak jelantah dan minyak tanah. Ditemukan bahwa material membran yang berbeda tidak mempengaruhi transpor kinetika Cu(II) di seluruh fase sumber BLM. Namun, transpor kinetik Cu(II) melintasi kedua membran dan menerima fase BLM yang dipengaruhi secara signifikan oleh jenis bahan membran yang digunakan di mana itu penurunan dari minyak tanah, minyak jelantah keminyak goreng segar. Antara minyak goreng segar dan minyak jelantah, yang terakhir menunjukkan tingkat yang lebih tinggi dari Cu(II) pengangkutan melintasi kedua fase membran dan penerima BLM. Hal ini mungkin disebabkan oleh peningkatan fluiditas minyak jelantah karena perubahan dalam komposisi (asam lemak bebas tinggi, gliserol dan airisi) sebagai akibat oksidasi, hidrolisis dan retak reaksi yang terjadi selama penggorengan. Nilai k1 sekitar 2,5 jam-1 diperoleh untuk semua jenis material membran yang dipelajari, sedangkan nilai k2 keseluruhan yang diperoleh adalah sebesar 0,33 jam-1 untuk minyak tanah, 0,29 jam-1 untuk minyak jelantah dan 0,23 jam-1 untuk minyak goreng segar.

DAFTAR PUSTAKA[1] M. F. San Romn, E. Bringas, R. Ibaez, and I. Ortiz, Liquid membrane technology: fundamentals and review of its applications, J.Chem. Technol. Biot., vol. 85, no. 1, pp. 2-10, Jan. 2010.

[2] S. H. Chang, Vegetable oil as organic solvent for wastewater treatment in liquid membrane processes, Desalin. Water Treat., pp. 1-14, Apr. 2013.

[3] T. R. Reddy, N. N. Meeravali, and A. V. R. Reddy, Novel reverse mixed micelle mediated transport of platinum and palladium through abulk liquid membrane from real samples, Sep. Purif. Technol., vol. 103, pp. 71-77, Jan. 2013.

[4] S. Alpaydin, A. . Saf, S. Bozkurt, and A. Sirit, Kinetic study on removal of toxic metal Cr(VI) through a bulk liquid membrane containing p-tert-butylcalix[4]arene derivative, Desalination, vol. 275, no. 13, pp. 166-171, Jul. 2011.

[5] B. Nabieyan, A. Kargari, T. Kaghazchi, A. Mahmoudian, and M. Soleimani, Bench-scale pertraction of iodine using a bulk liquid membrane system, Desalination, vol. 214, no. 13, pp. 167-176, Aug. 2007.

[6] G. Muthuraman and M. Ibrahim, Use of bulk liquid membrane for the removal of Cibacron Red FN-R from aqueous solution using TBAB as a carrier,J. Ind. Eng. Chem., vol. 19, no. 2, pp. 444-449, Mar. 2013.

[7] M. Chakraborty and H.-J. Bart, Highly selective and efficient transport of toluene in bulk ionic liquid membranes containing Ag+ as carrier, Fuel Process. Technol., vol. 88, no. 1, pp. 43-49, Jan. 2007.

[8] S. H. Chang, T. T. Teng, and N. Ismail, Cu(II) transport through soybean oil-based bulk liquid membrane: Kinetic study, Chem. Eng.J., vol. 173, no. 2, pp. 352-360, Sep. 2011.

[9] A. H. M. Fauzi and N. A. S. Amin, An overview of ionic liquids as solvents in biodiesel synthesis, Renew. Sust. Energ. Rev., vol. 16, no. 8, pp. 5770-5786, Oct. 2012.

[10] L. J. Lozano, C. Godnez, A. P. de los Ros, F. J. Hernndez-Fernndez, S. Snchez-Segado, and F. J. Alguacil, Recent advances in supported ionic liquid membrane technology, J. Membrane Sci., vol. 376, no. 1-2, pp. 1-14, Jul. 2011.

[11] M. Wagner and C. Hilgers, Quality aspects and other questions related to commercial ionic liquid production, in Ionic Liquids inSynthesis, P. Wasserscheid and T. Welton, Eds. Weinheim: Wiley-VCH, 2008, pp. 2645.

[12] B. H. Diyauddeen, A. R. Abdul Aziz, W. M. A. W. Daud, and M. H. Chakrabarti, Performance evaluation of biodiesel from used domestic waste oils: A review, Process Saf. Environ., vol. 90, pp. 164-179, May 2012.