pembuatan karbon aktif dari arang dengan ...repository.ump.ac.id/9648/1/cover_uriya bin...

i

PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI ARANG DENGAN

AKTIVATOR ASAM KLORIDA SEBAGAI PENURUN KADAR

AMONIA DALAM AIR LIMBAH

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Syarat

Menyelesaikan Pendidikan Strata Satu Program Studi Teknik Kimia

Oleh : URIYA BIN YUSUF

1403020004

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK DAN SAINS

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO

2019

ii

Pembuatan Karbon Aktif..., Uriya Bin Yusuf, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019

iii


iv


v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Motto:

“Setiap hari adalah hari terakhir, karena tidak akan pernah ada hari yang sama

dikemudian hari. Maka buatlah hari – hari mu menjadi bermakna”

(Uriya Bin Yusuf)

“Jangan pernah berada di tempat yang gelap, jika berada di tempat gelap, karena

bayangan sebagai sahabat terbaikmupun akan meninggalkanmu”

(Abu Rizal Bakri)

“Jangan salahkan dirimu ketika terlahir miskin, karena itu semua adalah takdir.

Tapi salahkanlah dirimu jika kamu mati dalam kondisi miskin.” (Abu Rizal Bakri)

“Katakanlah pada ketakutanmu kalau kamu tidak akan mati hanya karena takut.

Matimu sudah digariskan.”

(Uriya Bin Yusuf)

“Musuh yang paling berbahaya di atas dunia ini adalah penakut dan bimbang.

Teman yang paling setia hanyalah keberanian dan keyakinan yang teguh”

(Andrew Jackson)

Persembahan: Skripsi ini saya persembahkan untuk kedua orang tua, Tn. Yusuf dan Ny. Kamsiti

yang senantiasa memberikan dukungan moril dan materil, tidak pernah lelah

dalam menemani dalam naik turunnya proses pendidikan, serta selalu memberikan

dorongan ketika dalam keterpurukan. Semangat kedua orang tualah yang

membuat saya bisa menyelesaikan skripsi ini. Teruntuk kakak – kakaku, Wayan

Wahyudi, Raffi Hidayat, dan Sabik Rosana yang juga selalu mendoakan dan

memberikan dukungan supaya bisa menyelesaikan pendidikan.

Teruntuk sahabat terbaikku, Ibdal Sukoyo dan Fajar Fitrianingsih yang selalu

hadir disetiap naik turunnya kehidupanku, dan memberikan semangat disetiap

kegagalan dalam menempuh pendidikan.


vi

PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI ARANG DENGAN AKTIVATOR

ASAM KLORIDA SEBAGAI PENURUN KADAR AMONIA DALAM AIR

LIMBAH

Uriya Bin Yusuf 1, Neni Damajanti

2

ABSTRAK

Arang kerap kali digunakan sebagai media pembakaran berbagai makanan.

Namun karena ukuran arang yang beragam membuat arang – arang hancur tidak

bisa digunakan sebagai media pembakar, karena dibutuhkan luas permukaan

yang lebih lebar. Limbah sisa – sisa arang ini bisa dimanfaatkan untuk membuat

karbon aktif menggunakan aktivator Asam Klorida 0,5 N. Arang pertama – tama

diayak menggunakan screen 100 mesh, lalu direndam selama 48 jam

menggunakan larutan aktivator. Campuran dipisahkan dan dinetralkan dengan

air distilasi. Lalu keringkan pada temperature 100 oC. Terakhir arang dipanaskan

pada furnace temperature 900 oC. Arang yang sudah diaktifkan terbukti bisa

menurunkan kadar amonia dalam air limbah. Arang dicampur dengan air yang

mengandung amonia dan diaduk selama 30 menit dengan perbandingan 25 mg,

50 mg, 75mg, dan 100 mg arang dicampur dengan 50 mL air limbah. Campuran

kemudian dipisahkan menggunakan kertas saring dan diambil airnya untuk

dianalisa kandungan amonia menggunakan UV Spektrofotometri. Hasil kemudian

dianalisa menggunakan Persamaan Isoterm Langmuir, BET, Freundlich dan

Temkin. Terakhir karbon aktif diuji kemampuannya terhadap penyerapan Iodine.

Dan dibandingkan dengan mutu karbon aktif SNI 06-3730-1995.

Kata kunci : Karbon Aktif, Amonia, Asam Klorida, Arang


vii

CREATING ACTIVE CARBON OF CHARCOAL USING CHLORIDE

ACID ACTIVATOR TO REDUCE THE AMMONIA LEVEL IN

WASTEWATER

Uriya Bin Yusuf 1, Neni Damajanti

2

ABSTRACT

Charcoal is frequently used to roast some food. However, because of its varied

size, the broken charcoal cannot be used as the roasting media. It is simply

because it needs a wider surface to roast something. The waste of the charcoal

can actually be utilized to create active carbon using 0.5 N Chloride Acid

activator. Charcoal was firstly sifted using a 100 mesh screen. Then, it was

soaked for 48 hours using the activator solution. The mixture was

then separated and neutralized using distillation water. Next, it was dried at

100oC temperature. Finally, it was heated at 900

o C furnace temperature. The

activated charcoal was empirically able to reduce the level of

ammonia in wastewater. The charcoal was mixed with water containing ammonia

and then stirred for 30 minutes with the ratio of 25 mg, 50 mg, 75mg, and 100 mg

charcoal with 50 mL wastewater. The mixture was then separated using filter

paper and the water was taken to analyze the content of ammonia using UV

Spectrophotometry. The result was analyzed using Isothermal Langmuir, BET,

Freundlich, and Temkin equations. Ultimately, the active carbon was tested to

know its ability to absorb Iodine and was compared with the quality of active

carbon of SNI 06-3730-1995.

Keywords: Active Carbon, Ammonia, Chloride Acid, Charcoal


viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat, hidayah dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi dengan judul “Pembuatan Karbon Aktif dari Arang dengan

Aktivator Asam Klorida Sebagai Penurun Kadar Amonia dalam Air Limbah”

Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan

program studi strata satu (S1) dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Fakultas

Teknik dan Sains Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

Dalam penyusunan skripsi ini, penyusun tidak akan selesai tanpa bantuan

dari berbagai pihak, oleh sebab itu penulis sampaikan ucapan terima kasih yang

setulus-tulusnya kepada:

1. Allah SWT atas semua nikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini.

2. Kedua orang tua serta keluarga yang telah memberikan motivasi.

3. Bapak Muhammad Taufiq Tamam, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik

dan Sains.

4. Bapak Haryanto,S.T., M.T., Ph.D. selaku Kaprodi Teknik Kimia.

5. Bapak Abdul Haris M,S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik.

6. Bapak Neni Damajanti,S.T., M.T. selaku dosen pembimbing, terima kasih

untuk ilmu, bimbingan, saran dan nasihatnya.

7. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik dan Sains

Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

8. Tata Usaha Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

9. Ibdal Sukoyo dan Fajar Fitrianingsih, yang telah menemani dan memberikan

bantuan, semangat, motivasi serta mendengarkan keluh kesah saya selama ini.

10. Rekan-rekan satu angkatan 2014 (Hanafi, Reza, Hudha, Rudi, Andri, Aulia)

yang telah berjuang bersama-sama dari semester 1 hingga sekarang. Semoga

sukses selalu. Serta adik-adik ku angkatan 2015, 2016 dan 2017.


ix

11. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah

membantu penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam menyelesaikan skripsi ini

masih jauh dari sempurna, dan masih banyak kekurangan mengingat keterbatasan

pengalaman dan kemampuan penulis, Oleh karena itu, kritik dan saran yang

bersifat membangun penulis akan menerima dengan senang hati. Semoga Skripsi

ini dapat memberikan manfaat.

Purwokerto, 12 Juli 2019

Penulis


x

DAFTAR ISI

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

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iii

PERNYATAAN.......................................................................... ...................... iv

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

ABSTRAK ...................................................................................................... vi

ABSTRACT ....................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR ...................................................................................... viii

DAFTAR ISI .................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2. Rumusan Masalah ........................................................... 4

1.3. Tujuan Penelitian ............................................................ 4

1.4. Manfaat Penelitian .......................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Karbon ............................................................................. 5

2.1.1 Proses Aktifasi Karbon.................................................... 8

2.1.1.1 Metode Fisika .................................................................. 8

2.1.1.2 Metode Kimia ................................................................. 9

2.1.2 Karakteristik Karbon Aktif .............................................. 10

2.1.2.1 Ukuran Karbon Aktif ...................................................... 11

2.1.2.2 Daya Serap Iodine ........................................................... 12

2.2. Ammonia ........................................................................ 12

2.2.1. UV Spektrofotomteri ....................................................... 15

2.2.2. Analisis Amonia .............................................................. 16


xi

2.3. Adsorbsi ......................................................................... 17

2.3.1 Isoterm Adsorbsi ............................................................. 19

2.3.1.1 Langmuir ......................................................................... 20

2.3.1.2 BET ................................................................................. 21

2.3.1.3 Freudlich ......................................................................... 21

2.3.1.4 Termkin ........................................................................... 22

2.4. Penelitian Pendahulu ....................................................... 23

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Rancangan Penelitian ...................................................... 25

3.2. Alat dan Bahan ............................................................... 25

3.2.1 Alat .................................................................................. 25

3.2.2 Bahan .............................................................................. 26

3.3. Prosedur Pelaksanaan Peneltian ..................................... 26

3.3.1 Persiapan Bahan Baku .................................................... 26

3.3.2 Proses Aktifasi Arang ...................................................... 26

3.3.3 Prosedur Adsorbsi ........................................................... 26

3.3.4 Analisis Amonia .............................................................. 27

3.4. Diagram Alir Percobaan .................................................. 28

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAAN

4.1. Preparasi Adsorben ......................................................... 29

4.2. Kalibrasi Standar Ammonia ............................................ 29

4.3. Penurunan Kadar Ammonia ............................................ 30

4.4. Bentuk Isoterm Adsorbsi ................................................. 34

4.4.1. Isoterm Langmuir ............................................................ 36

4.4.2. Isoterm BET .................................................................... 37

4.4.3. Isoterm Freudlich ............................................................ 38

4.4.4. Isoterm Temkin ............................................................... 39

4.5. Penentuan Bilangan Iodine ............................................. 40


xii

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ..................................................................... 43

5.2. Saran ............................................................................... 43

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 44

LAMPIRAN


xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Mutu Arang Aktif SII 0258-79 ......................................................... 11

Tabel 2.2 Mutu Arang Aktif SNI 063730-1995 ............................................... 12

Tabel 2.3 Mutu Arang Aktif Departemen Kesehatan ...................................... 12

Tabel 2.4 Beda Adsorbsi Fisika dan Kimia ...................................................... 18

Tabel 2.5 Hasil Liniearisasi Persamaan Isoterm Adsorbsi .............................. 23

Tabel 4.1.Data Kalibrasi Standar Ammonia ..................................................... 30

Tabel 4.2 Data Konsentrasi Awal ..................................................................... 31

Tabel 4.3 Data Penurunan Kadar Ammonia ..................................................... 32

Tabel 4.4 Bentuk Isotermis Adsorbsi ............................................................... 34

Tabel 4.5 Data Penelitian Variabel Penurunan Ammonia ................................ 35

Tabel 4.6 Data Isoterm Langmuir .................................................................... 36

Tabel 4.7 Data Isoterm BET ............................................................................. 37

Tabel 4.8 Data Isoterm Freudlich ..................................................................... 38

Tabel 4.9 Data Isoterm Temkin ........................................................................ 39

Tabel 4.10 Data Koefisien Determinasi Isoterm Adsorbsi ............................... 40

Tabel 4.11 Data Hasil Penyerapan Iodine ........................................................ 41


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Arang ........................................................................................ 5

Gambar 2.2. Empat Jenis Isoterm Utama ...................................................... 19

Gambar 2.3. Enam Type Isoterm Adsorbsi ................................................... 20

Gambar 2.4. Model Isoterm Langmuir .......................................................... 21

Gambar 2.5. Model Isoterm Freudlich .......................................................... 22

Gambar 2.6. Model Isoterm Temkin ............................................................. 23

Gambar 4.1. Kurva Kalibrasi Standar Ammonia .......................................... 30

Gambar 4.2. Kurva Dosis Karbon Aktif dan Persen Penurunan Ammonia .. 32

Gambar 4.3. Kurva Isoterm Langmuir .......................................................... 36

Gambar 4.4. Kurva Isoterm BET .................................................................. 37

Gambar 4.5. Kurva Isoterm Freudlich........................................................... 38

Gambar 4.6. Kurva Isoterm Temkin .............................................................. 39


xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Perhitungan dan Pembuatan Larutan ........................................ 45

1. Pembuatan Larutan HCl ..................................................... 45

2. Pembuatan Larutan Nessler ................................................ 48

3. Pembuatan Larutan Sodium Pottasium Tartate .................. 48

4. Pembuatan Standar Ammonia ............................................ 48

5. Pembuatan Limbah Sintesis ............................................... 51

6. Pembuatan Iodine ............................................................... 52

7. Pembuatan Natrium Thiosulfate ......................................... 53

8. Perhitungan Data Analisa Uv-Vis ....................................... 58

9. Perhitungan Penyerapan Iodine .......................................... 59

Lampiran 2. Dokumentasi ............................................................................. 60


pembuatan karbon aktif dari arang dengan ...repository.ump.ac.id/9648/1/cover_uriya bin...

Documents