pemanfaatan jerami padi sebagai sorben minyak...

PEMANFAATAN JERAMI PADI SEBAGAI SORBEN

MINYAK MENTAH DENGAN AKTIVASI KIMIA

UMMU HANIFAH

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2014 M/ 1436 H

PEMANFAATAN JERAMI PADI SEBAGAI SORBEN

MINYAK MENTAH DENGAN AKTIVASI KIMIA

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

Oleh:

UMMU HANIFAH

1110096000036

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2014 M/ 1436 H

PERNYATAAN

DENGAN INI SAYA MENYATAKAN BAHWA SKRIPSI INI ADALAH

HASIL KARYA SENDIRI YANG BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI

SKRIPSI ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU

LEMBAGA MANAPUN

Jakarta, November 2014

Ummu Hanifah

NIM: 1110096000036

ABSTRAK

UMMU HANIFAH. Pemanfaatan Jerami Padi Sebagai Sorben Minyak Mentah

Dengan Aktivasi Kimia. Dibimbing oleh R NIDA SOPIAH dan NURHASNI.

Pemanfaatan jerami padi di Indonesia saat ini belum dikelola secara

maksimal. Pada jerami padi terdapat selulosa yang mengandung gugus hidroksil

yang dapat diaktivasi kimia sehingga akan terbentuk ikatan antara sorben dan

bahan pengaktivasi. Bahan pengaktivasi yang digunakan adalah asam sitrat, asam

asetat, urea, gliserol, dan natrium dodesil sulfat. Tujuan penelitian ini untuk

meningkatkan kapasitas sorpsi jerami padi dalam menyerap minyak mentah yang

diaktivasi kimia dengan parameter jenis bahan pengaktivasi dan ukuran partikel

(250; 355; 500 µm). Dilakukan variasi konsentrasi bahan pengaktivasi terseleksi

(asam sitrat, asam asetat dan natrium dodesil sulfat): 0,25; 0,50; 0,75; 1,00; 1,25;

1,50; 1,75; 2,00; 2,25; 2,50; 2,75 dan 3,00 N. Aktivasi dilakukan pada suhu 1200C

selama 30 menit, dioven pada suhu 500C selama 24 jam, dan dilakukan

pengukuran kapasitas sorpsi dan karakterisasi dengan FTIR. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa kapasitas sorpsi minyak mentah oleh jerami padi yang

diaktivasi asam sitrat optimum pada konsentrasi 1,75 N dengan kapasitas sorpsi

11,18 g minyak/g sorben (ukuran partikel 355 µm) dan11,38 g minyak/g sorben

(ukuran partikel 500 µm). Sedangkan jerami padi yang diaktivasi asam asetat

optimum pada konsentrasi 1,25 N dengan kapasitas sorpsi 11,06 g minyak/g

sorben (ukuran partikel 355 µm) dan 11,14 g minyak/g sorben (ukuran partikel

500 µm). Dan jerami padi yang diaktivasi natrium dodesil sulfat optimum pada

konsentrasi 1,00 N dengan kapasitas sorpsi 8,85 g minyak/g sorben (ukuran

partikel 355 µm) dan 9,3 g minyak/g sorben (ukuran partikel 500 µm).

Karakterisasi dengan FTIR menunjukkan adanya penambahan gugus fungsi

karbonil (C=O) pada jerami padi yang diaktivasi asam sitrat, asam asetat dan

natrium dodesil sulfat dengan bilangan gelombang masing-masing 1672, 1652 dan

1664 cm-1

.

Kata kunci: aktivasi kimia, minyak mentah, jerami padi, sorben

ABSTRACT

UMMU HANIFAH. The Utilization of Rice Straw as The Sorbent for Crude Oil

Using Chemical Activation. Advised by R NIDA SOPIAH and NURHASNI.

The utilization of rice straw in Indonesia, at the moment, is not managed

optimum. In the rice straw contained cellulosic material of which hydroxyl groups

are attached and can be chemically activated that would found a bond between

the sorbent and activator. Activator using citric acid, acetic acid, urea, glycerol,

natrium dodecyl sulphate. The purpose of this research was to increase the

sorption capacity of rice straw to crude oil by chemically activated with

parameters activator and size of particle (250; 355 and 500 µm) and then will be

variations selected concentration activator of (citric acid, acetic acid and natrium

dodecyl sulphate): 0,25; 0,50; 0,75; 1,00; 1,25; 1,50; 1,75; 2,00; 2,25; 2,50; 2,75

and 3,00 N. The activations were carried out at temperature of 120 0C for 30

minutes followed by roasting at temperature of 50 0C for 24 hours, and then

subsequent measurement of the sorption capacity and characterization by FTIR.

The results showed that the optimum sorption capacity of crude oil at a

concentration of citric acid 1.75 N was 11,18 g oil / g sorbent. (size of particles

355 µm) and 11,38 g oil/g sorbent (size of particles 500 µm). The optimum

sorption capacity of crude oil at a concentration of acetic acid 1.25 N was 11,06 g

oil / g sorbent. (size of particles 355 µm) and 11,14 g oil/g sorbent (size of

particles 500 µm). The optimum sorption capacity of crude oil at a concentration

of natrium dodecyl sulphate 1,00 N was 8,85 g oil / g sorbent. (size of particles

355 µm) and 9,3 g oil/g sorbent (size of particles 500 µm). Characterization using

FTIR showed the additional carbonyl functional group ( C=O ) in rice straw by

chemically activated with citric acid, acetic acid and natrium dodecyl sulphate at

wave number 1672, 1652 and 1664 cm-1

.

Keywords: chemical activation , crude oil , rice straw, sorbent

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan rahmat dan kasih sayang yang tak terhingga, serta tak lupa shalawat

untuk Nabi Muhammad SAW yang merupakan suri tauladan bagi kehidupan

manusia.

Skripsi yang berjudul “Pemanfaatan Jerami Padi sebagai Sorben

Minyak Mentah dengan Aktivasi Kimia”. Penelitian ini sebagai salah satu

persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana sains.

Penulisan skripsi ini juga tak luput dari bantuan berbagai pihak. Atas kerja

sama dan bantuan dari pihak-pihak terkait, penulis mengucapkan terima kasih

yang sebesar-besarnya kepada:

1. R. Nida Sopiah, M.Si selaku Pembimbing I yang telah bersedia meluangkan

waktu, tenaga dan pikiran dalam membimbing, memberikan saran dan

perhatian dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.

2. Nurhasni, M.Si selaku Pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktu,

tenaga, dan pikiran dalam membimbing, serta banyak memberikan saran,

perhatian, dan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

3. Dr. Thamzil Las selaku Penguji I yang telah memberikan pengarahan dan saran

dalam penyusunan skripsi.

4. Isalmi Aziz, MT selaku Penguji II yang telah memberikan pengarahan dan

saran dalam penyusunan skripsi.

viii

5. Drs. Dede Sukandar, M.Si selaku Ketua Program Studi Kimia Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta yang telah

memberikan kesempatan untuk melaksakan penelitian.

6. Dr. Agus Salim, M.Si selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas

Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta yang telah memberikan izin penulis

untuk melaksanakan penelitian.

7. Dr. Ir. Arie Herlambang selaku ketua Balai Teknologi dan Lingkungan (BTL)

Puspitek Serpong dan staff yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas

kepada penulis untuk melaksanakan penelitian.

8. Seluruh Dosen Program Studi Kimia UIN Syarif Hidayatullah Jakarta yang

telah memberikan ilmu pengetahuan serta bimbingan kepada penulis selama

perkuliahan.

9. Kedua orangtua penulis (H. Fahrurozi dan Hj. Muawanah), kakak dan adik

yang telah banyak membantu dan mendoakan selama kuliah hingga

pelaksanaan penelitian.

10. Teman-teman Kimia UIN Syarif Hidayatullah Jakarta angkatan 2010.

Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam penyusunan skripsi

ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan, kritik dan saran dari

pembaca yang bersifat membangun demi perbaikan dan penyempurnaan di

kemudian hari.

Jakarta, November 2014

Ummu Hanifah

ix

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ............................................................................ vii

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

DAFTAR GAMBAR .............................................................................. xi

DAFTAR TABEL .................................................................................. xii

DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1

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

1.2. Perumusan Masalah .......................................................................... 2

1.3. Hipotesis Penelitian ........................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian .............................................................................. 3

1.5. Manfaat Penelitian ............................................................................ 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................ 4

2.1. Jerami Padi ........................................................................................ 4

2.2. Sorpsi ................................................................................................ 7

2.2.1. Sorpsi secara Fisik ................................................................. 8

2.2.2. Sorpsi secara Kimia ............................................................... 9

2.3. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Sorpsi ....................................... 10

2.4. Sorben ............................................................................................... 11

2.5. Aktivasi ............................................................................................. 12

2.6. Minyak Mentah ................................................................................ 13

2.7. Spektroskopi Inframerah ................................................................... 14

BAB III METODE PENELITIAN ....................................................... 19

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................... 19

3.2. Alat dan Bahan .................................................................................. 19

3.2.1. Alat ......................................................................................... 19

3.2.2 . Bahan ..................................................................................... 19

3.3. Metode Penelitian ............................................................................. 20

3.4. Prosedur Kerja .................................................................................. 20

x

3.4.1. Preparasi Jerami Padi ............................................................. 20

3.4.2. Uji Pendahuluan ..................................................................... 20

3.4.2.1. Pengaruh Ukuran Partikel Jerami Padi terhadap

Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah ............................ 20

3.4.2.2. Pengaruh Jenis Bahan Pengaktivasi dalam Jerami Padi

terhadap Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah ............. 21

3. 4.3. Pengaruh Variasi Konsentrasi Bahan Pengaktivasi Terseleksi

terhadap Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah .......................... 22

3.4.4. Pengujian Komposisi Jerami Padi setelah Diaktivasi .......... 22

3.4.4.1. Pengujian Kadar Air .............................................. 22

3.4.4.2. Pengujian Kadar Abu ............................................ 23

3.4.4.3. Pengujian Kadar Lignin ......................................... 23

3.4.4.4. Pengujian Kadar Hemiselulosa .............................. 24

3.4.4.5. Perhitungan Kadar Selulosa ................................... 25

3.4.5. Karakterisasi dengan Forrier Transform Infrared (FTIR) .. 25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................... 26

4.1. Pengaruh Ukuran Partikel Jerami Padi terhadap Kapasitas Sorpsi

Minyak Mentah ................................................................................. 27

4.2. Pengaruh Jenis Bahan Pengaktivasi dalam Jerami Padi terhadap

Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah ..................................................... 28

4.3. Pengaruh Variasi Konsentrasi Bahan Pengaktivasi Terseleksi

terhadap Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah ...................................... 32

4.4. Karakterisasi dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR) ............. 39

BAB V SIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 46

5.1. Simpulan .......................................................................................... 46

5.2. Saran ................................................................................................. 46

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................. 47

LAMPIRAN ............................................................................................ 51

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Jerami Padi .......................................................................... 4

Gambar 2. Struktur Selulosa .................................................................. 5

Gambar 3. Struktur Hemiselulosa ......................................................... 6

Gambar 4. Struktur Lignin .................................................................... 7

Gambar 5. Proses Sorpsi ........................................................................ 7

Gambar 6. Pengaruh Ukuran Partikel Jerami Padi terhadap Kapasitas

Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah ....................................... 27

Gambar 7. Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah oleh Jerami Padi yang

Diaktivasi Asam Sitrat dan Asam Asetat 1 N ..................... 28


Diaktivasi Urea dan Gliserol 1 N ......................................... 30


Diaktivasi Natrium Dodesil Sulfat 1 N ................................ 31


Diaktivasi 5 Bahan Pengaktivasi .......................................... 32

Gambar 11. Perbandingan Konsentrasi Asam Sitrat terhadap Kapasitas

Sorpsi Minyak Mentah oleh Jerami Padi ............................. 33

Gambar 12. Reaksi Selulosa dengan Asam Sitrat ................................... 35

Gambar 13. Perbandingan Konsentrasi Asam Asetat terhadap Kapasitas

Sorpsi Minyak Mentah oleh Jerami Padi ............................ 35

Gambar 14. Reaksi selulosa dengan Asam Asetat .................................. 36

Gambar 15. Perbandingan Konsentrasi Natrium Dodesil Sulfat terhadap

Kapasitas Sorpsi Minyak Oleh Jerami Padi ........................ 37

Gambar 16. Reaksi selulosa dengan Natrium Dodesil Sulfat .................. 38

Gambar 17. Spektrum FTIR Jerami Padi Tanpa Aktivasi ........................ 40

Gambar 18. Spektrum FTIR Jerami Padi yang Diaktivasi

Asam Sitrat 1,75 N .............................................................. 41


Asam Asetat 1,25 N ............................................................ 42


Natrium Dodesil Sulfat 1 N ................................................ 44

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Komposisi Jerami Padi .............................................................. 5

Tabel 2. Daerah Serapan Gelombang Beberapa Gugus Fungsi .............. 18

Tabel 3. Prediksi Gugus Fungsi FTIR ..................................................... 45

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Uji Pendahuluan ...................................................................... 51

Lampiran 2. Variasi Konsentrasi Bahan Pengaktivasi Terseleksi ............... 54

Lampiran 3. Pengujian Komposisi Jerami Padi .......................................... 59

Lampiran 4. Persen Transmittan Gugus Fungsi pada Jerami Padi .............. 62

Lampiran 5. Foto Alat dan Bahan ............................................................... 63

Lampiran 6. Cara Kerja ............................................................................... 65

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Limbah minyak diakibatkan oleh pengeboran minyak ataupun tumpahan

minyak sehingga menyebabkan dampak bagi lingkungan, diantaranya merusak

estetika pantai, kerusakan biologis, pertumbuhan fitoplankton terhambat dan

penurunan populasi alga. Cara penanggulangan tumpahan minyak dengan

penyisihan menggunakan booms dan skimmer pada kondisi air laut yang tenang,

sorben bisa untuk mengatasi tumpahan minyak di daratan maupun perairan,

dispersan untuk kondisi air laut yang memiliki ombak tinggi dan bioremediasi.

Penggunaan sorben dalam menanggulangi tumpahan minyak di daratan

maupun perairan diharapkan dapat efektif dan bertindak cepat dalam menahan

tumpahan minyak tersebut. Sorben dibagi menjadi adsoprsi (penempelan pada

permukaan sorben) dan absorpsi (penyerapan minyak ke dalam sorben).

Jenis sorben dibagi menjadi 3 macam, yaitu organik alami seperti ampas

tebu (Apriliani, 2010; Sudibandriyo dan Lydia, 2011), sekam padi (Nurhasni et

al., 2010; Yuliati dan Susanto, 2011 dan Amaria, 2012), jerami padi (Safrianti et

al., 2012; Fatoni et al., 2010 dan Pakpahan et al., 2013), genjer (Nurhasni, 2007),

tongkol jagung (Alfiany et al., 2013; Suhendra dan Gunawan, 2010), anorganik

alami seperti lempung (Bahri et al., 2010), pasir (Nurhasni et al., 2012), dan

sintesis seperti busa, polietilen, serat nilon, dan polipropilen.

Jerami padi merupakan salah satu limbah pertanian yang cukup besar

jumlahnya. Menurut Kim dan Dale (2004), nisbah jerami padi terhadap padi yang

2

dipanen adalah 1,4 yang berarti untuk menghasilkan 1 ton padi akan

menghasilkan 1,4 ton jerami padi.

Komposisi utama jerami padi terdiri atas selulosa 37,71%, hemiselulosa

21,99% dan lignin 16,62% (Dewi, 2002). Selulosa yang mengandung gugus

hidroksil (-OH) dimanfaatkan sebagai sorben. Saat ini, penggunakan jerami padi

digunakan untuk proses penjernihan air, sorpsi logam, serta pengurangan Free

Fatty Acid (FFA) dan warna pada minyak jelantah. Namun, penelitian mengenai

jerami padi sebagai sorben minyak mentah belum ditemukan. Atas dasar inilah,

peneliti ingin memanfaatkan jerami padi sebagai sorben minyak mentah. Bahan

pengaktivasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah senyawa organik seperti

asam sitrat, asam asetat, urea, gliserol, dan natrium dodesil sulfat.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui jenis bahan pengaktivasi terbaik

untuk meningkatkan kapasitas sorpsi minyak mentah dan mengidentifikasi gugus

fungsi yang terdapat pada jerami padi tanpa aktivasi dan setelah diaktivasi. Hasil

penelitian ini diharapkan dapat menambah nilai guna jerami padi dan memberi

informasi bahwa jerami padi dapat digunakan sebagai salah satu sorben minyak

yang ekonomis.

1.2. Perumusan Masalah

Rumusan masalah yang akan diselesaikan dalam penelitian ini adalah:

1. Apakah bahan pengaktivasi (asam sitrat, asam asetat, urea, gliserol dan

natrium dodesil sulfat) yang terbaik untuk meningkatkan kapasitas

sorpsi minyak mentah oleh jerami padi?

3

2. Apakah terdapat penambahan gugus fungsi pada jerami padi yang

telah diaktivasi kimia?

1.3. Hipotesis Penelitian

Hipotesis dari penelitian ini adalah:

1. Bahan pengaktivasi yang terbaik untuk meningkatkan kapasitas sorpsi

minyak mentah oleh jerami padi adalah asam sitrat.

2. Terdapat penambahan gugus fungsi pada jerami padi yang telah

diaktivasi kimia.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui jenis bahan pengaktivasi terbaik untuk meningkatkan

kapasitas sorpsi minyak mentah oleh jerami padi.

2. Mengetahui adanya penambahan gugus fungsi jerami padi yang telah

diaktivasi kimia.

1.5. Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat menambah nilai guna jerami padi dan

memberi informasi bahwa jerami padi dapat digunakan sebagai salah satu sorben

minyak yang ekonomis.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Jerami Padi

Jerami padi merupakan hasil usaha pertanian berupa tangkai dan batang

tanaman serealia yang telah kering, setelah biji-bijiannya dipisahkan. Jerami

memiliki fungsi, diantaranya sebagai pakan ternak, alas atau lantai kandang,

pengemas bahan pertanian (misal telur), bahan bangunan (atap, dinding, lantai),

dan kerajian tangan (Makarim et al., 2007). Jerami padi ditunjukkan pada Gambar

1. komposisi jerami padi dapat dilihat pada Tabel 1 (Dewi, 2002; Dobermann dan

Fairhurst, 2002).

Gambar 1. Jerami padi

5

Tabel 1. Komposisi Jerami Padi

Komposisi Konsentrasi (%)

(Dewi, 2002)

Kandungan nutrisi dalam basis kering

(%) (Dobermann dan Fairhurst, 2002)

Selulosa 37,71

Hemiselulosa 21,99

Lignin 16,62

N 0,5 – 0,8

P2O5 0,16 – 0,27

K2O 1,4 – 2,0

S 0,05 – 0,1

Si 4,0 – 7,0

Komposisi utama jerami padi dijelaskan sebagai berikut:

1. Selulosa

Selulosa tidak larut dalam air dan alkali. Selulosa merupakan komponen

penyusun dinding sel tanaman bersama-sama dengan hemiselulosa, pektin dan

protein. Selulosa merupakan polimer dari glukosa berantai lurus dengan ikatan β

(1-4) glikosidik dengan jumlah glukosa sampai 10.000 unit. Ikatan β (1-4)

glikosidik ini menghasilkan konformasi seperti pita yang panjang. Setiap dua

residu terjadi rotasi 1800C yang dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekul

pada rantai yang paralel. Struktur selulosa ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Struktur Selulosa

6

2. Hemiselulosa

Hemiselulosa adalah polisakarida heteropolimer yang menyusun dinding

sel tanaman tingkat tinggi dan sering terikat dengan selulosa dan lignin. Struktur

hemiselulosa dibagi menjadi empat kelompok berdasarkan komposisi rantai

utamanya yaitu (1) D-xylan yaitu 1-4 β xylosa; (2) D-manan yaitu (1 – 4) β D-

mannosa; (3) D-xyloglucan dan (4) D-galactans yaitu 1-3 β Dgalaktosa. Hampir

semua hemiselulosa disubtitusi dengan berbagai karbohidrat lain atau residu non

karbohidrat. Karena berbagai rantai cabang yang tidak seragam menyebabkan

senyawa ini secara parsial larut air.

Perbedaan selulosa dengan hemiselulosa yaitu hemiselulosa mempunyai

derajat polimerisasi rendah (50 – 200 unit) dan mudah larut dalam alkali, tetapi

sukar larut dalam asam, sedangkan selulosa sebaliknya. Struktur Hemiselulosa

ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Struktur Hemiselulosa

3. Lignin

Lignin merupakan polimer non karbohidrat yang bersifat tidak larut dalam

air. Lignin merupakan senyawa turunan alkohol kompleks yang menyebabkan

dinding sel tanaman menjadi keras. Lignin merupakan heteropolimer yang

sebagian besar monomernya p-hidroksifenilpropana dan semua lignin

mengandung koniferil alkohol. Struktur lignin ditunjukkan pada Gambar 4.

7

OCH3

HO

H3CO O

OH

O

HO CH3

OCH3

OCH3

CH2OH

O

OCH3

O

OHC O

CH3

Gambar 4. Struktur lignin

2.2. Sorpsi

Sorpsi secara umum diartikan sebagai akumulasi sejumlah molekul, ion,

atau atom yang terjadi pada batas dua fasa. Fenomena permukaan ini dapat terjadi

karena gaya-gaya yang tidak seimbang pada batas antara dua fasa yang

menyebabkan perubahan konsentrasi molekul (ion atau atom) pada antar fasa

tersebut. Sorpsi juga merupakan proses pengikatan suatu molekul dari fasa gas

atau larutan ke dalam suatu lapisan terkondensasi dari suatu permukaan padatan

atau cairan. Molekul yang terkondensasi disebut sorbat, sedangkan substrat

(permukaan padatan atau cairan) disebut sorben. Penghilangan kembali molekul

yang telah terikat disebut desorpsi (Khasanah, 2009). Proses sorpsi dapat dilihat

pada Gambar 5.

Gambar 5. Proses Sorpsi

8

Pada umumnya proses sorpsi diklasifikasikan menjadi dua proses yaitu

secara fisik yang disebabkan oleh gaya van der waals, dan secara kimia yang

disebabkan melalui reaksi kimia antara molekul-molekul sorbat dengan atom-

atom penyusun permukaan sorben (Wang et al., 2003). Sorpsi terjadi pada

permukaan zat padat karena adanya gaya tarik menarik atom atau molekul pada

permukaan zat padat. Molekul-molekul pada permukaan zat padat atau zat cair,

mempunyai gaya tarik ke arah dalam, karena tidak ada gaya-gaya lain yang

mengimbangi. Adanya gaya-gaya ini menyebabkan zat padat dan zat cair

mempunyai gaya sorpsi. Adsorpsi berbeda dengan absorpsi. Pada absorpsi terjadi

penyerapan zat ke dalam sorben sedangkan adsorpsi zat yang diserap hanya

terdapat pada permukaan sorben (Sukardjo, 1990).

2.2.1. Sorpsi secara Fisik

Proses sorpsi atau penyerapan adalah fenomena fisik yang terjadi saat

molekul gas atau cair dikontakkan dengan suatu padatan dan sebagian dari

molekul-molekul tadi mengembun pada permukaan padatan tersebut. Apabila

interaksi antara padatan dan molekul yang mengembun tadi relatif lemah, maka

proses ini disebut sorpsi fisik yang terjadi hanya karena gaya van der waals.

Molekul-molekul sorbat terikat secara lemah karena adanya gaya van der

waals. Sorpsi ini relatif berlangsung cepat dan bersifat reversibel (reversible).

Karena dapat berlangsung di bawah temperatur kritis sorbat yang relatif rendah

maka panas sorpsi yang dilepaskan juga rendah. Sorbat yang terikat secara lemah

pada permukaan sorben, dapat bergerak dari suatu bagian permukaan ke bagian

permukaan lain. Peristiwa sorpsi fisik menyebabkan molekul-molekul gas yang

9

terserap mengalami kondensasi. Besarnya panas yang dilepaskan dalam proses

sorpsi fisik adalah kalor kondensasinya.

Proses sorpsi fisik terjadi tanpa memerlukan energi aktivasi, sehingga

proses tersebut membentuk lapisan jamak (multilayers) pada permukaan sorben.

Ikatan yang terbentuk dalam sorpsi fisik dapat diputuskan dengan mudah, yaitu

dengan cara degassing atau pemanasan pada temperatur 150-2000C.

2.2.2. Sorpsi secara Kimia

Sorpsi terjadi karena adanya reaksi kimia antara molekul-molekul sorbat

dengan permukaan sorben, sehingga terjadi pemutusan dan pembentukan ikatan

(Reza, 2002). Sorpsi ini bersifat tidak reversibel hanya membentuk satu lapisan

tunggal (monolayer). Sorben yang menyerap secara kimia pada umumnya sulit

diregenerasi.

Secara kualitatif perilaku sorpsi dapat juga dipandang dari sifat polar

ataupun nonpolar antara zat padat (sorben) dengan komponen larutan (sorbat).

Sorben polar akan cenderung mennyerap kuat sorbat polar dan lemah terhadap

sorbat nonpolar, dan sebaliknya.

10

2.3. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Sorpsi

Kemampuan sorpsi dipengaruhi oleh lima faktor (Bahl et al, 1997 dan

Suryawan, 2004), yaitu:

1. Jenis sorbat

a. Ukuran molekul sorbat

Ukuran molekul yang sesuai merupakan hal penting agar proses sorpsi

dapat terjadi, karena molekul-molekul yang dapat di sorpsi adalah

molekul-molekul yang diameternya lebih kecil atau sama dengan diameter

pori sorben.

b. Kepolaran zat

Apabila berdiameter sama, molekul-molekul polar lebih kuat diserap

daripada molekul-molekul tidak polar. Molekul-molekul yang lebih polar

dapat menggantikan molekul-molekul yang kurang polar yang terlebih

dahulu terserap.

c. Konsentrasi zat terlarut

Senyawa terlarut memiliki gaya tarik menarik yang kuat terhadap

pelarutnya sehingga lebih sulit diserap dibandingkan senyawa tidak larut.

2. Karakteristik sorben

a. Kemurnian sorben

Sebagai zat untuk menyerap, maka sorben yang lebih murni lebih

diinginkan karena kemampuan penyerapan yang lebih baik.

b. Luas permukaan sorben

Semakin luas permukaan sorben, maka jumlah sorbat yang terserap

akan semakin banyak pula.

11

3. Tekanan (P)

Tekanan, untuk sorpsi fisika, kenaikan tekanan sorbat dapat menaikan

jumlah yang diserap.

4. Temperatur (T)

Temperatur yang dimaksud adalah temperatur sorbat. Pada saat molekul

sorbat melekat pada permukaan sorben akan terjadi pembebasan sejumlah energi

yang dinamakan peristiwa exothermic. Sorpsi fisika yang substansial biasa terjadi

pada suhu dibawah titik didih soprsi, terutama di bawah 500C. Sebaliknya, pada

sorpsi kimia, jumlah yang diserap berkurang dengan naiknya suhu sorbat.

2.4. Sorben

Luas permukaannya sangat mempengaruhi besarnya kapasitas penyerapan

dari sorben. Volume sorben membatasi jumlah dan ukuran pori-pori pembentuk

permukaan dalam (internal surface) yang menentukan besar atau kecilnya

permukaan penyerapan. Karakteristik sorben yang dibutuhkan untuk sorpsi:

1. Luas permukaannya besar, sehingga kapasitas penyerapannya tinggi.

2. Memiliki afinitas terhadap komponen yang diserap.

3. Memiliki daya tahan guncang yang baik.

4. Tidak ada perubahan volume yang berarti selama proses sorpsi dan

desorpsi.

12

2.5. Aktivasi

Aktivasi adalah perlakuan terhadap sorben yang bertujuan untuk

memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan hidrokarbon atau

mengoksidasi molekul permukaan sehingga sorben mengalami perubahan sifat,

baik fisik atau kimia. Aktivasi dibagi menjadi dua yaitu aktivasi fisika dan kimia.

Aktivasi fisik dapat didefinisikan sebagai proses memperluas pori dari adsorben

dengan bantuan panas, uap dan gas CO2. Sedangkan aktivasi kimia merupakan

aktivasi dengan pemakaian bahan kimia yang dinamakan aktivator.

Berbagai keunggulan cara aktivasi kimia dibandingkan dengan aktivasi

fisik diantaranya adalah (1) pada proses aktivasi kimia, di dalam penyiapannya

sudah terdapat zat kimia pengaktif sehingga proses karbonisasi sekaligus proses

aktivasi karbon yang terbentuk sehingga metode ini sering disebut juga metode

aktivasi satu langkah (one-step activation), (2) aktivasi kimia biasanya terjadi

pada suhu lebih rendah dari pada metode aktivasi fisik, (3) efek dehydrating agent

dapat memperbaiki pengembangan pori di dalam struktur karbon, dan (4) produk

dengan menggunakan metode ini lebih banyak jika dibandingkan dengan aktivasi

secara fisik.

Bahan pengaktivasi yang sering digunakan adalah asam klorida, asam

sulfat, asam fosfat, kalium hidroksida, natrium hidroksida, dan seng klorida.

Beberapa penelitian sebelumnya mengenai aktivasi kimia, diantaranya: ampas

tebu dengan aktivasi kimia (Sudibandriyo dan Lydia, 2011), tempurung kelapa

dengan menggunakan asam fosfat (Rahayu, 2010), arang aktif dari batang jagung

menggunakan asam sulfat (Suhendra dan Gunawan, 2010), jerami padi

menggunakan HNO3 (Safrianti et al., 2012).

13

2.6. Minyak Mentah

Secara kimiawi, minyak mentah merupakan campuran dari banyak jenis

hidrokarbon yang molekulnya mengandung banyak atom karbon. Sebagian ahli

geologi beranggapan minyak mentah terbentuk dari pengendapan sisa-sisa

tumbuhan dan binatang laut yang mati berjuta-juta tahun yang lalu. Minyak

mentah terbentuk dari tumbuhan dan hewan yang tertimbun bersama endapan

lumpur, pasir dan zat lainnya. Selama jutaan tahun timbunan ini mendapat

tekanan dan panas secara alami.

Kelompok utama hidrokarbon dalam minyak mentah adalah parafin,

naftena, dan hidrokarbon aromatik (Kardjono, 1976). Parafin merupakan salah

satu kelompok hidrokarbon alifatik yang mempunyai rumus umum CnH2n+2,

dimana n adalah jumlah atom karbon. Senyawa parafin yang mempunyai berat

molekul rendah berwujud gas dan cair, sedangkan parafin yang mempunyai berat

molekul tinggi berwujud padat. Naftalena merupakan hidrokarbon jenuh yang

mempunyai rantai siklik, terdiri atas atom karbon yang tersusun dalam satu

Iingkaran atau lebih, sehingga disebut sikloparafin dengan rumus umum CnH2n.

Hidrokarbon aromatik adalah kelompok hidrokarbon yang mempunyai

rantai melingkar dengan 6 atom C, yaitu benzena (C6H6) dan derivatnya, antara

lain Toluena, Xylena, Cumena, Cymena, dan lain-lain. Hidrokarbon aromatik

didapatkan pada semua minyak mentah dalam jumlah sedikit, yang berperanan

penting dalam meningkatkan angka oktana pada bensin dan minyak penerbangan.

Olefin (disebut juga alkena) merupakan hidrokarbon yang memiliki satu atau

lebih ikatan rangkap dua karbon-karbon yang bersifat non polar dan tidak larut

dalam air. Di dalam minyak mentah, olefin tidak selalu ditemukan. Asetilena atau

14

alkuna merupakan hidrokarbon tak jenuh yang memiliki satu atau lebih ikatan

rangkap tiga karbon-karbon. Asetilena merupakan senyawa yang sangat kecil

berada di dalam minyak mentah.

Jenis senyawa lain yang terkandung di dalam minyak mentah dan

produknya adalah sulfur (belerang), oksigen, nitrogen, dan beberapa unsur logam

berat. Minyak mentah (crude petroleum) umumnya cair, dan berwarna

hijau,coklat atau hitam. Specific gravity berkisar antara 0,73 sampai 1,02 dan

viskositas bervariasi antara 0,007 sampai 13 Stokes pada 100°F.

2.7. Spektroskopi Inframerah

Spektrum inframerah suatu molekul adalah hasil transisi antara tingkat

energi getaran (vibrasi) yang berlainan. Inti – inti atom yang terikat oleh ikatan

kovalen mengalami getaran (vibrasi) atau osilasi, yang serupa dengan dua bola

yang terikat oleh suatu pegas (Supratman, 2010).

Bila molekul menyerap radiasi inframerah, energi yang diserap

menyebabkan kenaikan dalam amplitudo gerakan atom-atom yang terikat itu. Jadi

molekul ini berada dalam keadaan vibrasi tereksitasi, yaitu dimana energi yang

diserap ini dibuang dalam bentuk panas bila molekul itu kembali ke keadaan

dasar. Panjang gelombang dari penyerapan oleh suatu tipe ikatan, bergantung

pada macam getaran dari ikatan tersebut. Oleh karena itu, tipe ikatan yang

berlainan menyerap radiasi inframerah pada panjang gelombang yang berlainan.

Dengan demikian spektrometri inframerah dapat digunakan untuk

mengidentifikasi adanya gugus fungsi dalam suatu molekul (Supratman, 2010).

15

Suatu ikatan dalam sebuah molekul dapat mengalami berbagai vibrasi

molekul. Secara umum terdapat dua tipe vibrasi molekul:

1. Streching (Vibrasi regang/ulur): vibrasi sepanjang ikatan sehingga

terjadi perpanjangan atau pemendekan ikatan.

2. Bending (Vibrasi lentur/tekuk): vibrasi yang disebabkan oleh sudut

ikatan sehingga terjadi pembesaran atau pengecilan sudut ikatan.

Bending juga ada dua macam yaitu in plane bending (tekuk pada bidang)

dan out of plane bending (tekuk tidak pada bidang). In plane bending dibagi

menjadi dua yaitu scissoring (gerakan gunting) dan rocking (seperti kursi

goyang). Menurut Panji (2011) Out of plane bending juga dibagi menjadi dua

yaitu wagging (bergoyang ke depan dan ke belakang) dan twisting (memuntir).

Spektrometer inframerah umumnya merupakan spektrometer double-beam

(berkas ganda) dan terdiri dari lima bagian utama: sumber radiasi, daerah

cuplikan, fotometer, kisi difraksi(monokromator), dan detektor.

1. Sumber radiasi

Biasanya dihasilkan oleh pemijar Nerst dan Goblar. Pemijar Nerst

merupakan batang cekungan dari Zirkonium dan Itrium Oksida yang dipanasi

hingga 15000C dengan arus listrik. Pemijar Globar merupakan batang silikon

karbida yang dipanasi hingga 12000C, sehingga memancarkan radiasi kontinu

pada daerah 1 - 40µm.

2. Monokromator

Terdiri dari celah masuk dan celah keluar, alat pendispersi yang berupa

kisi difraksi atau prisma, dan cermin untuk memantulkan dan memfokuskan sinar.

Bahan prisma adalah natrium klorida, kalium bromida, sesium bromida dan litium

16

fluorida. Prisma natrium klorida paling banyak digunakan, karena dispersinya

tinggi untuk daerah 5,0 – 16 µm, tetapi kurang baik untuk daerah antara 1,0 – 5,0

µm.

3. Detektor

Sebagian besar alat modern menggunakan detektor panas. Detektor

fotolistrik tidak dapat digunakan untuk mendeteksi sinar inframerah, karena

energi foton inframerah tidak cukup besar untuk membebaskan elektron dari

permukaan katoda (Supratman, 2010).

Beberapa cara pengolahan sampel, tergantung dari jenis sampelnya (padat,

cair, dan gas). Spektrum inframerah biasanya menunjukkan pengaruh dari

perbedaan pengolahan ini dalam bentuk pergeseran frekuensi atau pita serapan.

a) Gas

Dalam fasa uap, perubahan rotasi dalam molekul dapat bebas terjadi

dan proses energi rendah ini dapat mengatur pita vibrasi dengan energi

yang lebih tinggi. Dalam fasa uap, sampel dimasukkan dalam sel khusus.

Biasanya panjang sel 10 cm, yang ditempatkan langsung dalam bagian

yang terkena sinar inframerah pada spektrofotometer. Sel biasanya terbuat

dari natrium klorida yang transparan terhadap sinar inframerah.

b) Cairan Murni

Jika jumlah sampel sedikit sekali atau tidak ada pelarut yang cocok,

maka setetes cairan murni diapit dan ditekan antara dua lempeng natrium

klorida. Ketebalan dapat diatur antara 0,1 – 0,3 mm.

c) Padatan

Ada tiga cara untuk pengolahan sampel padatan:

17

i Mull atau pasta, 1 mg dari zat padat digerus hingga halus dalam

mortir dengan meneteskan hidrokarbon cair (Nujol, Kaydol),

atau

ii Jika vibrasi C – H akan diidentifikasi ditambahkan

heksaklorobutadiena. Mull selanjutnya ditekan antara dua plat

natrium klorida.

iii Lempeng kalium bromida, dibuat dengan menggerus sampel

(0,1 – 0,2%) dengan KBr dalam mortir dan kemudian ditekan

sehingga memperoleh sebuah lempeng transparan.

d) Larutan

Sampel dilarutkan dalam pelarut CCl4, CS2, CHCl3 (1-5%),

selanjutnya larutan dimasukkan ke dalam sel larutan yang mempunyai

jendela transparan dengan alat pengatur ketebalan (0,1 – 1,0 mm), sel

kedua (pelarut murni) diletakkan pada berkas baku, sehingga serapan dari

pelarut ditiadakan dan diperoleh spektrum serapan dari sampel (Panji,

2011).

Spektrum inframerah suatu senyawa adalah grafik dari panjang

gelombang yang secara berkesinambungan berubah sepanjang daerah

sempit dari spektrum elektromagnetik versus persen transmittan atau

adsorben. Menurut Supratman (2010) Tabel 2 menunjukkan daerah

serapan gelombang beberapa gugus fungsi dipaparkan ringkasan informasi

ini.

18

Tabel 2. Daerah Serapan Gelombang Beberapa Gugus Fungsi

Daerah Serapan (cm-1

) Gugus Fungsi Nama gugus fungsi

2850 – 2960

1350 - 1470

C – H Alkana

3020 – 3080

675 – 870

C – H Alkena

3000 – 3100

675 -870

C – H Aromatik

3300

C – H Alkuna

1640 – 1680

C = C Alkena

1500 – 1600

C = C Aromatik (cincin)

1690 – 1760 C = O Alkohol, eter, asam karboksilat, ester

3610 - 3640 O – H Alkohol, fenol (monomer)

2400 - 3600 O – H Alkohol fenol (ikatan hidrogen)

3000 – 3600 O – H Asam karboksilat

3310 – 3350 N – H Amina

1180 – 1360 C –N Amina

1515 – 1560

1345 - 1385

-NO2 Nitro

Pada dasarnya spektrometer FTIR sama dengan spektrofotometer IR yang

membedakannya adalah pengembangan pada sistem optiknya sebelum berkas

sinar inframerah melewati sampel. Sistem optik spektrofotometer IR dilengkapi

dengan cermin diam. Dengan demikian radiasi inframerah akan menimbulkan

perbedaan jarak yang ditempuh menuju cermin bergerak dan cermin yang diam.

Pada sistem optik Fourier Transform Infa Red digunakan radiasi laser yang

berfungsi sebagai radiasi yang diinterferensikan dengan radiasi inframerah agar

sinyal radiasi inframerah yang diterima oleh detektor secara utuh dan lebih baik

(Day dan Underwood, 2002). Kelebihan FTIR yaitu dapat membedakan

konformasi cis dan trans, serta dapat membedakan senyawa yang terisolasi.

19

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini bertempat di Laboratorium Teknologi Proses dan

Laboratorium Analitik Balai Teknologi Lingkungan, Badan Pengkajian dan

Penerapan Teknologi, Gedung 820 Geostech Puspiptek Serpong, Tangerang.

Waktu penelitian dimulai dari bulan Februari - Juli 2014.

3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ayakan Retsch 250

dan 355 µm, ayakan 500 µm , kertas saring, pH meter WTW pH 720 InoLab,

timbangan analitik Sartorius CP2245, penangas, kain nilon dan tali, oven

Memmert UN55, Furnace Thermolyne Type 47900, Fourier Transform Infrared

(FTIR) Shimadzu IR 21 dan peralatan gelas lainnya.

3.2.2. Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah jerami padi yang

berasal dari Desa Dangdang Cisauk Tangerang, akuades, buffer asetat pH 4 dan 7,

minyak mentah (light oil) yang berasal dari PT Pertamina (Persero) Unit

Pengolahan IV Cilacap, asam sitrat, asam asetat, urea, gliserol, natrium dodesil

sulfat, asam sulfat, etanol, benzena, dan kalium hidroksida.

20

3.3. Metode Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dengan tahap: 1). Preparasi jerami padi 2).Uji

pendahuluan dilakukan dengan penentuan kondisi optimum terhadap parameter

ukuran partikel (250 µm, 355 µm dan 500 µm) dan bahan pengaktivasi (asam

sitrat, asam asetat, urea, gliserol, dan natrium dodesil sulfat). 3). Variasi

konsentrasi bahan pengaktivasi terseleksi 4). Pengujian kapasitas sorpsi minyak

mentah 5). Pengujian komposisi pada jerami padi yang telah diaktivasi terdiri dari

kadar air, kadar abu, kadar lignin, kadar hemiselulosa dan kadar selulosa

6).Karakterisasi dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR).

3.4. Prosedur Kerja

3.4.1. Preparasi Jerami Padi (Yanuar et al., 2009)

Jerami padi dikeringkan kemudian dilakukan penggilingan lalu diayak

dengan ayakan 250 µm, 355 µm dan ayakan 500 µm. Selanjutnya dimasukkan

dalam oven pada suhu 1050C selama 24 jam dan dimasukkan dalam desikator

selama 30 menit.

3.4.2. Uji Pendahuluan

3.4.2.1. Pengaruh Ukuran Partikel Jerami Padi terhadap Kapasitas Sorpsi

Minyak Mentah

Jerami padi dengan ukuran partikel 250 µm , 355 µm dan 500 µm

dilakukan pengujian kapasitas sorpsi minyak mentah dengan cara ditimbang

1,00±0,005 g bahan uji lalu dimasukkan dalam selonsong kain nilon yang telah

ditimbang dan diikat dengan tali. Kemudian selonsong tersebut dimasukkan dalam

minyak 300 ml selama 15 menit, dan ditiriskan 15 menit. Setelah itu ditimbang

berat akhir dan dihitung nilai kapasitas sorpsi menggunakan persamaan:

21

Persamaan Kapasitas Sorpsi

………………(1)

Persamaan Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah oleh Jerami Padi

……………..(2)

Keterangan:

q = Kapasitas sorpsi minyak (g minyak/g adsorben)

Wtotal = Berat kain + sorben + minyak (g)

Wsorben+minyak = Berat sorben + minyak(g)

Wkain+minyak = Berat selongsong kain + minyak (g)

Wsorben = Berat sorben awal (g)

3.4.2.2. Pengaruh Jenis Bahan Pengaktivasi dalam Jerami Padi terhadap

Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah

Ditimbang 10 g jerami padi dan masing-masing diaktivasi menggunakan

5 bahan pengaktivasi (asam sitrat, asam asetat, urea, gliserol dan natrium dodesil

sulfat) dengan volume 40 ml. Perlakuan juga dilakukan dengan menambahkan

pada masing-masing 0,1 ml asam sulfat pekat. Masing-masing aktivasi jerami

padi dilakukan dengan cara dipanaskan pada suhu 1200C selama 30 menit dan

dimasukkan dalam oven dengan suhu 500C selama 24 jam. Selanjutnya, dilakukan

pencucian dengan akuades hingga netral. Kemudian dimasukan dalam oven

dengan suhu 500C selama 24 jam. Dan dilakukan pengujian kapasitas sorpsi

minyak mentah dengan dihitung menggunakan persamaan 2.

q = Wsorben+minyak – Wsorben

Wsorben

q = Wtotal – Wkain+minyak - Wsorben

Wsorben

22

3.4.3. Pengaruh Variasi Konsentrasi Bahan Pengaktivasi Terseleksi

terhadap Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah

Berdasarkan hasil uji pendahuluan, diperoleh ukuran partikel optimum

(3.4.2.1), tahap selanjutnya dilakukan variasi konsentrasi bahan pengaktivasi

dengan ukuran partikel tersebut. Ditimbang 10 g jerami padi dan masing-masing

diaktivasi menggunakan bahan pengaktivasi terseleksi (asam sitrat, asam asetat,

dan natrium natrium dodesil sulfat) dengan variasi konsentrasi 0,25; 0,50; 0,75;

1,00; 1,25; 1,50; 1,75 dan 2,00 N, sedangkan aktivasi menggunakan asam sitrat

dilakukan sampai konsentrasi 3,00 N dengan volume 40 ml. Masing-masing

aktivasi jerami padi dilakukan dengan cara dipanaskan pada suhu 1200C selama

30 menit dan dimasukkan dalam oven dengan suhu 500C. Dilakukan pencucian

dengan akuades hingga netral. Kemudian dimasukan dalam oven dengan suhu

500C selama 24 jam. Dan dilakukan pengujian kapasitas sorpsi minyak mentah

dengan dihitung menggunakan persamaan 2.

3.4.4. Pengujian Komposisi Jerami Padi setelah diaktivasi (Abdel dan

Halim, 2014)

3.4.4.1. Pengujian Kadar Air

Ditimbang cawan porselen kosong (Wa). Kemudian ditimbang sebanyak

1,00±0,005 g bahan uji yang telah diaktivasi ke dalam cawan porselen (Wb).

Dimasukkan dalam oven dengan suhu 1050C selama 3 jam. Selanjutnya

dimasukkan ke dalam desikator selama 15 menit dan ditimbang. Prosedur diulang

hingga diperoleh berat konstan (Wc). Dihitung kadar air dengan menggunakan

persamaan 3.

23

.....……....(3)

Keterangan:

Wa = berat cawan kosong (g)

Wb = berat cawan dan jerami padi (g)

Wc = berat cawan dan jerami padi setelah dipanaskan 1050C (g)

3.4.4.2. Pengujian Kadar Abu

Ditimbang cawan porselen kosong (Wa). Kemudian ditimbang sebanyak

1,00±0,005 g bahan uji ke dalam cawan porselen tersebut (Wb). Selanjutnya

dimasukkan ke dalam furnace dengan suhu 6000C selama 2 jam. Kemudian

dimasukkan ke dalam oven selama 15 menit dan dimasukkan ke dalam desikator

selama 15 menit dan ditimbang berat cawan dan abu tersebut (Wd). Dan dihitung

kadar abu dengan menggunakan persamaan 4.

.....……....(4)

Keterangan:

Wa = berat cawan porselen kosong (g)

Wb = berat cawan dan jerami padi (g)

Wd = berat cawan dan abu (g)

3.4.4.3. Pengujian Kadar Lignin

Jerami padi diekstraksi dengan cara maserasi menggunakan pelarut

etanol:benzena (1:1) selama 6 jam dan dikeringkan pada suhu kamar. Selanjutnya

ditimbang sebanyak 0,75±0,005 g (Wo) dan dimasukkan ke dalam labu

erlenmeyer kemudian ditambahkan 15 ml asam sulfat 72%, penambahan asam

dilakukan sedikit demi sedikit dengan pengadukan konstan. Selanjutnya, bahan uji

tersebut ditutup dengan kaca arloji dan dibiarkan semalaman pada suhu kamar.

Kadar Air (%) = (Wb – Wa)-(Wc-Wa)

X 100% (Wb-Wa)

Kadar Abu (%) = (Wd–Wa)

X 100% (Wb-Wa)

24

Setelah itu, bahan uji dipindahkan ke labu destilasi 250 ml dan ditambahkan asam

sulfat 3% selanjutnya di refluks selama 4 jam. Lignin yang terbentuk selanjutnya

disaring dengan kertas saring dan dilakukan pencucian dengan akuades panas

hingga netral. Lignin yang terbentuk tersebut dikeringkan dalam oven dengan

suhu 1050C selama 6 jam. Dimasukkan dalam desikator selama 15 menit dan

ditimbang (Wt). Dan dihitung kadar lignin dengan menggunakan persamaan 5.

.....……....(5)

Keterangan:

Wt = berat lignin yang terbentuk (g)

Wo = berat bahan uji awal (g)

3.4.4.4. Pengujian Kadar Hemiselulosa

Ditimbang 1,00±0,005 g bahan uji (Wo) dan dimasukkan ke dalam labu

erlenmeyer 250 ml . Selanjutnya diekstraksi dengan 20 ml KOH 10% selama 10

jam dengan suhu 500C. Setelah proses ekstraksi selesai, sampel tersebut

didinginkan pada suhu ruang dan disaring. Filtrat yang terbentuk diasamkan

dengan asam asetat glasial hingga pH 6. Kemudian filtrat tersebut ditambahkan

sebanyak 2x volume etanol sedikit demi sedikit dengan pengadukan konstan

hingga terbentuk endapan. Endapan tersebut disaring dalam kondisi dingin dan

dilakukan penimbangan hemiselulosa yang terbentuk(Wt). Dan dihitung kadar

hemiselulosa dengan menggunakan persamaan 6.

.....……....(6)

Keterangan: Wt = berat hemiselulosa yang terbentuk (g)

Wo = berat bahan uji awal (g)

Kadar Lignin (%) = Wt

X 100% Wo

Kadar Hemiselulosa (%) = Wt

X 100% Wo

25

3.4.4.5. Perhitungan Kadar Selulosa

Kadar selulosa dalam berat kering dapat dihitung secara matematis

dengan menggunakan persamaan 7.

Kadar Selulosa (%) = 100- (% abu + % lignin + % hemiselulosa) ...... (7)

3.4.5. Karakterisasi dengan Fourier Transform Infrared (FTIR)

Bahan uji dan senyawa KBr (1:100) dicampurkan dalam mortar,

selanjutnya digerus sampai homogen. Kemudian dibuat pellet dengan

memasukkan ke dalam alat press. Pellet yang sudah jadi diletakkan dalam sampel

holder. Selanjutnya dilakukan pengukuran dengan FTIR dan diamati spektrum

yang terbentuk.

26

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada uji pendahuluan dilakukan pengujian jerami padi menggunakan asam

sitrat, asam asetat, asam askorbat, urea, gliserol, natrium natrium dodesil sulfat

dengan konsentrasi 1 N dan asam sulfat pekat sebanyak 0,1 ml. Jerami padi

mengandung bahan organik sehingga pemilihan bahan pengaktivasi dalam

penelitian ini menggunakan senyawa organik yang didasarkan teori like dissolve

like yang dapat menyebabkan pembentukan ikatan antara komponen dalam jerami

padi dengan aktivator tersebut.

Menurut Taherzadeh dan Kartini (2007) menyatakan bahwa bahan yang

mengandung selulosa dapat menggunakan asam sulfat. Penggunaan asam sulfat

diharapkan dapat sebagai katalis dalam reaksi antara jerami padi dengan bahan

pengaktivasi (Suhendra dan Gunawan, 2010).

Pemanasan pada suhu 1200C dilakukan agar terjadi ikatan antara jerami

padi dengan aktivator, selanjutnya dimasukkan dalam oven dengan suhu 500C

agar ikatan yang terbentuk menjadi kuat. Pencucian dengan akuades hingga netral

untuk menghilangkan pengotor, dan dikeringkan dalam oven dengan suhu 500C.

27

4.1. Pegaruh Ukuran Partikel Jerami Padi terhadap Kapasitas Sorpsi

Minyak Mentah

Ukuran partikel jerami padi berpengaruh terhadap kapasitas sorpsi minyak

mentah. Berdasarkan hasil uji pendahuluan diperoleh kapasitas sorpsi minyak

mentah optimum pada ukuran partikel 355 µm sebesar 4,65 g minyak/g sorben

dan ukuran partikel 500 µm sebesar 4,62 g minyak/g sorben, sedangkan kapasitas

sorpsi minyak yang terkecil pada ukuran partikel 250 µm sebesar 3,54 g minyak/g

sorben. Pengaruh ukuran partikel jerami padi terhadap kapasitas sorpsi minyak

mentah disajikan pada Gambar 6 dibawah ini.

Gambar 6. Pengaruh Ukuran Partikel Jerami Padi terhadap Kapasitas Sorpsi

Minyak Mentah

Kapasitas soprsi minyak mentah dengan ukuran partikel 250 µm lebih

kecil, hal ini disebabkan karena minyak tidak dapat diikat oleh sorben yang

permukaannya halus sehingga minyak akan keluar dengan mudahnya

menyebabkan kapasitas sorpsi menjadi lebih kecil. Hal ini sesuai dengan hasil

penelitian yang dilakukan sebelumnya yang menyatakan bahwa semakin besar

ukuran partikel maka daya serap sorben juga semakin tinggi. Dengan

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

250 355 500Kap

asi

tas

ad

sorp

si m

iny

ak

(g

min

yak

/g

sorb

en)

Ukuran partikel (µm)

28

memanfaatkan eceng gondok sebagai sorben minyak diperoleh bahwa ukuran

partikel optimum 1000 µm dengan efisiensi 85,66 %, sedangkan pada ukuran

partikel 500 µm diperoleh efisiensi 85,19 % (Asip et al., 2008).

4.2. Pengaruh Jenis Bahan Pengaktivasi dalam Jerami Padi terhadap

Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah

Bahan pengaktivasi dalam jerami padi mempengaruhi kapasitas sorpsi

minyak mentah. Variasi bahan pengaktivasi yang dilakukan dalam penelitian ini

untuk mengetahui bahan pengaktivasi terbaik yang dapat digunakan dalam jerami

padi sehingga dapat meningkatkan kapasitas sorpsi minyak mentah.

Kapasitas sorpsi minyak mentah oleh jerami padi yang telah diaktivasi

asam sitrat dan asam asetat 1N ditunjukkan pada Gambar 7:

Gambar 7. Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah oleh Jerami Padi yang Diaktivasi

Asam Sitrat dan Asam Asetat 1 N

Kapasitas sorpsi minyak mentah dengan bahan pengaktivasi asam sitrat 1

N sebesar 3,91 g minyak/g sorben (ukuran partikel 355 µm) dan 4,09 g minyak/g

0

1.5

3

4.5

250 355 500

Kap

asi

tas

Sorp

si M

iny

ak

(g

min

yak

/g s

orb

en)

Ukuran Partikel (µm)

Asam Sitrat 1N+Asam

Sulfat

Asam Asetat 1N+Asam

Sulfat

Asam Sitrat 1N

Asam Asetat 1N

29

sorben (ukuran partikel 500 µm). Sedangkan kapasitas sorpsi minyak mentah

dengan bahan pengaktivasi asam sitrat 1 N yang ditambahkan dengan 0,1 ml asam

sulfat pekat sebesar 2,64 g minyak/g sorben (ukuran partikel 355 µm) dan 2,65 g

minyak/g sorben (ukuran partikel 500 µm).

Kapasitas sorpsi minyak mentah dengan bahan pengaktivasi asam asetat 1

N sebesar 3,76 g minyak/g sorben (ukuran partikel 355 µm) dan 3,11 g minyak/g


dengan bahan pengaktivasi asam asetat 1 N yang ditambahkan dengan 0,1 ml

asam sulfat pekat sebesar 3,32 g minyak/g sorben (ukuran partikel 355 µm) dan

3,41 g minyak/g sorben (ukuran partikel 500 µm).

Berdasarkan gambar 7, dapat diketahui bahwa nilai kapasitas sorpsi

minyak mentah yang diaktivasi dengan bahan pengaktivasi yang bersifat asam

seperti asam sitrat dan asam asetat lebih besar dengan tanpa penambahan asam

sulfat. Hal ini dikarenakan jerami padi memiliki pH 6, penambahan asam sulfat

dengan konsentrasi yang tinggi akan menyebabkan struktur selulosa di dalam

jerami padi mengalami hidrolisis (Indriany, 2013). Derajat keasaman (pH) pada

jerami padi yang diaktivasi asam sitrat 3,00±0,05. Sedangkan jerami padi yang

diaktivasi asam sitrat dengan penambahan asam sulfat pH menjadi 1,50±0,05.

Derajat keasaman (pH) pada jerami padi yang diaktivasi asam asetat 3,20±0,05.

Sedangkan jerami padi yang diaktivasi asam asetat dengan penambahan asam

sulfat pH menjadi 1,60±0,05.

30


urea dan gliserol 1N ditunjukkan pada Gambar 8 dibawah ini:


Urea dan Gliserol 1 N

Kapasitas sorpsi minyak mentah dengan bahan pengaktivasi urea 1 N

sebesar 3,47 g minyak/g sorben (ukuran partikel 355 µm) dan 2,97 g minyak/g


dengan bahan pengaktivasi urea 1 N yang ditambahkan dengan 0,1 ml asam sulfat

pekat sebesar 3,3 g minyak/g sorben (ukuran partikel 355 µm) dan 2,85 g


Kapasitas sorpsi minyak mentah dengan bahan pengaktivasi gliserol 1 N

sebesar 3,51 g minyak/g sorben (ukuran partikel 355 µm) dan 3,27 g minyak/g


dengan bahan pengaktivasi gliserol 1 N yang ditambahkan dengan 0,1 ml asam

sulfat pekat sebesar 3,16 g minyak/g sorben (ukuran partikel 355 µm) dan 3,47 g


0

1.5

3

4.5

250 355 500Kap

asi

tas

Sorp

si M

iny

ak

(g

min

yak

/g s

orb

en)


Urea 1N+Asam Sulfat

Gliserol 1N+Asam Sufat

Urea 1N

Gliserol 1N

31


natrium dodesil sulfat 1N ditunjukkan pada Gambar 9 dibawah ini:


Natrium Dodesil Sulfat 1N

Kapasitas sorpsi minyak mentah dengan bahan pengaktivasi natrium

dodesil sulfat 1 N sebesar 8,56 g minyak/g sorben (ukuran partikel 355 µm) dan

9,51 g minyak/g sorben (ukuran partikel 500 µm). Sedangkan kapasitas sorpsi

minyak mentah dengan bahan pengaktivasi natrium dodesil sulfat 1 N yang

ditambahkan dengan 0,1 ml asam sulfat pekat sebesar 8,45 g minyak/g sorben

(ukuran partikel 355 µm) dan 9,09 g minyak/g sorben (ukuran partikel 500 µm).

Sedangkan nilai kapasitas sorpsi minyak mentah oleh bahan pengaktivasi

yang bersifat basa dan garam seperti urea, gliserol dan natrium dodesil sulfat 1 N

dengan atau tanpa penambahan asam sulfat tidak jauh berbeda (Gambar 8 dan 9).

Hal ini dikarenakan bahwa, jerami padi yang memiliki pH 6, penambahan asam

sulfat pekat tidak menyebabkan perubahan pH yang jauh berbeda. Derajat

keasaman (pH) pada jerami padi yang diaktivasi urea, gliserol dan natrium

dodesil sulfat yaitu 5,50-6,00. Sedangkan pada jerami padi yang diaktivasi bahan

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

250 355 500

Kap

asi

tas

Sorp

si M

iny

ak

(g

min

yak

/g

sorb

en)


natrium dodesil sulfat

1N+asam sulfat


1N

32

urea, gliserol dan natrium dodesil sulfat dan ditambahkan asam sulfat pH menjadi

5,00.

Berdasarkan hasil yang diperoleh dari uji pendahuluan, dengan

pertimbangan nilai kapasitas sorpsi minyak, biaya yang diperlukan dan waktu,

maka dipilih 3 bahan pengaktivasi yaitu asam sitrat, asam asetat, dan natrium

dodesil sulfat dengan ukuran partikel 355 µm dan ukuran partikel 500 µm yang

selanjutnya akan dilakukan variasi konsentrasi bahan pengaktivasi terseleksi.

4.3. Pengaruh Variasi Konsentrasi Bahan Pengaktivasi Terseleksi

terhadap Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah

Konsentrasi bahan pengaktivasi berpengaruh terhadap kapasitas sorpsi

minyak mentah. Variasi konsentrasi yang dilakukan dalam penelitian ini untuk

mengetahui konsentrasi optimum bahan pengaktivasi yang terseleksi untuk

meningkatkan kapasitas sorpsi minyak mentah. Gambar 10 menunjukkan

kapasitas sorpsi minyak mentah yang diaktivasi 5 bahan pengaktivasi.

Gambar 10. Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah oleh Jerami Padi yang Diaktivasi 5

Bahan Pengaktivasi

0

1.5

3

4.5

6

7.5

9

250 355 500

Kap

asi

tas

Sorp

si M

iny

ak

(g

min

yak

/g

sorb

en)


Asam Sitrat 1N

Asam Asetat 1N

Urea 1N

Gliserol 1N


1N

33

Bahan pengaktivasi terseleksi yang digunakan yaitu asam sitrat dilakukan

variasi konsentrasi: 0,25; 0,50; 0,75; 1,00; 1,25; 1,50; 1,75; 2,00; 2,25; 2,50; 2,75

dan 3,00 N. Selain asam sitrat, dilakukan variasi konsentrasi asam asetat dan

natrium dodesil sulfat untuk dilakukan variasi konsentrasi: 0,25; 0,50; 0,75; 1,00;

1,25; 1,50; 1,75; 2,00 N.

Perbandingan konsentrasi asam sitrat terhadap kapasitas sorpsi minyak

mentah disajikan pada Gambar 11. Berdasarkan penelitian ini diperoleh bahwa

konsentrasi optimum asam sitrat 1,75 N dengan kapasitas sorpsi minyak sebesar

11,18 g minyak/g sorben (ukuran partikel 355 µm) dan 11,38 g minyak/g sorben

(ukuran partikel 500 µm).

Gambar 11. Perbandingan Konsentrasi Asam Sitrat terhadap Kapasitas Sorpsi

Minyak Mentah oleh Jerami Padi

Jerami padi yang telah diaktivasi asam sitrat 1,75 N memiliki kadar air

5,17%, kadar abu 12,86 %, kadar lignin 8,8 %, kadar hemiselulosa 26,44 %, dan

kadar selulosa 51,89 %. Tingginya kadar selulosa yang mengandung gugus –OH

0

2

4

6

8

10

12

0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00

Kap

asi

tas

sorp

si M

iny

ak

(g

min

yak

/g s

orb

en)

Konsentrasi (N)

355 µm

500 µm

34

dalam jerami padi yang telah diaktivasi asam sitrat 1,75 N akan berinteraksi

dengan minyak sehingga kapasitas sorpsi minyak mentah mengalami peningkatan.

Namun setelah dicapai konsentrasi optimum, asam sitrat 2,00 N mengalami

penurunan kapasitas sorpsi minyak mentah menjadi 7,03 g minyak/g sorben

(ukuran partikel 355 µm) dan 6,4 g minyak/g sorben (ukuran partikel 500 µm).

Dengan pengujian komposisi jerami padi yang telah diaktivasi asam sitrat 2,00 N

yaitu kadar air 5,64 %, kadar abu 13,5 %, kadar lignin 5,57 %, kadar hemiselulosa

40,06 % dan kadar selulosa 40,86 %.

Penurunan kapasitas sorpsi minyak mentah oleh jerami padi yang

diaktivasi asam sitrat 2,00 N diduga disebabkan oleh konsentrasi asam sitrat yang

berlebih maka asam sitrat akan menyebabkan hidrolisis pada sebagian selulosa

sehingga selulosa yang bereaksi menjadi lebih sedikit. Asam dan basa mampu

melabilkan ikatan antar rantai selulosa, sedangkan hidrolisis ikatan glikosidik β-

1,4 akan terjadi jika dilakukan pemanasan dengan asam kuat dan konsentrasi

tinggi (Belitz dan Grosch, 1987).

Reaksi kimia akan terjadi dimana gugus OH pada selulosa akan

tersubstitusi oleh gugus OH pada asam sitrat sehingga menghasilkan rantai karbon

yang lebih panjang yang menyebabkan peningkatan kapasitas sorpsi. Reaksi

antara selulosa dengan asam sitrat disajikan pada Gambar 12 (Garcia et al., 2014).

35

Gambar 12. Reaksi Selulosa dengan Asam Sitrat

Perbandingan konsentrasi asam asetat terhadap kapasitas sorpsi minyak

mentah disajikan pada Gambar 13. Konsentrasi optimum asam asetat yaitu 1,25 N

dengan kapasitas sorpsi sebesar 11,06 g minyak/g sorben (ukuran partikel 355

µm) dan 11,14 g minyak/g sorben (ukuran partikel 500 µm).

Gambar 13. Perbandingan Konsentrasi Asam Asetat terhadap Kapasitas Sorpsi

Minyak Mentah oleh Jerami Padi

0

2

4

6

8

10

12

0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00

Kap

asi

tas

Sorp

si M

iny

ak

(g

min

yak

/g

sorb

en)

Konsentrasi (N)

355 µm

500 µm

36

Jerami padi yang telah diaktivasi asam asetat 1,25 N memiliki kadar air

6,73 %, kadar abu 13,59 %, kadar lignin 7,54 %, kadar hemiselulosa 35,99 % dan

kadar selulosa 42,86 %. Setelah dicapai konsentrasi optimum, asam asetat 1,50 N

mengalami penurunan kapasitas sorpsi menjadi 8,54 g minyak/g sorben (ukuran

355 µm) dan 9,15 (ukuran partikel 500 µm).

Penurunan kapasitas sorpsi minyak mentah oleh jerami padi yang

diaktivasi asam asetat 1,50 N diduga disebabkan oleh konsentrasi asam asetat

yang berlebih maka asam asetat akan menyebabkan hidrolisis pada sebagian

selulosa sehingga selulosa yang bereaksi menjadi lebih sedikit. Asam dan basa

mampu melabilkan ikatan antar rantai selulosa, sedangkan hidrolisis ikatan

glikosidik β-1,4 akan terjadi jika dilakukan pemanasan dengan asam kuat dan

konsentrasi tinggi (Belitz dan Grosch, 1987).

O

H

HO

H

HO

H

O

OH

H

H

OH

O

H

H

HO

H

HO

OH

H

H

OH

O

H

HO

H

HO

H

O

OH

H

H

O

O

H

H

HO

H

HO

OH

H

H

OH

O

OH

O

Gambar 14. Reaksi Selulosa dan Asam Asetat


tersubstitusi oleh gugus OH pada asam asetat sehingga menghasilkan rantai

37

karbon yang lebih panjang yang menyebabkan peningkatan kapasitas sorpsi.

Reaksi antara selulosa dengan asam asetat disajikan pada Gambar 14.

Perbandingan konsentrasi natrium dodesil sulfat terhadap kapasitas sorpsi

minyak mentah disajikan pada Gambar 15. Konsentrasi optimum natrium dodesil

sulfat 1,00 N dengan kapasitas sorpsi sebesar 8,85 g minyak/g sorben (ukuran

partikel 355 µm) dan 9,3 g minyak/g sorben (ukuran partikel 500 µm).

Gambar 15. Perbandingan Konsentrasi Natrium Dodesil Sulfat terhadap

Kapasitas Sorpsi Minyak oleh Jerami Padi

Jerami padi yang telah diaktivasi natrium dodesil sulfat 1 N memiliki

kadar air 4,41 %, kadar abu 19,34 %, kadar lignin 2,96 %, kadar hemiselulosa

32,81 %, dan kadar selulosa 44,88 %. Setelah dicapai konsentrasi optimum,

natrium dodesil sulfat 1,25 N mengalami penurunan kapasitas sorpsi menjadi 6,64

g minyak/g sorben (ukuran partikel 355 µm) dan 7,28 g minyak/g sorben (ukuran

partikel 500 µm).

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00

Kap

asit

as S

orp

si M

inya

k (g

min

yak/

g so

rbe

n)

Konsentrasi (N)

355 µm

500 µm

38


tersubstitusi oleh gugus O Na pada natrium dodesil sulfat sehingga menghasilkan

dodesil sulfat yang memiliki rantai hidrokarbon panjang. Reaksi antara selulosa

dengan natrium dodesil sulfat disajikan pada Gambar 16 (Buana, 2013).

O

H

HO

H

HO

H

O

OH

H

H

OH

O

H

H

HO

H

HO

OH

H

H

OH

O

H

HO

H

HO

H

O

OH

H

H

O

O

H

H

HO

H

HO

OH

H

H

OH

O

S

O- Na

+

OO

O

S

OO

Gambar 16. Reaksi Selulosa dengan Natrium Dodesil Sulfat

Terjadi penurunan nilai kapasitas sorpsi minyak setelah konsentrasi

optimum yang berarti bahwa jerami padi yang teraktivasi asam sitrat, asam asetat,

dan natrium dodesil sulfat mengalami penyerapan optimum pada konsentrasi

masing-masing 1,75; 1,25 dan 1,00 N, setelah itu mengalami desorpsi yang

disebabkan oleh terhalangnya pori-pori jerami padi oleh keberadaan faktor sterik

dari bahan pengaktivasi sehingga minyak yang dapat menempati pori tersebut

hanya sedikit dan hanya melekat pada permukaan pori yang bersifat lipofil saja

(Barlianti dan Wiloso, 2008).

39

Menurut Langmuir, molekul yang terserap ditahan pada permukaan oleh

gaya valensi yang tipenya sama dengan yang terjadi antara atom-atom dalam

molekul. Adanya ikatan kimia pada permukaan sorben menyebabkan

terbentuknya suatu lapisan atau layer, dimana akan menghambat proses sorpsi

selanjutnya oleh sorben sehingga kapasitas sorpsi berkurang.

4.4. Karakterisasi dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR)

Karakterisasi dengan FTIR bertujuan untuk mengidentifikasi gugus fungsi

yang terdapat pada jerami padi tanpa aktivasi dan setelah diaktivasi dengan

penambahan bahan pengaktivasi pada konsentrasi optimum yaitu asam sitrat 1,75

N, asam asetat 1,25 N dan natrium dodesil sulfat 1,00 N. Selain itu juga untuk

membandingkan apakah terdapat perubahan gugus fungsi yang terdapat pada

jerami padi tanpa aktivasi dan setelah diaktivasi dengan penambahan bahan

pengaktivasi tersebut.

Hasil identifikasi gugus fungsi pada jerami padi tanpa aktivasi terdapat

serapan lebar pada bilangan gelombang 3317 cm-1

yang menunjukkan adanya

vibrasi ulur gugus fungsi –OH untuk alkohol primer (3100-3500 cm-1

) (Lambert,

1987). Prediksi ini diperkuat dengan adanya serapan pada bilangan gelombang

1443; 1250 dan 1030 cm-1

yang menunjukkan adanya vibrasi tekuk gugus fungsi –

OH untuk alkohol primer (1400-1450; 1250-1350 dan 1000-1100 cm-1

) (Lambert,

1987).

Serapan pada bilangan gelombang 2957 cm-1

yang menunjukkan adanya

vibrasi ulur gugus –OH untuk alkohol, fenol (2400-3600 cm-1

) (Supratman, 2010).

Prediksi ini yang diperkuat dengan adanya serapan pada bilangan gelombang

40

1357; 1253 dan 1124 cm-1

yang menunjukkan adanya vibrasi tekuk gugus –OH

untuk alkohol sekunder ( 1350-1450; 1250-1350 dan 1050-1150 cm-1

) (Lambert,

1987). Serapan pada bilangan gelombang sekitar 1465 cm-1

menunjukkan adanya

vibrasi tekuk gugus C-H (1405-1465 cm-1

) dan serapan pada bilangan gelombang

1090 cm-1

menunjukkan vibrasi ulur gugus C-O (1080-1300 cm-1

). Gambar 17

dibawah ini menunjukkan spektrum FTIR jerami padi tanpa aktivasi.

Gambar 17. Spektrum FTIR Jerami Padi Tanpa Aktivasi

Hasil identifikasi gugus fungsi pada jerami padi yang telah diaktivasi asam

sitrat 1,75 N terdapat serapan lebar pada bilangan gelombang 3321 cm-1

yang

menunjukkan adanya vibrasi ulur gugus fungsi –OH untuk alkohol primer (3100-

3500 cm-1

) (Lambert, 1987). Prediksi ini diperkuat dengan adanya serapan pada

bilangan gelombang 1440; 1261 dan 1089 cm-1

yang menunjukkan adanya vibrasi

tekuk gugus fungsi –OH untuk alkohol primer (1400-1450; 1250-1350 dan 1000-

1100 cm-1

) (Lambert, 1987). Serapan pada bilangan gelombang 2954 cm-1

yang

41

menunjukkan adanya vibrasi ulur gugus –OH untuk alkohol, fenol (2400-3600

cm-1

) (Supratman, 2010). Prediksi ini yang diperkuat dengan adanya serapan pada



tekuk gugus –OH untuk alkohol sekunder ( 1350-1450; 1250-1350 dan 1050-1150

cm-1

) (Lambert, 1987).


menunjukkan adanya vibrasi

ulur gugus C=O (1635-1750) (Lambert, 1987). Serapan pada bilangan gelombang

sekitar 1465 cm-1

menunjukkan adanya vibrasi tekuk gugus C-H (1405-1465 cm-1

)

dan serapan pada bilangan gelombang 1136 cm-1

menunjukkan vibrasi ulur gugus

C-O (1080-1300 cm-1

). Gambar 18 dibawah ini menunjukkan spektrum FTIR

jerami padi yang telah diaktivasi asam sitrat 1,75 N.

Gambar 18. Spektrum FTIR Jerami Padi yang Diaktivasi Asam Sitrat 1,75 N

Hasil identifikasi gugus fungsi pada jerami padi yang telah diaktivasi asam

asetat 1,25 N terdapat serapan lebar pada bilangan gelombang 3312 cm-1

yang

42

menunjukkan adanya vibrasi ulur gugus fungsi –OH untuk alkohol primer (3100-

3500 cm-1

) (Lambert, 1987). Prediksi ini diperkuat dengan adanya serapan pada



tekuk gugus fungsi –OH untuk alkohol primer (1400-1450; 1250-1350 dan 1000-

1100 cm-1

) (Lambert, 1987). Serapan pada bilangan gelombang 2888 cm-1

yang

menunjukkan adanya vibrasi ulur gugus –OH untuk alkohol, fenol (2400-3600

cm-1

) (Supratman, 2010). Prediksi ini yang diperkuat dengan adanya serapan pada



tekuk gugus –OH untuk alkohol sekunder ( 1350-1450; 1250-1350 dan 1050-1150

cm-1

) (Lambert, 1987).




sekitar 1438 cm-1


)



C-O (1080-1300 cm-1


jerami padi yang telah diaktivasi asam asetat 1,25 N.

Gambar 19. Spektrum FTIR Jerami Padi yang Diaktivasi Asam Asetat 1,25N

43

Hasil identifikasi gugus fungsi pada jerami padi yang telah diaktivasi

natrium dodesil sulfat 1,00 N terdapat serapan lebar pada bilangan gelombang

3445 cm-1

yang menunjukkan adanya vibrasi ulur gugus fungsi –OH untuk

alkohol primer (3100-3500 cm-1

) (Lambert, 1987). Prediksi ini diperkuat dengan

adanya serapan pada bilangan gelombang 1410; 13255 dan 1097 cm-1

yang

menunjukkan adanya vibrasi tekuk gugus fungsi –OH untuk alkohol primer

(1400-1450; 1250-1350 dan 1000-1100 cm-1

) (Lambert, 1987). Serapan pada

bilangan gelombang 2934 cm-1

yang menunjukkan adanya vibrasi ulur gugus –OH

untuk alkohol, fenol (2400-3600 cm-1

) (Supratman, 2010). Prediksi ini yang

diperkuat dengan adanya serapan pada bilangan gelombang 1437; 1257 dan 1127

cm-1

yang menunjukkan adanya vibrasi tekuk gugus –OH untuk alkohol sekunder

( 1350-1450; 1250-1350 dan 1050-1150 cm-1

) (Lambert, 1987).




sekitar 1463 cm-1


)



C-O (1080-1300 cm-1


jerami padi yang telah diaktivasi natrium dodesil sulfat 1,00 N.

44

Gambar 20. Spektrum FTIR Jerami Padi yang Diaktivasi Natrium Dodesil Sulfat

1,00 N

Safrianti et al., (2012) melakukan modifikasi jerami padi yang diaktivasi

asam nitrat sebagai sorben logam Pb(II) dan mengidentifikasi adanya serapan

pada bilangan gelombang 3749,62 cm-1

yang merupakan serapan vibrasi regangan

gugus N-H. Pita serapan pada bilangan gelombang 3425,58-3448,72 cm-1

adalah

vibrasi regangan gugus –OH (Sastrohamidjojo, 1991). Pita serapan pada bilangan

gelombang 1635,64 cm-1

yang menunkukkan adanya gugus fungsi karbonil

(C=O). Dan pita serapan pada bilangan gelombang 1049,28-1056,99 cm-1

menunjukkan adanya gugus C-O.

Spektrum FTIR jerami padi yang diaktivasi memperlihatkan kemiripan

dengan jerami padi tanpa aktivasi, namun perbedaan yang jelas terlihat yakni

munculnya serapan pada bilangan gelombang 1635 – 1750 cm -1

(Lambert, 1987)

yaitu regangan gugus fungsi karbonil (C=O) pada jerami padi yang diaktivasi.

Tabel 3 dibawah ini menunjukkan prediksi gugus fungsi yang diperoleh dari hasil

analisa spektrum FTIR.

45

Tabel 3. Prediksi Gugus Fungsi FTIR

No. Bilangan Gelombang (cm

-1)

Pustaka (cm-1

) Prediksi gugus fungsi Kontrol JPAS JPASE JPNDS

1 3317 3421 3312 3445 3100-3400 vibrasi ulur -OH primer

2 2957 2954 2888 2934 2400-3600 vibrasi ulur -OH sekunder

3

1672 1652 1664 1630-1750 vibrasi ulur C=O

4 1465 1465 1438 1463 1405-1465 vibrasi tekuk C-H

5 1443 1440 1401 1410 1400-1450 vibrasi tekuk -OH primer

6 1357 1376 1417 1437 1350-1450 vibrasi tekuk -OH

sekunder


8 1253 1258 1227 1257 1250-1350 vibrasi tekuk -OH

sekunder


10 1124 1120 1121 1127 1050-1150 vibrasi tekuk -OH

sekunder

11 1090 1136 1110 1115 1080-1300 vibrasi ulur gugus C-O

Keterangan

Kontrol = jerami padi tanpa diaktivasi

JPAS = jerami padi yang telah diaktivasi asam sitrat 1,75 N

JPASE = jerami padi yang telah diktivasi asam asetat 1,25 N

JPDS = jerami padi yang telah diaktivasi natrium dodesil sulfat 1,00 N

Pengukuran kadar abu, lignin hemiselulosa dan selulosa dilakukan untuk

mengetahui yang komponen berperan penting dalam terjadinya sorpsi oleh jerami

padi. Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Dewi (2002) diperoleh kadar

selulosa dalam jerami padi yaitu 37,71 %, kadar hemiselulosa 21,99 % dan kadar

lignin 16,62 %. Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa dalam jerami padi,

komponen yang berperan sebagai sorben adalah selulosa.

Kadar selulosa (Lampiran 3) yang diperoleh setelah jerami padi diaktivasi

dengan asam sitrat 1,75 N sebesar 51,89 %, asam asetat 1,25 N sebesar 42,86 %

dan natrium dodesil sulfat 1,00 N adalah 44,88 %. Sedangkan kadar selulosa

jerami padi tanpa aktivasi pada penelitian ini adalah 38,55 %. Setelah diaktivasi

kadar selulosa mengalami peningkatan sehingga dapat meningkatkan nilai

kapasitas sorpsi minyak.

46

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1. Simpulan

Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah:

1. Bahan pengaktivasi yang terbaik adalah asam sitrat dengan

konsentrasi optimum 1,75 N. Kapasitas sorpsi minyak mentah oleh

jerami padi sebesar 11,18 g minyak/g sorben.

2. Terdapat penambahan gugus fungsi pada jerami padi yang diaktivasi

asam sitrat, asam asetat dan natrium dodesil sulfat dengan bilangan

gelombang masing-masing 1672, 1652 dan 1664 cm-1

.

5.2. Saran

Sesuai dengan hasil penelitian yang telah dilakukan, penggunaan jerami

padi dapat dijadikan alternatif sebagai penyerap minyak. Pada penelitian

selanjutnya, perlu diuji coba aplikasi pemanfaatan jerami padi untuk reklamasi

tanah dan pada perairan. Dan dilakukan karakterisasi dengan FTIR pada jerami

padi setelah menyerap minyak.

47

DAFTAR PUSTAKA

Abdel, E.S dan Halim. 2014. Chemical modification of cellulose extracted from

sugarcane bagasse: Preparation of hydroxyethyl cellulose. Arabian Journal

of Chemistry. Saudi Arabia. King Saud University

Alfiany, H., Bahri, S., Nurakhirawati. 2013. Kajian Penggunaan Arang Aktif

Tongkol Jagung Sebagai Adsorben Logam Pb Dengan Beberapa Aktivator

Asam. Jurnal Natural Science Vol.2 No.3 Hal: 75-86. Palu. Jurusan Kimia

Universitas Tadulako

Amaria. 2012. Adsorpsi Ion Sianida Dalam Larutan Menggunakan Adsorben

Hibrida Aminopropil Silika Gel Dari Sekam Padi Terimpregnasi

Aluminium. J. Manusia Dan Lingkungan, Vol. 19, No.1: 56 – 65. Surabaya.

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Apriliani, Ade. 2010. Pemanfaatan Arang Ampas Tebu Sebagai Adsorben Ion

Logam Cd,Cr,Cu dan Pb Dalam Air Limbah. Skirpsi. Tangerang. Program

Studi Kimia FST UIN Syarif Hidayatullah Jakarta

Asip, F., Afrizal, R., Rosa, S.S. 2008. Pembuatan Oil Adsorbant dari Eceng

Gondok. Jurnal Teknik Kimia Vol. 15 No.4. Palembang. Jurusan Teknik

Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

Bahl, B.S., Tuli, G.D., Bahl, A. 1997. Essential of Physical Chemistry. New

Delhi. S.Chand and Company Ltd.

Bahri, S., Muhdarina., Fitrah, A. 2010. Lempung Alam Termodifikasi Sebagai

Adsorben Larutan Anorganik: Kesetimbangan Adsorpsi Lempung Terhadap

Ion Cu2+

. Jurnal Sains dan Teknologi Vol. 9 No.1: 9-13. Riau. Jurusan

Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Riau

Barlianti, V dan Wiloso, E.I. 2008. Potensi Pemanfaatan Lignoselulosa pada Coir

Dust sebagai Penyerap Tumpahan Minyak pada Air. Majalah Ilmiah No. 18

Vol. 43(2) Hal. 101-106. Serpong. AKRED-LIPI/B2MBI

Belitz HD & Grosch W. 1987. Food Chemistry. Heidelberg. Springer-Verlag

Berlin

Buana, E. S. 2013. Pengaruh Penambahan Surfaktan Anionik Sodium Dodesil

Sulfat Terhadap Karakteristik Membran Selulosa Asetat. Skripsi. Jember.

Jurusan Kimia Fmipa Universitas Jember

48

Day, R.A dan Underwood, A.L . 2002. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta.

Erlangga

Dewi. 2002. Hidrolisis Limbah Hasil Pertanian Secara Enzimatik. Jurnal Akta

Agrosia Vol.5 No. 2 Hal: 67-71

Dobermann, A., T.H. Fairhurst. 2002. Rice Straw Management. Better Crops

International, Vol.16. Special Supplement

Fatoni, A., H., Hindryawati, N., Sari, N. 2010. Pengaruh pH Terhadap Adsorpsi

Ion Logam Kadmium (II) Oleh Adsorben Jerami Padi. Jurnal Kimia

Mulawarman Vol.7 No.5: 59-61. Samarinda. Program Studi Kimia

Universitas Mulawarman

Garcia, P.S., Maria, V.E.G.,Marianne, A.S., Marcela, M.L., Fabio, Y, Carmen

M.O., Mullera, Suzana,M. 2014. Improving action of citric acid as

compatibiliser in starch/polyesterblown films. Journal Industrial Crops and

Products 52: 305– 312. Brazil. State University of Londrina

Indriany. 2013. Pemanfaatan Limbah Tongkol Jagung (Zea Mays) untuk Produksi

Bioetanol Menggunakan Sel Ragi Amobil Secara Berulang. Online Jurnal

Of Natural Science: Vol 2 (3) :54-65

Kardjono, S.A. 1976. Petrokimia. PPT Migas Cepu Hal. 2.1-2.7, Hal: 121

Khasanah. 2009. Adsorpsi Logam Berat. Oseana

Kim, S dan Dale, B.E. 2004. Global Potential Bioethanol Production From

Wasted Crops and Crop Residues. Biomass and Bioenergy 26:361-375

Lambert, J.B. 1987. Introduction to Organic Spectroscopy. New York. Macmillan

Publ

Makarim, A.K., Sunarno dan Suyamto. 2007. Jerami Padi: Pengelolaan dan

Pemanfaatan. Bogor. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan

Nurhasni. 2007. Penyerapan Ion Logam Kadmium Dan Tembaga Oleh Genjer

(Limnocharis flava). Jurnal Valensi, Vol. 1, No. 1: 24-29. Jakarta. Program

Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah

Nurhasni., Firdiyono, F., Sya’ban, Q. 2012. Penyerapan Ion Aluminium dan Besi

dalam Larutan Sodium Silikat Menggunakan Karbon Aktif. Jurnal Valensi

Vol. 2 No. 4: 516-525. Jakarta. Program Studi Kimia Fakultas Sains dan

Teknologi UIN Syarif Hidayatullah

49

Nurhasni., Hendrawati dan Saniyah, N. 2010. Penyerapan Ion Logam Cd dan Dr

Dalam Limbah Air Limbah Menggunakan Sekam Padi. Jurnal Valensi, Vol.

1, No. 6: 310-318. Jakarta. Program Studi Kimia Fakultas Sains dan

Teknologi UIN Syarif Hidayatullah

Pakpahan, J.P., Tambunan, T., Harimby, A., Ritonga, M.Y. 2013. Pengurangan

FFA dan Warna dari Minyak Jelantah Dengan Adsorben Serabut Kelapa

dan Jerami. Jurnal Teknik Kimia USU Vol.2 No.1: 31-36. Medan.

Departemen Teknik Kimia USU

Panji, T. 2011. Teknik Spektroskopi Untuk Eludasi Struktur Molekul. Bogor.

Graha Ilmu

Rahayu, R.M. 2010. Pembuatan Karbon Aktif Dari Tempurung Kelapa Dengan

Aktivator Asam Fosfat. Skripsi. Semarang. Program Studi Teknik Kimia

Universitas Diponegoro

Reza, E. 2002. Studi Literatur Perancangan Awal Alat Adsorpsi Regenerasi

Karbon Aktif. Seminar. Depok. FTUI

Safrianti, I., Wahyuni, N dan Zaharah, T.A. 2012. Adsorpsi Timbal (II) Oleh

Selulosa Limbah Jerami Padi Teraktivasi Asam Nitrat: Pengaruh pH dan

Waktu Kontak. Jurnal JKK Vol.1 No.1: 1-7. Pontianak. Program Studi

Kimia Universitas Tajungpura

Sastrohamidjodjo, H. 1991. Spektroskopi Edisi ke-2. Yogyakarta. Liberty

Sudibandriyo, M dan Lydia. 2011. Karakteristik Luas Permukaan Karbon Aktif

Dari Ampas Tebu Dengan Aktivasi Kimia. Jurnal Teknik Kimia Indonesia

Vo.10 No.3: 149-156. Depok. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Indonesia

Suhendra, D dan Gunawan, E.R. 2010. Pembuatan Arang Aktif Dari Batang

Jagung Menggunakan Aktivator Asam Sulfat Dan Penggunaannya Pada

Penjerapan Ion Tembaga (II). Jurnal Makara, Sains, Vol. 14, No. 1: 22-26.

Mataram. Program Studi Kimia FMIPA Universitas Mataram

Sukardjo. 1990. Kimia Anorganik. Jakarta. Rineka Cipta

Supratman, U. 2010. Elusidasi Struktur Senyawa Organik. Bandung. Widya

Padjajaran

Suryawan, Bambang. 2004. Karakteristik Zeolit Indonesi sebagai Adsorben Uap

Air. Disertasi. Depok. Fakultas Teknik Kimia Universitas Indonesia

50

Taherzadeh, M.J. dan Karimi, K. 2007.Acid-Based Hydrolysis Processes For

Ethanol From Lignosellulosic Materials. A Review, BioResource. 2, 707-

738.

Wang, L.W., Wu, J.Y., Wang, R.Z., Xu, Y.X., Wang, S.G., Li, X.R. 2003. Study

of the performance of activated carbon-methanol adsorption systems

concerning heat and mass transfer. Applied Thermal Engineering Vol.23:

1605-1617

Yanuar, H.M., Sandi, D., Manalu, J.V. 2009. Adsorpsi ion Pb2+

dalam Air dengan

Jerami Padi. Jurnal Percikan Vol.100, 67-74

Yuliati, F dan Susanto, H. 2011. Kajian Pemanfaatan Arang Sekam Padi Aktif

Sebagai Pengolah Air Limbag Gasifikasi. Jurnal Teknik Kimia Indonesia

Vol.10 No.1: 9-17. Bandung. Program Studi Teknik Kimia ITB

51

Lampiran 1. Uji Pendahuluan

Tabel 1. Perhitungan Kapasitas Sorpsi Kain

W kk W km q kain

0,4026 1,0217 1,537755

0,447 1,0737 1,402013

Rata-rata 1,469884

Keterangan:

W kk = berat kain kosong (g)

W km = berat kain yang menyerap minyak (g)

q = W km-W kk

W kk

Tabel 2. Perhitungan Kapasitas Sorpsi Jerami Padi Tanpa Aktivasi

Ukuran

Partikel (µm) W s W kk W t q Rata-rata q

250 (1) 1,0043 1,1809 6,1586 3,40 3,54

250 (2) 1,0100 1,1060 6,3441 3,67

355 (1) 0,9186 0,697 5,719 4,64 4,65

355 (2) 0,9954 0,6766 6,1616 4,66

500 (1) 0,9945 0,7562 6,4784 4,93 4,62

500 (2) 1,0202 0,7314 5,9854 4,31

Keterangan:

W s = berat sorben awal (g)


W t = berat sorben+kain+minyak (g)

Wkain+minyak = berat kain kosong x Q kain (g)

q = ( )

52

Tabel 3. Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah oleh Jerami Padi dengan Konsentrasi

Jenis Bahan Pengaktivasi 1,00 N dan Tanpa Penambahan Asam Sulfat

Bahan

Pengaktivasi

Ukuran

partikel

(µm)

W s W kk W t q

Asam Sitrat

250 1,0782 0,6900 5,1908 3,3216

355 1,2304 0,6753 6,5651 3,9131

500 1,2235 0,6764 6,7522 4,0931

Asam Asetat

250 1,1928 0,6707 5,6098 3,2701

355 1,1437 0,6504 5,9489 3,7636

500 1,1968 0,6949 5,4618 3,5068

Urea

250 1,0597 0,6562 5,0348 3,2743

355 1,1045 0,6266 5,4182 3,4687

500 1,2524 0,6429 5,4751 2,9764

Gliserol

250 1,1129 0,6939 5,0255 3,0356

355 1,0150 0,7169 5,1314 3,5117

500 1,1456 0,6531 5,3984 3,2733

Natrium Dodesil

Sulfat

250 1,1115 0,6938 5,0215 3,0371

355 1,0143 0,7647 10,291 8,5656

500 1,0240 0,7665 11,361 9,5183

Keterangan:

Ws = berat sorben awal (g)



Wkain+minyak = berat kain kosong x q kain (g)

q = ( )

53

Tabel 4. Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah oleh Jerami Padi dengan Konsentrasi

Jenis Bahan Pengaktivasi 1,00 N dan Penambahan Asam Sulfat

Bahan

pengaktivasi

Ukuran

partikel (µm) W s W kk W t q

Asam Sitrat

250 1,1459 0,6891 4,8474 2,7672

355 1,2238 0,6828 5,0348 2,6845

500 1,2474 0,6847 5,0886 2,6567

Asam Asetat

250 1,1446 0,6431 5,4068 3,2911

355 1,1893 0,6743 5,6644 3,3262

500 1,1855 0,6560 5,7427 3,4180

Urea

250 1,0950 0,7116 5,3111 3,3499

355 1,0458 0,6828 5,0264 3,3035

500 1,1391 0,6642 4,9061 2,8580

Gliserol

250 0,9020 0,6241 4,2271 3,1536

355 0,9504 0,6733 4,4774 3,1656

500 0,9974 0,7169 5,0139 3,4735

Natrium Dodesil

Sulfat

250 0,9514 0,6743 4,4773 3,1603

355 1,0138 0,7644 10,176 8,4573

500 1,0491 0,7616 11,178 9,0962

Keterangan:

Ws = berat sorben awal (g)



Wkain+minyak = berat kain kosong x q kain (g)

q = ( )

54

Lampiran 2. Variasi Konsentrasi Bahan Pengaktivasi Terseleksi

Tabel 1. Perhitungan Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah oleh Jerami Padi yang

Diaktivasi dengan Variasi Konsentrasi Asam Sitrat

Konsentrasi

(N)

Ukuran

partikel

(µm) W s W kk W t q Rata-rata q

0,25

355

1,0085 0,6735 7,6276 5,5817

5,7586 1,0019 0,8253 8,1617 5,9354

500

1,0032 0,8521 6,8647 4,5943

6,1496 1,0166 0,7785 9,9936 7,7048

0,5

355

0,9695 0,8243 5,4355 3,9537

6,7158

1,0045 0,8127 10,44 8,2039

1,3 0,8383 12,331 7,9899

500

1,245 0,7568 11,206 7,5338

6,3793

0,9472 0,768 5,3092 3,9826

1,0008 0,829 9,847 7,6216

0,75

355

0,961 0,7481 5,7688 4,4052

7,0176

1,0035 0,8599 11,344 9,045

1,1158 0,812 10,222 7,6025

500 1,0103 0,7548 10,553 8,3477 8,3477

1

355 0,9159 0,7396 9,065 8,2773 8,2773

500 0,8575 0,7778 9,6923 9,6065 9,6065

1,25

355

1,0016 0,6392 14,717 12,756

9,4011 1,0036 0,5059 7,8154 6,0464

500 1,004 0,8532 12,062 9,7645 9,7645

1,5

355

1,0094 0,5227 12,169 10,294

9,5671 1,0057 0,7706 11,029 8,8398

500

1,0077 0,6023 15,309 13,314

10,133 1,0029 0,5769 8,8246 6,9536

1,75

355

1,0103 0,6543 16,879 14,755

11,179 1,0049 0,5051 9,3887 7,6041

500 1,0074 0,8195 13,677 11,38 11,38

2

355

1,0034 0,7004 6,938 4,8885

7,0343 1,0042 0,5536 11,036 9,1802

500

1,0225 0,837 6,8089 4,4559

6,4018 1,0103 0,7548 10,553 8,3477

55

Lanjutan

Konsentrasi

(N)

Ukuran

partikel

(µm) W s W kk W t q

Rata-rata

q

2,25

355

1,0062 0,7735 9,0598 6,874

6,1074 1,0104 0,7219 7,4678 5,3407

500

1,0043 0,7727 8,3966 6,2297

5,5962 1,0097 0,7206 7,0798 4,9628

2,5

355

1,0045 0,6911 6,889 4,8469

5,1844 1,0091 0,7032 7,615 5,522

500

1,0078 0,7137 7,5014 5,4024

5,2262 1,0099 0,7493 7,2113 5,05

2,75

355

1,0042 0,7482 6,7814 4,6579

5,3006 1,0049 0,7428 8,0691 5,9432

500

1,0084 0,7771 8,9657 6,7583

5,2496 1,0013 0,7748 5,886 3,741

3

355

1,0027 0,7405 6,5438 4,4407

5,0767 1,0052 0,6858 7,7557 5,7127

500

1,0199 0,6844 6,7871 4,6683

5,2614 1,0125 0,7994 8,1151 5,8544

Keterangan:





q ( )

Tabel 2. Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah oleh Jerami Padi yang Diaktivasi dengan

Variasi Konsentrasi Asam Sitrat

Konsentrasi (N) 355 µm 500 µm

0,00 4,650 4,620

0,25 5,760 6,150

0,50 6,710 6,380

0,75 7,020 8,350

1,00 8,270 9,610

1,25 9,400 9,760

1,50 9,560 10,13

1,75 11,18 11,38

2,00 7,030 6,400

2,25 6,110 5,590

2,50 5,180 5,230

2,75 5,300 5,250

3,00 5,080 5,260

56


Diaktivasi dengan Variasi Konsentrasi Asam Asetat

Konsentrasi

(N)

Ukuran

Partikel

(µm)

W s W kk W t q rata-rata

q

0,25

355 1,0036 0,8245 7,1064 4,8733

4,6033 1,0038 0,7924 6,5183 4,3333

500 1,0069 0,7896 7,6736 5,4683

5,0960 1,0189 0,7987 7,0058 4,7236

0,50

355

1,0050 0,9293 13,9190 11,4906

7,4463 1,1695 0,7702 9,4673 6,5895

1,0052 0,7674 5,8755 4,2589

500

1,0061 0,8552 12,049 9,7274

8,0287 1,1293 0,8496 12,446 9,4439

0,9236 0,7409 6,0316 4,9146

0,75

355 1,0074 0,8437 10,099 7,7940 7,7940

500 1,2243 0,7216 11,051 7,5739

8,2069 1,0057 0,7706 11,028 8,8398

1,00 355 0,9186 0,7476 9,0928 8,2736 8,2736

500 0,9037 0,7425 9,1247 8,4662 8,4662

1,25 355

1,0071 0,4997 11,458 9,6480 10,355

1,0065 0,4943 12,867 11,062

500 1,0166 0,8468 13,589 11,143 11,143

1,50

355 1,0050 0,5534 10,026 8,1671

8,5431 1,0034 0,4995 10,687 8,9191

500 1,0052 0,5215 14,423 12,586

9,1513 1,0049 0,4902 7,4697 5,7163

1,75

355 1,0115 0,5823 10,858 8,8891

7,0680 1,0031 0,4955 6,9947 5,2470

500 1,0053 0,5245 7,3100 5,5046

5,6678 1,0090 0,4967 7,6225 5,8309

2,00

355 1,0033 0,5335 9,7146 7,9010

6,3349 1,0089 0,4539 6,4872 4,7687

500 1,0053 0,5161 6,5796 4,7903

4,8020 1,0108 0,4130 6,4836 4,8137

Keterangan:





q ( )

57

Tabel 4. Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah oleh Jerami Padi yang Diaktivasi dengan

Variasi Konsentrasi Asam Asetat

Konsentrasi (N) Ukuran partikel (µm)

355 500

0,00 4,65 4,62

0,25 4,60 5,09

0,50 7,44 8,02

0,75 7,79 8,21

1,00 8,27 8,46

1,25 10,3 11,14

1,50 8,54 9,15

1,75 7,06 5,67

2,00 6,33 4,80


Diaktivasi dengan Variasi Konsentrasi Natrium Dodesil Sulfat

Konsentrasi

(N)

Ukuran

partikel

(µm)

W s W kk W t q rata-rata q

0,25

355 1,0011 0,7448 6,3762 4,2754

4,5534 1,0303 0,7904 7,1699 4,8314

500

1,0117 0,7974 12,169 9,8705

4,7698 1,0396 0,7333 5,0238 2,7956

1,0010 0,6302 5,3845 3,4537

1,0045 0,6451 4,9252 2,9592

0,50

355 1,0476 0,8483 8,5187 5,9414

5,3003 1,0444 0,7190 6,9674 4,6593

500 1,0401 0,7340 5,2797 3,0388

4,0708 1,0555 0,8148 7,6392 5,1028

0,75 355

1,0245 0,8542 7,3895 4,9872 5,6845

1,0558 0,9112 9,1331 6,3818

500 1,0144 0,8668 8,1407 5,7691 5,7691

1,00

355 1,0295 0,7436 11,107 9,2345

8,8467 1,0138 0,7644 10,176 8,4589

500 1,0491 0,7616 11,178 9,0978

9,3088 1,0240 0,7665 11,360 9,5199

1,25

355 1,0050 0,4139 8,8619 7,2125

6,6436 1,0056 0,4785 7,8178 6,0748

500 1,0034 0,5302 11,209 9,3945

7,2813 1,0042 0,5254 6,9662 5,1680

1,50

355 1,0050 0,4475 9,1548 7,4548

6,4275 1,0042 0,4917 7,1499 5,4003

500 1,0035 0,4571 8,7928 7,0926

6,3202 1,0054 0,5390 7,3754 5,5478

1,75

355 1,0075 0,5178 6,6512 4,8462

5,9739 1,0053 0,4849 8,8573 7,1016

500 1,0072 0,4901 6,0512 4,2927

5,4295 1,0074 0,4991 8,3559 6,5663

2,00

355 1,0077 0,4404 6,8047 5,1103 5,1103

500 1,0069 0,7896 7,6736 5,4683

5,0960 1,0189 0,7987 7,0058 4,7236

58

Keterangan:





q = ( )

Tabel 6. Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah oleh Jerami Padi yang Diaktivas dengan

Variasi Konsentrasi Natrium Dodesil Sulfat

Konsentrasi

(N)

Ukuran partikel (µm)

355 500

0,00 4,65 4,62

0,25 4,55 4,78

0,50 5,3 4,07

0,75 5,68 5,78

1,00 8,85 9,3

1,25 6,64 7,28

1,50 6,43 6,32

1,75 5,97 5,43

2,00 5,11 5,09

59

Lampiran 3. Pengujian Komposisi Jerami Padi

Tabel 1. Perhitungan Kadar air

Bahan

pengaktivasi W a W b W c

Kadar air

(%) rata-rata

Kontrol 22,125 23,155 23,076 7,7222 7,7506

Kontrol 24,225 25,395 25,304 7,7791

nds 0,75 22,261 23,266 23,225 4,1177 4,0067

nds 0,75 23,358 24,362 24,323 3,8956

nds 1,00 26,791 27,8001 27,756 4,3978 4,4172

nds 1,00 21,302 22,305 22,261 4,4367

nds 1,25 22,102 23,101 23,057 4,3683 4,4214

nds 1,25 23,975 24,974 24,929 4,4745

asetat 1,00 22,126 23,127 23,070 5,6777 5,749

asetat 1,00 24,225 25,227 25,168 5,8213

asetat 1,25 24,225 25,235 25,167 6,7407 6,7296

asetat 1,25 21,301 22,303 22,236 6,7186

asetat 1,50 22,125 23,132 23,066 6,4984 6,4576

asetat 1,50 26,791 27,799 27,734 6,4167

sitrat 1,50 22,100 23,111 23,051 5,9551 5,8528

sitrat 1,50 23,974 24,977 24,919 5,7504

sitrat 1,75 22,260 23,263 23,212 5,1530 5,1772

sitrat 1,75 23,358 24,356 24,304 5,2014

sitrat 2,00 22,100 23,104 23,046 5,7077 5,6482

sitrat 2,00 22,260 23,269 23,213 5,5886

Keterangan:

W a = berat cawan kosong (g)

W b = berat cawan ditambah jerami (g)

W c = berat cawan dan jerami yang dipanaskan 1050C

Kadar air = ( ) ( )

( )

nds [konsentrasi] = konsentrasi natrium dodesil sulfat (N)

asetat [konsentrasi] = konsentrasi asam asetat (N)

sitrat [konsentrasi] =konsentrasi asam sitrat (N)

60

Tabel 2. Perhitungan Kadar Abu

Bahan W a W b W d

kadar abu

(%) rata-rata

Blanko 22,125 23,156 22,275 15,727 16,989

Blanko 24,225 25,395 24,422 18,252

nds 0,75 22,261 23,266 22,442 18,786 18,421

nds 0,75 23,358 24,362 23,547 19,594

nds 1,00 26,791 27,801 26,978 19,594 19,343

nds 1,00 21,302 22,305 21,487 19,301

nds 1,25 22,101 23,101 22,271 17,853 17,870

nds 1,25 23,975 24,974 24,146 17,887

asetat 1,00 22,126 23,127 22,247 12,823 13,048

asetat 1,00 24,225 25,227 24,350 13,274

asetat 1,25 24,225 25,235 24,352 13,446 13,599

asetat 1,25 21,302 22,303 21,430 13,752

asetat 1,50 22,125 23,131 22,261 14,431 14,581

asetat 1,50 26,791 27,799 26,929 14,731

sitrat 1,50 22,10 23,111 22,227 13,327 13,388

sitrat 1,50 23,974 24,977 24,101 13,450

sitrat 1,75 22,260 23,263 22,384 13,009 12,864

sitrat 1,75 23,358 24,356 23,478 12,718

sitrat 2,00 22,100 23,104 22,226 13,364 13,504

sitrat 2,00 22,260 23,269 22,390 13,644

Keterangan:

W a = berat cawan kosong (g)

W b = berat cawan ditambah jerami padi (g)

W d = berat bahan dan abu (g)

kadar abu = ( )

( )




61

Tabel 3. Perhitungan Kadar Lignin

Bahan W o W t kadar lignin

Blanko 0,7062 0,0334 4,729

nds 1,00 0,6417 0,0190 2,960

Asetat 1,25 0,6586 0,0497 7,545

Sitrat 1,75 0,7111 0,0626 8,802

Sitrat 2,00 0,8219 0,0473 5,574 Keterangan:

W 0 = berat bahan awal (g)

W t = berat lignin yang terbentuk (g)

kadar lignin =




Tabel 4. Perhitungan Kadar Hemiselulosa

Bahan W 0 W t Kadar hemiselulosa

Blanko 0,9501 0,3775 39,73

nds 1,00 0,9943 0,3263 32,81

Asetat 1,25 0,8690 0,3128 35,99

Sitrat 1,75 0,9505 0,2513 26,44

Sitrat 2,00 0,9451 0,3787 40,06 Keterangan:

W 0 = berat bahan awal (g)

W t = berat hemiselulosa yang terbentuk (g)

kadar hemiselulosa =




Tabel 5. Perhitungan Kadar Selulosa

Bahan kadar abu kadar

lignin

Kadar

hemiselulosa

Kadar

selulosa(bobot

kering)

Blanko 16,989 4,729 39,729 38,552

nds 1,00 19,343 2,960 32,815 44,882

Asetat 1,25 13,599 7,545 35,994 42,862

Sitrat 1,75 12,864 8,802 26,440 51,894

Sitrat 2,00 13,504 5,574 40,060 40,862 Keterangan:

kadar selulosa = 100 –(kadar abu + kadar lignin + kadar hemiselulosa)




62

Lampiran 4. Persen Transmittan Gugus Fungsi pada Jerami padi

Jerami Padi Diaktivasi Asam Sitrat 1,75N Jerami Padi Diraktivasi Asam Asetat 1,25 N

Bilangan

Gelombang

(cm-1

)

% T A= 2-log%T Bilangan

Gelombang

(cm-1

)

% T A= 2-log%T

1136 49,85 0,302 1110 45,39 0,343

1465 69,45 0,158 1438 68,81 0,162

1672 67,82 0,168 1652 68,66 0,163

2954 71,24 0,147 2888 72,37 0,14

3321 58,86 0,23 3312 61,24 0,212

Jerami Padi Diaktivasi Natriun Dodesil

Sulfat 1,00 N

Jerami Padi Tanpa Aktivasi

Bilangan

Gelombang

(cm-1

)

% T A= 2-log%T Bilangan

Gelombang

(cm-1

)

% T A= 2-log%T

1115 45,31 0,343 1090 52,02 0,283

1463 68,01 0,167 1465 73,30 0,134

1664 67,14 0,173

2934 64,14 0,192 2957 75,11 0,124

3445 57,80 0,238 3317 63,12 0,199

63

Lampiran 5. Foto alat dan bahan

Penangas listrik Erlenmeyer Beaker glass

Labu ukur Cawan Corong

Gelas Ukur Oven Desikator

Timbangan analitik pH meter Spektrometer FTIR

64

Asam sitrat Asam asetat Dodesil sulfat

65

Lampiran 6. Cara Kerja

Gambar 1. Preparasi Jerami Padi

Gambar 2. Pengujian Variasi Ukuran Partikel terhadap Kapasitas Sorpsi Minyak

Mentah

Gambar 3. Pengujian Kapasitas Sorpsi Minyak Mentah

Jerami Padi Penggilingan Pengayakan Pengeringan

Pengayakan Pengujian Kapasitas

sorpsi

Preparasi selongsong

Penimbangan Preparasi sorben

Penimbangan

Pengujian pada minyak

Penimbangan

66

Gambar 4. Pengujian Jenis Bahan Pengaktivasi terhadap Kapasitas Sorpsi Minyak

Mentah

Gambar 5. Pengujian Kadar Air

Gambar 6. Pengujian Kadar Abu

10 gram bahan uji

Pemanasan Penyaringan

Pencucian Pengeringan Pengujian kapasitas sorpsi

Penimbangan Cawan kosong

Penimbangan cawan dan bahan uji

Pengeringan Desikator Penimbangan

Penimbangan Cawan kosong

Penimbangan cawan dan bahan uji

Furnace


67

Gambar 7. Pengujian Kadar Lignin

Gambar 8. Pengujian Kadar Hemiselulosa

Ekstraksi Penimbangan Refluks Pencucian


Penimbangan Ekstraksi Pengasaman Penyaringan


pemanfaatan jerami padi sebagai sorben minyak...

Documents